Operacija savijanja trna započinje svoj ciklus. Trn se umeće u unutarnji promjer cijevi. Matrica za savijanje (lijevo) određuje radijus. Stezna matrica (desno) vodi cijev oko matrice za savijanje kako bi se odredio kut.
U svim industrijama, potreba za složenim savijanjem cijevi ne jenjava. Bilo da se radi o strukturnim komponentama, mobilnoj medicinskoj opremi, okvirima za ATV ili pomoćna vozila, ili čak metalnim sigurnosnim šipkama u kupaonicama, svaki projekt je drugačiji.
Postizanje željenih rezultata zahtijeva dobru opremu, a posebno pravu stručnost. Kao i svaka druga proizvodna disciplina, učinkovito savijanje cijevi počinje s temeljnom vitalnošću, temeljnim konceptima koji su u osnovi svakog projekta.
Neka osnovna vitalnost pomaže u određivanju opsega cijevi ili projekta savijanja cijevi. Čimbenici kao što su vrsta materijala, krajnja upotreba i procijenjena godišnja upotreba izravno utječu na proizvodni proces, uključene troškove i vrijeme isporuke.
Prva kritična jezgra je stupanj zakrivljenosti (DOB) ili kut formiran savijanjem. Sljedeći je radijus središnje crte (CLR), koji se proteže duž središnje crte cijevi ili cijevi koju treba savijati. Tipično, najčvršći mogući CLR je dvostruki promjer cijevi ili cijevi. Udvostručite CLR da biste izračunali promjer središnje crte (CLD), što je udaljenost od osi središnje crte cijevi kroz drugu središnju liniju. Povratni zavoj od 180 stupnjeva.
Unutarnji promjer (ID) mjeri se na najširem mjestu otvora unutar cijevi ili cijevi. Vanjski promjer (OD) mjeri se na najširem području cijevi ili cijevi, uključujući stijenku. Konačno, nazivna debljina stijenke mjeri se između vanjske i unutarnje površine cijevi ili cijevi.
Tolerancija industrijskog standarda za kut savijanja je ±1 stupanj. Svaka tvrtka ima interni standard koji se može temeljiti na korištenoj opremi te iskustvu i znanju operatera stroja.
Cijevi se mjere i kotiraju prema vanjskom promjeru i debljini (tj. debljini stjenke). Uobičajeni promjeri uključuju 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 i 20. Što je niži promjer, to je deblji zid: 10-ga. Cijev ima stijenku od 0,134 inča i 20-ga. Cijev ima stijenku od 0,035 inča. 1½" i 0,035" OD cijevi. Zid se naziva "1½-in" na ispisu dijela.20-ga.cijev."
Cijev je određena nominalnom veličinom cijevi (NPS), bezdimenzionalnim brojem koji opisuje promjer (u inčima) i tablicom debljine stijenke (ili Sch.). Cijevi dolaze u različitim debljinama stijenke, ovisno o njihovoj upotrebi. Popularni rasporedi uključuju Sch.5, 10, 40 i 80.
1,66″ cijevi.OD i 0,140 inča.NPS označio je zid na crtežu dijela, nakon čega je slijedio raspored – u ovom slučaju, “1¼”.Shi.40 cijevi.” Dijagram plana cijevi navodi vanjski promjer i debljinu stijenke pridruženog NPS-a i plana.
Faktor stijenke, koji je omjer između vanjskog promjera i debljine stijenke, još je jedan važan čimbenik za koljena. Korištenje materijala tankih stijenki (jednakih ili ispod 18 ga.) može zahtijevati veću potporu na luku savijanja kako bi se spriječilo naboranje ili spuštanje. U ovom slučaju, kvalitetno savijanje zahtijevat će trnove i druge alate.
Drugi važan element je zavoj D, promjer cijevi u odnosu na radijus savijanja, koji se često naziva radijus savijanja mnogo puta veći od vrijednosti D. Na primjer, 2D radijus savijanja je 3 inča. OD cijevi je 6 inča. Što je veći D zavoja, to je lakše oblikovati savijanje. A što je manji koeficijent zida, to je lakše savijati. Ova korelacija između faktora zida i savijanja D pomaže odrediti što je potrebno za početak projekt zavoja cijevi.
Slika 1. Za izračun postotka ovalnosti, podijelite razliku između maksimalne i minimalne OD s nominalnom OD.
Neke specifikacije projekta zahtijevaju tanje cijevi ili cjevovode za upravljanje troškovima materijala. Međutim, tanji zidovi mogu zahtijevati više vremena za proizvodnju kako bi se održao oblik i konzistencija cijevi na zavojima i eliminirala mogućnost gužvanja. U nekim slučajevima, ti povećani troškovi rada nadmašuju uštedu materijala.
Kada se cijev savija, može izgubiti 100% svog okruglog oblika u blizini i oko zavoja. Ovo odstupanje naziva se ovalnost i definira se kao razlika između najveće i najmanje dimenzije vanjskog promjera cijevi.
Na primjer, 2″ OD cijev može izmjeriti do 1,975″ nakon savijanja. Ova razlika od 0,025 inča je faktor ovalnosti, koji mora biti unutar prihvatljivih tolerancija (vidi sliku 1). Ovisno o krajnjoj upotrebi dijela, tolerancija za ovalnost može biti između 1,5% i 8%.
Glavni čimbenici koji utječu na ovalnost su koljeno D i debljina stjenke. Savijanje malih radijusa u materijalima s tankim stijenkama može biti teško održati ovalnost unutar tolerancije, ali se može učiniti.
Ovalnost se kontrolira postavljanjem igle unutar cijevi tijekom savijanja, ili u specifikacijama nekih dijelova, korištenjem (DOM) cijevi iscrtane na iglu od početka. (DOM cijevi imaju vrlo uske ID i OD tolerancije.) Što je niža tolerancija ovalnosti, potrebno je više alata i potencijalnog vremena proizvodnje.
Operacije savijanja cijevi koriste specijaliziranu opremu za inspekciju kako bi se provjerilo zadovoljavaju li oblikovani dijelovi specifikacije i tolerancije (vidi sliku 2). Sve potrebne prilagodbe mogu se prema potrebi prenijeti na CNC stroj.
valjak. Idealno za proizvodnju savijanja velikog radijusa, savijanje valjkom uključuje dovođenje cijevi ili cijevi kroz tri valjka u trokutastoj konfiguraciji (vidi sliku 3). Dva vanjska valjka, obično fiksna, podupiru donji dio materijala, dok unutarnji podesivi valjak pritišće gornji dio materijala.
Kompresijsko savijanje. U ovoj prilično jednostavnoj metodi, matrica za savijanje ostaje nepomična dok kontra-matrica savija ili komprimira materijal oko učvršćenja. Ova metoda ne koristi trn i zahtijeva precizno podudaranje između matrice za savijanje i željenog radijusa savijanja (vidi sliku 4).
Uvijanje i savijanje. Jedan od najčešćih oblika savijanja cijevi je rotacijsko rastezljivo savijanje (poznato i kao savijanje na trnu), koje koristi matrice za savijanje i pritisak i trnove. Trnovi su umetci metalne šipke ili jezgre koje podupiru cijev ili cijev kada su savijene. Korištenje trna sprječava kolaps, spljoštenje ili naboranje cijevi tijekom savijanja, čime se održava i štiti oblik cijevi (vidi sliku 5).
Ova disciplina uključuje savijanje s više radijusa za složene dijelove koji zahtijevaju dva ili više polumjera središnje linije. Savijanje s više radijusa također je odlično za dijelove s velikim radijusom središnje linije (tvrdi alati možda neće biti opcija) ili složene dijelove koji se moraju oblikovati u jednom punom ciklusu.
Slika 2. Specijalizirana oprema pruža dijagnostiku u stvarnom vremenu kako bi pomogla operaterima potvrditi specifikacije dijelova ili riješiti sve ispravke potrebne tijekom proizvodnje.
Za izvođenje ove vrste savijanja, rotacijska savijačica opremljena je s dva ili više kompleta alata, po jedan za svaki željeni radijus. Prilagođene postavke na dvostrukoj preši za presovanje – jedna za savijanje udesno, a druga za savijanje ulijevo – mogu pružiti male i velike radijuse na istom dijelu. Prijelaz između lijevog i desnog koljena može se ponoviti onoliko puta koliko je potrebno, omogućujući potpuno oblikovanje složenih oblika bez uklanjanja cijevi ili uključivanja bilo kojeg drugog stroja. (vidi sliku 6).
Za početak, tehničar postavlja stroj u skladu s geometrijom cijevi navedenom u podatkovnoj tablici savijanja ili proizvodnom ispisu, unoseći ili učitavajući koordinate iz ispisa zajedno s podacima o duljini, rotaciji i kutu. Slijedi simulacija savijanja kako bi se osiguralo da će cijev moći očistiti stroj i alate tijekom ciklusa savijanja. Ako simulacija pokaže sudar ili smetnju, operater prilagođava stroj po potrebi.
Iako je ova metoda tipično potrebna za dijelove izrađene od čelika ili nehrđajućeg čelika, većina industrijskih metala, debljina stijenki i duljina se mogu prilagoditi.
Slobodno savijanje. Zanimljivija metoda, slobodno savijanje koristi matricu koja je iste veličine kao cijev ili cijev koja se savija (vidi sliku 7). Ova tehnika je izvrsna za kutna savijanja ili savijanja s više radijusa većim od 180 stupnjeva s nekoliko ravnih segmenata između svakog savijanja (tradicionalna rotacijska rastezljiva savijanja zahtijevaju nekoliko ravnih segmenata za držanje alata). Slobodno savijanje ne zahtijeva stezanje, tako da eliminira svaku mogućnost označavanja cijevi ili cijevi.
Cijevi tankih stijenki—koje se često koriste u strojevima za hranu i piće, dijelovima namještaja i medicinskoj ili zdravstvenoj opremi—idealne su za slobodno savijanje. Suprotno tome, dijelovi s debljim stijenkama možda neće biti održivi kandidati.
Alati su potrebni za većinu projekata savijanja cijevi. U rotacijskom rastezljivom savijanju, tri najvažnija alata su matrice za savijanje, tlačne matrice i stezne matrice. Ovisno o polumjeru savijanja i debljini stijenke, trn i matrica za brisanje također mogu biti potrebni za postizanje prihvatljivih savijanja. Dijelovi s višestrukim savijanjima zahtijevaju steznu čauru koja zahvata i nježno zatvara vanjsku stranu cijevi, okreće se po potrebi i pomiče cijev do sljedećeg savijanja.
Srce procesa je savijanje matrice kako bi se formirao središnji radijus dijela. Konkavni kanal matrice matrice odgovara vanjskom promjeru cijevi i pomaže u držanju materijala dok se savija. U isto vrijeme, tlačna matrica drži i stabilizira cijev dok se namotava oko matrice za savijanje. Stezna matrica radi zajedno s matricom za prešanje kako bi držala cijev na ravnom segmentu matrice za savijanje dok se kreće. Blizu kraja matrice za savijanje upotrijebite matricu kada je potrebno zagladiti površinu materijala, poduprijeti stijenke cijevi i spriječiti naboranje i trake.
Trnovi, brončane legure ili umetci od kromiranog čelika za podupiranje cijevi ili cijevi, sprječavanje kolapsa ili savijanja cijevi i minimiziranje ovalnosti. Najčešći tip je kuglasti trn. Idealan za savijanja s više radijusa i za izratke sa standardnom debljinom stijenke, kuglasti trn koristi se u tandemu s brisačem, učvršćenjem i tlačnim kalupom;zajedno povećavaju pritisak potreban za držanje, stabilizaciju i izglađivanje savijanja. Trn za utikač je čvrsta šipka za koljena velikog radijusa u cijevima s debelim stijenkama koje ne zahtijevaju brisače. Trnovi za oblikovanje su čvrste šipke sa savijenim (ili oblikovanim) krajevima koji se koriste za podupiranje unutrašnjosti cijevi debljih stijenki ili cijevi savijenih na prosječni radijus. Osim toga, projekti koji zahtijevaju kvadratne ili pravokutne cijevi zahtijevaju specijalizirane trne.
Točno savijanje zahtijeva odgovarajući alat i postavljanje. Većina tvrtki za savijanje cijevi ima alate na zalihama. Ako nisu dostupni, potrebno je nabaviti alate koji odgovaraju specifičnom radijusu savijanja.
Početna naknada za izradu matrice za savijanje može uvelike varirati. Ova jednokratna naknada pokriva materijale i vrijeme proizvodnje potrebne za izradu potrebnih alata, koji se obično koriste za naredne projekte. Ako je dizajn dijela fleksibilan u smislu radijusa savijanja, razvojni programeri proizvoda mogu prilagoditi svoje specifikacije kako bi iskoristili prednosti postojećeg alata za savijanje dobavljača (umjesto upotrebe novog alata). To pomaže u upravljanju troškovima i skraćuje vrijeme isporuke.
Slika 3. Idealno za proizvodnju savijanja velikog radijusa, savijanje valjka u obliku cijevi ili cijevi s tri valjka u trokutastoj konfiguraciji.
Određene rupe, utori ili druge značajke na ili u blizini savijanja dodaju pomoćnu operaciju poslu, budući da se lasersko rezanje mora obaviti nakon što je cijev savijena. Tolerancije također utječu na cijenu. Vrlo zahtjevni poslovi mogu zahtijevati dodatne igle ili matrice, što može produžiti vrijeme postavljanja.
Postoje mnoge varijable koje proizvođači moraju uzeti u obzir kada nabavljaju prilagođena koljena ili zavoje. Čimbenici kao što su alati, materijali, količina i rad igraju važnu ulogu.
Iako su tehnike i metode savijanja cijevi napredovale tijekom godina, mnoge osnove savijanja cijevi ostale su iste. Razumijevanje osnova i savjetovanje s iskusnim dobavljačem pomoći će vam da postignete najbolje rezultate.
FABRICATOR je vodeći časopis za industriju obrade metala i proizvodnje u Sjevernoj Americi. Časopis nudi vijesti, tehničke članke i povijesti slučajeva koji proizvođačima omogućuju da svoj posao obavljaju učinkovitije. FABRICATOR služi industriji od 1970.
Sada uz potpuni pristup digitalnom izdanju The FABRICATOR-a, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Digitalno izdanje The Tube & Pipe Journal sada je u potpunosti dostupno, pružajući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Uživajte u potpunom pristupu digitalnom izdanju časopisa STAMPING Journal, koji pruža najnovija tehnološka dostignuća, najbolje prakse i vijesti iz industrije za tržište metalnih žigosanja.
Sada uz potpuni pristup digitalnom izdanju The Fabricator en Español, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.