L'operazione di piegatura del mandrino inizia il suo ciclo. Il mandrino viene inserito nel diametro interno del tubo. Lo stampo di piegatura (a sinistra) determina il raggio. Lo stampo di bloccaggio (a destra) guida il tubo attorno allo stampo di piegatura per determinare l'angolo.
In tutti i settori, la necessità di piegare tubi complessi continua senza sosta. Che si tratti di componenti strutturali, apparecchiature mediche mobili, telai per ATV o veicoli commerciali o persino barre di sicurezza metalliche nei bagni, ogni progetto è diverso.
Raggiungere i risultati desiderati richiede una buona attrezzatura e soprattutto la giusta esperienza. Come qualsiasi altra disciplina produttiva, la piegatura efficiente dei tubi inizia con la vitalità del nucleo, i concetti fondamentali che sono alla base di qualsiasi progetto.
Una certa vitalità di base aiuta a determinare l'ambito di un progetto di piegatura di tubi o tubi. Fattori come il tipo di materiale, l'uso finale e l'utilizzo annuale stimato influiscono direttamente sul processo di produzione, sui costi coinvolti e sui tempi di consegna.
Il primo nucleo critico è il grado di curvatura (DOB), o l'angolo formato dalla curva. Successivamente c'è il raggio della linea centrale (CLR), che corre lungo la linea centrale del tubo o del tubo da piegare. In genere, il CLR più stretto ottenibile è il doppio del diametro del tubo o del tubo.
Il diametro interno (ID) viene misurato nel punto più largo dell'apertura all'interno del tubo o tubo. Il diametro esterno (OD) viene misurato sull'area più ampia di un tubo o tubo, compresa la parete. Infine, lo spessore nominale della parete viene misurato tra le superfici esterna ed interna del tubo o tubo.
La tolleranza standard del settore per l'angolo di piegatura è di ±1 grado. Ogni azienda ha uno standard interno che può essere basato sull'attrezzatura utilizzata e sull'esperienza e la conoscenza dell'operatore della macchina.
I tubi sono misurati e quotati in base al diametro esterno e al calibro (cioè lo spessore della parete). I calibri comuni includono 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 e 20. Più basso è il calibro, più spessa è la parete: 10 ga. Il tubo ha una parete di 0,134 pollici e 20 ga. Il tubo ha una parete di 0,035 pollici. tubing.Il muro è chiamato "1½-in" sulla parte print.20-ga.tube.
Il tubo è specificato da una dimensione nominale del tubo (NPS), un numero adimensionale che descrive il diametro (in pollici) e una tabella dello spessore della parete (o Sch.). I tubi sono disponibili in una varietà di spessori delle pareti, a seconda del loro utilizzo. Gli schemi popolari includono Sch.5, 10, 40 e 80.
Un tubo da 1,66″.OD e 0,140 pollici.NPS contrassegnava la parete sul disegno della parte, seguito dal programma, in questo caso “1¼”.Shi.40 tubi.”Il grafico della pianta del tubo specifica il diametro esterno e lo spessore della parete del NPS e del piano associati.
Il fattore di parete, che è il rapporto tra il diametro esterno e lo spessore della parete, è un altro fattore importante per i gomiti. L'utilizzo di materiali a parete sottile (pari o inferiore a 18 ga.) può richiedere un maggiore supporto all'arco di curvatura per evitare grinze o cedimenti. In questo caso, una piegatura di qualità richiederà mandrini e altri strumenti.
Un altro elemento importante è la curvatura D, il diametro del tubo in relazione al raggio di curvatura, spesso indicato come raggio di curvatura molte volte maggiore del valore di D. Ad esempio, un raggio di curvatura 2D è un tubo di 3 pollici con diametro esterno di 6 pollici. Maggiore è la D della curvatura, più facile sarà la curvatura.
Figura 1. Per calcolare l'ovalità percentuale, dividere la differenza tra il diametro esterno massimo e minimo per il diametro esterno nominale.
Alcune specifiche di progetto richiedono tubi o tubazioni più sottili per gestire i costi dei materiali. Tuttavia, pareti più sottili possono richiedere più tempo di produzione per mantenere la forma e la consistenza del tubo in curva ed eliminare la possibilità di grinze. In alcuni casi, questi maggiori costi di manodopera superano il risparmio di materiale.
Quando il tubo si piega, può perdere il 100% della sua forma rotonda vicino e intorno alla curva. Questa deviazione è chiamata ovalizzazione ed è definita come la differenza tra la dimensione più grande e quella più piccola del diametro esterno del tubo.
Ad esempio, un tubo da 2" con diametro esterno può misurare fino a 1,975" dopo la piegatura. Questa differenza di 0,025 pollici è il fattore di ovalizzazione, che deve rientrare nelle tolleranze accettabili (vedere la Figura 1). A seconda dell'uso finale della parte, la tolleranza per l'ovalità può essere compresa tra l'1,5% e l'8%.
I principali fattori che influenzano l'ovalità sono il gomito D e lo spessore della parete. La curvatura di piccoli raggi in materiali con pareti sottili può essere difficile da mantenere entro la tolleranza dell'ovalità, ma è possibile.
L'ovalità viene controllata posizionando il mandrino all'interno del tubo durante la piegatura o, in alcune specifiche del pezzo, utilizzando il tubo (DOM) disegnato sul mandrino dall'inizio. (Il tubo DOM ha tolleranze ID e OD molto strette).
Le operazioni di curvatura dei tubi utilizzano apparecchiature di ispezione specializzate per verificare che le parti formate soddisfino le specifiche e le tolleranze (vedere la Figura 2). Eventuali regolazioni necessarie possono essere trasferite alla macchina CNC come richiesto.
roll.Ideale per produrre curve ad ampio raggio, la curvatura a rullo prevede l'alimentazione del tubo attraverso tre rulli in configurazione triangolare (vedi Figura 3). I due rulli esterni, solitamente fissi, sostengono la parte inferiore del materiale, mentre il rullo regolabile interno preme sulla parte superiore del materiale.
Piegatura a compressione. In questo metodo abbastanza semplice, lo stampo di piegatura rimane fermo mentre il controstampo piega o comprime il materiale attorno all'attrezzatura. Questo metodo non utilizza un mandrino e richiede una corrispondenza precisa tra lo stampo di piegatura e il raggio di curvatura desiderato (vedi Figura 4).
Torsione e piegatura. Una delle forme più comuni di piegatura dei tubi è la piegatura per allungamento rotazionale (nota anche come piegatura a mandrino), che utilizza matrici e mandrini di piegatura e pressione. I mandrini sono inserti o anime di aste metalliche che supportano il tubo o il tubo quando piegato. L'uso di un mandrino impedisce al tubo di collassare, appiattirsi o raggrinzirsi durante la piegatura, mantenendo e proteggendo così la forma del tubo (vedere la Figura 5).
Questa disciplina include la piegatura multi-raggio per parti complesse che richiedono due o più raggi della linea centrale. La piegatura multi-raggio è ottima anche per parti con grandi raggi della linea centrale (l'utensileria potrebbe non essere un'opzione) o parti complesse che devono essere formate in un ciclo completo.
Figura 2. L'attrezzatura specializzata fornisce la diagnostica in tempo reale per aiutare gli operatori a confermare le specifiche delle parti o ad affrontare eventuali correzioni necessarie durante la produzione.
Per eseguire questo tipo di piegatura, una piegatrice rotativa viene fornita con due o più set di utensili, uno per ogni raggio desiderato. Le configurazioni personalizzate su una pressa piegatrice a doppia testa - una per la piegatura a destra e l'altra per la piegatura a sinistra - possono fornire sia raggi piccoli che grandi sulla stessa parte. La transizione tra i gomiti sinistro e destro può essere ripetuta tutte le volte che è necessario, consentendo di formare completamente forme complesse senza rimuovere il tubo o coinvolgere altri macchinari (vedere la Figura 6).
Per iniziare, il tecnico imposta la macchina in base alla geometria del tubo elencata nella scheda dati di piegatura o nella stampa di produzione, inserendo o caricando le coordinate dalla stampa insieme ai dati di lunghezza, rotazione e angolo. Segue la simulazione di piegatura per garantire che il tubo sia in grado di liberare la macchina e gli utensili durante il ciclo di piegatura. Se la simulazione mostra una collisione o un'interferenza, l'operatore regola la macchina secondo necessità.
Sebbene questo metodo sia tipicamente richiesto per le parti in acciaio o acciaio inossidabile, è possibile adattare la maggior parte dei metalli industriali, spessori e lunghezze delle pareti.
Piegatura libera. Un metodo più interessante, la piegatura libera utilizza uno stampo delle stesse dimensioni del tubo o del tubo da piegare (vedere la Figura 7). Questa tecnica è ottima per curve angolari o multi-raggio superiori a 180 gradi con pochi segmenti diritti tra ogni curva (le tradizionali curve di allungamento rotazionale richiedono alcuni segmenti diritti per l'utensile da afferrare). La piegatura libera non richiede il bloccaggio, quindi elimina ogni possibilità di contrassegnare tubi o tubi.
I tubi a parete sottile, spesso utilizzati in macchinari per alimenti e bevande, componenti di mobili e attrezzature mediche o sanitarie, sono ideali per la piegatura libera. Al contrario, le parti con pareti più spesse potrebbero non essere candidati validi.
Gli strumenti sono necessari per la maggior parte dei progetti di piegatura dei tubi. Nella piegatura a stiramento rotante, i tre strumenti più importanti sono le matrici di piegatura, le matrici a pressione e le matrici di serraggio. A seconda del raggio di curvatura e dello spessore della parete, per ottenere piegature accettabili possono essere necessari anche un mandrino e una matrice raschiante.
Il cuore del processo è piegare lo stampo per formare il raggio della linea centrale del pezzo. Lo stampo a canale concavo dello stampo si adatta al diametro esterno del tubo e aiuta a trattenere il materiale mentre si piega. Allo stesso tempo, lo stampo a pressione trattiene e stabilizza il tubo mentre viene avvolto attorno allo stampo di piegatura. quando è necessario levigare la superficie del materiale, sostenere le pareti del tubo, evitare grinze e bande.
Mandrini, inserti in lega di bronzo o acciaio cromato per sostenere tubi o tubature, impedire il collasso o il piegamento del tubo e ridurre al minimo l'ovalità. Il tipo più comune è il mandrino a sfera.insieme aumentano la pressione necessaria per trattenere, stabilizzare e levigare la curva. Il mandrino a spina è un'asta solida per gomiti a raggio ampio in tubi con pareti spesse che non richiedono tergicristalli. I mandrini di formatura sono aste piene con estremità piegate (o formate) utilizzate per supportare l'interno di tubi con pareti più spesse o tubi piegati a un raggio medio. Inoltre, i progetti che richiedono tubi quadrati o rettangolari richiedono mandrini specializzati.
Una piegatura accurata richiede attrezzature e impostazioni adeguate. La maggior parte delle aziende di piegatura dei tubi dispone di strumenti in magazzino. Se non sono disponibili, gli strumenti devono essere acquistati per adattarsi al raggio di curvatura specifico.
L'addebito iniziale per la creazione di uno stampo di piegatura può variare notevolmente. Questa tariffa una tantum copre i materiali e il tempo di produzione necessari per creare gli strumenti richiesti, che vengono generalmente utilizzati per i progetti successivi. Se la progettazione della parte è flessibile in termini di raggio di curvatura, gli sviluppatori di prodotto possono modificare le proprie specifiche per sfruttare gli strumenti di piegatura esistenti del fornitore (piuttosto che utilizzare nuovi strumenti). Ciò consente di gestire i costi e ridurre i tempi di consegna.
Figura 3. Ideale per la produzione di curve ad ampio raggio, calandratura per formare un tubo o un tubo con tre rulli in configurazione triangolare.
Fori, fessure o altre caratteristiche specificate in corrispondenza o in prossimità della piegatura aggiungono un'operazione ausiliaria al lavoro, poiché il laser deve essere tagliato dopo che il tubo è stato piegato. Le tolleranze influiscono anche sui costi. Lavori molto impegnativi possono richiedere ulteriori mandrini o matrici, che possono aumentare i tempi di configurazione.
Ci sono molte variabili che i produttori devono considerare quando acquistano gomiti o curve personalizzati. Fattori come strumenti, materiali, quantità e manodopera svolgono tutti un ruolo.
Sebbene le tecniche e i metodi di piegatura dei tubi siano progrediti nel corso degli anni, molti fondamenti di piegatura dei tubi rimangono gli stessi. Comprendere i fondamenti e consultare un fornitore esperto ti aiuterà a ottenere i migliori risultati.
FABRICATOR è la rivista leader nel settore della formatura e della fabbricazione dei metalli del Nord America. La rivista fornisce notizie, articoli tecnici e case history che consentono ai produttori di svolgere il proprio lavoro in modo più efficiente. FABRICATOR è al servizio del settore dal 1970.
Ora con pieno accesso all'edizione digitale di The FABRICATOR, facile accesso a preziose risorse del settore.
L'edizione digitale di The Tube & Pipe Journal è ora completamente accessibile, fornendo un facile accesso a preziose risorse del settore.
Goditi l'accesso completo all'edizione digitale di STAMPING Journal, che fornisce gli ultimi progressi tecnologici, le migliori pratiche e le novità del settore per il mercato dello stampaggio dei metalli.
Ora con pieno accesso all'edizione digitale di The Fabricator en Español, facile accesso a preziose risorse del settore.