A operación de dobrado do mandril comeza o seu ciclo. O mandril insírese no diámetro interior do tubo. A matriz de curvatura (esquerda) determina o radio. A matriz de suxeición (dereita) guía o tubo ao redor da matriz de curvatura para determinar o ángulo.
En todas as industrias, a necesidade de dobrar tubos complexos continúa sen diminuír. Xa se trate de compoñentes estruturais, equipos médicos móbiles, cadros para vehículos todoterreos ou vehículos utilitarios, ou mesmo barras de seguridade metálicas nos baños, cada proxecto é diferente.
Conseguir os resultados desexados require un bo equipamento e, sobre todo, a experiencia adecuada. Como calquera outra disciplina de fabricación, a curvatura eficiente de tubos comeza coa vitalidade do núcleo, os conceptos fundamentais que subxacen en calquera proxecto.
Algunha vitalidade básica axuda a determinar o alcance dun proxecto de dobrado de tubos ou tubos. Factores como o tipo de material, o uso final e o uso anual estimado afectan directamente ao proceso de fabricación, aos custos implicados e aos prazos de entrega.
O primeiro núcleo crítico é o grao de curvatura (DOB), ou o ángulo formado pola curva. A continuación está o Raio da liña central (CLR), que se estende ao longo da liña central do tubo ou tubo que se vai dobrar. Normalmente, o CLR máis axustado que se pode conseguir é o dobre do diámetro do tubo ou tubo. Duplique o CLR para calcular a distancia central do tubo ou tubo (CLD), cal é a distancia desde a liña central ou o diámetro do tubo (CLD). unha curva de retorno de 180 graos.
O diámetro interior (ID) mídese no punto máis ancho da abertura dentro do tubo ou tubo. O diámetro exterior (OD) mídese sobre a área máis ancha dun tubo ou tubo, incluída a parede. Finalmente, o grosor nominal da parede mídese entre as superficies exterior e interior do tubo ou tubo.
A tolerancia estándar da industria para o ángulo de curvatura é de ± 1 grao. Cada empresa ten un estándar interno que pode estar baseado no equipo utilizado e na experiencia e coñecemento do operador da máquina.
Os tubos mídense e cítanse segundo o seu diámetro exterior e o seu calibre (é dicir, o grosor da parede). Os calibres comúns inclúen 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 e 20. Canto máis baixo é o calibre, máis grosa é a parede: calibre 10. O tubo ten unha parede de 0,134 polgadas e unha parede de 1,0 cm. Tubo de 0,035″ OD. A parede chámase "1½-in" na parte impresa.20-ga.tube."
A tubaxe especifícase mediante un tamaño nominal de tubo (NPS), un número adimensional que describe o diámetro (en polgadas) e unha táboa de espesores de parede (ou Sch.). Os tubos teñen unha variedade de grosores de parede, dependendo do seu uso. Os horarios populares inclúen Sch.5, 10, 40 e 80.
Un tubo de 1,66″.OD e 0,140 polgadas.NPS marcou a parede no debuxo da peza, seguido da programación, neste caso, "1¼".Tubos Shi.40. "O gráfico do plano de tubos especifica o diámetro exterior e o grosor da parede do NPS e o plano asociados.
O factor de parede, que é a relación entre o diámetro exterior e o espesor da parede, é outro factor importante para os cóbados.O uso de materiais de parede delgada (igual ou inferior a 18 ga.) pode requirir máis apoio no arco de curvatura para evitar engurras ou caídas. Neste caso, a flexión de calidade requirirá mandriles e outras ferramentas.
Outro elemento importante é a curva D, o diámetro do tubo en relación co raio de curvatura, a miúdo denominado radio de curvatura moitas veces maior que o valor de D. Por exemplo, un raio de curvatura 2D é de 3 polgadas.-OD tubo de 6 polgadas. Canto maior sexa o D da curva, máis fácil é formar a curva. o que se require para iniciar un proxecto de curva de tubo.
Figura 1. Para calcular a ovalidade porcentual, divídese a diferenza entre a DO máxima e mínima pola DO nominal.
Algunhas especificacións do proxecto requiren tubos ou tubaxes máis finos para xestionar os custos do material. Non obstante, as paredes máis delgadas poden requirir máis tempo de produción para manter a forma e a consistencia do tubo nas curvas e eliminar a posibilidade de engurrarse. Nalgúns casos, estes custos laborais aumentados superan o aforro de material.
Cando o tubo se dobra, pode perder o 100% da súa forma redonda preto e ao redor da curva. Esta desviación chámase ovalidade e defínese como a diferenza entre as dimensións máis grandes e máis pequenas do diámetro exterior do tubo.
Por exemplo, un tubo de 2″ de diámetro exterior pode medir ata 1,975″ despois de dobrarse. Esta diferenza de 0,025 polgadas é o factor de ovalidade, que debe estar dentro das tolerancias aceptables (ver Figura 1). Dependendo do uso final da peza, a tolerancia de ovalidade pode estar entre o 1,5 % e o 8 %.
Os principais factores que afectan á ovalidade son o cóbado D e o grosor da parede. Dobrar pequenos raios en materiais de parede fina pode ser difícil de manter a ovalidade dentro da tolerancia, pero pódese facer.
A ovalidade contrólase colocando o mandril dentro do tubo ou tubo durante o dobrado, ou nalgunhas especificacións das pezas, utilizando tubos (DOM) debuxados no mandril desde o principio. (O tubo DOM ten tolerancias de diámetro exterior e diámetro exterior moi estreitas). Canto menor sexa a tolerancia á ovalidade, máis ferramentas e tempo de produción potencial é necesario.
As operacións de dobrado de tubos usan equipos de inspección especializados para verificar que as pezas formadas cumpren as especificacións e as tolerancias (ver Figura 2). Calquera axuste necesario pódese transferir á máquina CNC segundo sexa necesario.
rolo.Ideal para producir curvas de gran radio, o dobrado por rolo implica alimentar o tubo ou tubo a través de tres rolos nunha configuración triangular (ver Figura 3).Os dous rolos exteriores, xeralmente fixos, soportan a parte inferior do material, mentres que o rolo interior axustable presiona a parte superior do material.
Dobrado por compresión.Neste método bastante sinxelo, a matriz de curvatura permanece estacionaria mentres a contra matriz dobra ou comprime o material ao redor do accesorio. Este método non usa un mandril e require unha coincidencia precisa entre a matriz de curvatura e o radio de curvatura desexado (ver Figura 4).
Torsión e flexión. Unha das formas máis comúns de flexión de tubos é a flexión de estiramento rotacional (tamén coñecida como flexión de mandril), que utiliza matrices de flexión e presión e mandriles. Os mandriles son insercións de varillas metálicas ou núcleos que sosteñen o tubo ou tubo cando se dobra. O uso dun mandril evita que o tubo se derrube, aplane ou protexe a forma do tubo durante a flexión5.
Esta disciplina inclúe a curvatura de varios radios para pezas complexas que requiren dous ou máis raios de liña central. O plegado de varios radios tamén é excelente para pezas con grandes radios de liña central (as ferramentas duras poden non ser unha opción) ou pezas complexas que deben formarse nun ciclo completo.
Figura 2. Os equipos especializados proporcionan diagnósticos en tempo real para axudar aos operadores a confirmar as especificacións das pezas ou abordar as correccións necesarias durante a produción.
Para realizar este tipo de flexión, unha dobradora rotativa dispón de dous ou máis conxuntos de ferramentas, un para cada raio desexado. As configuracións personalizadas nunha prensa de dobre cabezal -unha para dobrar cara á dereita e outra para dobrar cara á esquerda- poden proporcionar radios pequenos e grandes na mesma parte. A transición entre os cóbados esquerdo e dereito pódese repetir tantas veces como sexa necesario, permitindo que se formen formas complexas sen maquinar. ver figura 6).
Para comezar, o técnico configura a máquina segundo a xeometría do tubo que aparece na folla de datos de curvatura ou na impresión de produción, introducindo ou cargando as coordenadas da impresión xunto cos datos de lonxitude, rotación e ángulo. A continuación vén a simulación de dobrado para garantir que o tubo poderá limpar a máquina e as ferramentas durante o ciclo de dobrado.
Aínda que este método é normalmente necesario para pezas feitas de aceiro ou aceiro inoxidable, a maioría dos metais industriais, espesores de paredes e lonxitudes pódense acomodar.
Dobrado libre. Un método máis interesante, o dobrado libre utiliza unha matriz do mesmo tamaño que o tubo ou tubo que se está dobrando (ver Figura 7). Esta técnica é ideal para curvas angulares ou de varios radios superiores a 180 graos con poucos segmentos rectos entre cada curva (as curvas de estiramento rotacionais tradicionais requiren algúns segmentos rectos para que a ferramenta poida agarrar).
Os tubos de paredes delgadas, que adoitan usarse en maquinaria de alimentos e bebidas, compoñentes de mobles e equipos médicos ou sanitarios, son idóneos para a flexión libre. Pola contra, as pezas con paredes máis grosas poden non ser candidatas viables.
As ferramentas son necesarias para a maioría dos proxectos de curvatura de tubos. Na curvatura rotativa de estiramento, as tres ferramentas máis importantes son as matrices de dobrado, as matrices de presión e as de suxeición. Dependendo do radio de curvatura e do grosor da parede, tamén se pode necesitar un mandril e unha matriz de raspador para conseguir curvas aceptables.
O núcleo do proceso é dobrar a matriz para formar o radio da liña central da peza. A matriz de canle cóncava da matriz encaixa co diámetro exterior do tubo e axuda a suxeitar o material mentres se dobra. Ao mesmo tempo, a matriz de presión mantén e estabiliza o tubo mentres se enrola arredor da matriz de dobrado. móvese. Preto do final da matriz de curvatura, use un troquel médico cando sexa necesario alisar a superficie do material, apoiar as paredes do tubo e evitar engurras e bandas.
Mandriles, aliaxes de bronce ou insercións de aceiro cromado para soportar tubos ou tubos, evitar o colapso ou torcedura do tubo e minimizar a ovalidade.O tipo máis común é o mandril de bola.Ideal para curvas de varios radios e para pezas de traballo con espesores de parede estándar, o mandril de bola úsase en conxunto co limpador, o accesorio e a matriz de presión;xuntos aumentan a presión necesaria para manter, estabilizar e suavizar a curva. O mandril de tapón é unha varilla sólida para cóbados de gran radio en tubos de paredes grosas que non precisan limpadores. Os mandriles de formación son varillas sólidas con extremos dobrados (ou formados) que se usan para soportar o interior de tubos de paredes máis grosas ou tubos dobrados a un radio medio. Ademais, requiren tubos cadrados ou rectangulares especiais.
A flexión precisa require ferramentas e configuración axeitadas. A maioría das empresas de flexión de tubos teñen ferramentas en stock. Se non están dispoñibles, as ferramentas deben adquirirse para acomodar o raio de curvatura específico.
O cargo inicial para crear unha matriz de curvatura pode variar moito. Esta tarifa única cobre os materiais e o tempo de produción necesarios para crear as ferramentas necesarias, que normalmente se usan para proxectos posteriores. Se o deseño da peza é flexible en termos de raio de curvatura, os desenvolvedores de produtos poden axustar as súas especificacións para aproveitar as ferramentas de curvatura existentes do provedor (en lugar de utilizar novas ferramentas para reducir os custos e os prazos de execución).
Figura 3. Ideal para a produción de curvas de gran radio, curvatura de rolos para formar un tubo ou tubo con tres rolos en configuración triangular.
Os buratos, ranuras ou outras características especificadas na curva ou preto da curva engaden unha operación auxiliar ao traballo, xa que o corte con láser debe realizarse despois de dobrar o tubo. As tolerancias tamén afectan o custo. Os traballos moi esixentes poden requirir mandriles ou matrices adicionais, o que pode aumentar o tempo de configuración.
Hai moitas variables que os fabricantes deben ter en conta á hora de buscar cóbados ou curvas personalizados. Factores como ferramentas, materiais, cantidade e man de obra xogan un papel importante.
Aínda que as técnicas e os métodos de dobrado de tubos avanzaron ao longo dos anos, moitos fundamentos do dobrado de tubos seguen sendo os mesmos. Comprender os fundamentos e consultar a un provedor experto axudarache a obter os mellores resultados.
FABRICATOR é a principal revista da industria de conformación e fabricación de metal en América do Norte. A revista ofrece noticias, artigos técnicos e historias de casos que permiten aos fabricantes facer o seu traballo de forma máis eficiente. FABRICATOR leva atendendo a industria desde 1970.
Agora, con acceso completo á edición dixital de The FABRICATOR, fácil acceso a valiosos recursos do sector.
A edición dixital de The Tube & Pipe Journal é agora totalmente accesible e ofrece un fácil acceso a valiosos recursos da industria.
Goza de acceso completo á edición dixital de STAMPING Journal, que ofrece os últimos avances tecnolóxicos, mellores prácticas e noticias da industria para o mercado de estampación de metal.
Agora con acceso completo á edición dixital de The Fabricator en Español, fácil acceso a valiosos recursos da industria.