De doornbuigbewerking begint zijn cyclus. De doorn wordt in de binnendiameter van de buis gestoken. De buigmatrijs (links) bepaalt de straal. De klemmatrijs (rechts) leidt de buis rond de buigmatrijs om de hoek te bepalen.
In alle sectoren blijft de behoefte aan complexe buisbuigingen onverminderd bestaan. Of het nu gaat om structurele componenten, mobiele medische apparatuur, frames voor ATV's of bedrijfsvoertuigen, of zelfs metalen veiligheidsstangen in badkamers, elk project is anders.
Het bereiken van de gewenste resultaten vereist goede apparatuur en vooral de juiste expertise. Net als bij elke andere productiediscipline begint efficiënt buigen van buizen met de kernvitaliteit, de fundamentele concepten die ten grondslag liggen aan elk project.
Sommige kernvitaliteit helpt bij het bepalen van de reikwijdte van een pijp- of pijpbuigproject. Factoren zoals materiaalsoort, eindgebruik en geschat jaarlijks gebruik zijn rechtstreeks van invloed op het fabricageproces, de betrokken kosten en levertijden.
De eerste kritische kern is de mate van kromming (DOB), of de hoek gevormd door de bocht. De volgende is de middellijnradius (CLR), die zich uitstrekt langs de middellijn van de pijp of buis die moet worden gebogen. Meestal is de strakst haalbare CLR het dubbele van de diameter van de buis of buis. d.
De binnendiameter (ID) wordt gemeten op het breedste punt van de opening in de buis of buis. De buitendiameter (OD) wordt gemeten over het breedste gedeelte van een buis of buis, inclusief de muur. Ten slotte wordt de nominale wanddikte gemeten tussen de buiten- en binnenoppervlakken van de buis of buis.
De industriestandaard tolerantie voor buighoek is ±1 graad. Elk bedrijf heeft een interne standaard die gebaseerd kan zijn op de gebruikte apparatuur en de ervaring en kennis van de machinist.
Buizen worden gemeten en genoteerd op basis van hun buitendiameter en dikte (dwz wanddikte). Gebruikelijke meters zijn 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 en 20. Hoe lager de meter, hoe dikker de wand: 10-ga.De buis heeft een wand van 0,134 inch en 20-ga.De buis heeft een wand van 0,035 inch.1½" en 0,035 ″ OD-slang. De muur wordt "1½-in" genoemd op het onderdeel print.20-ga.tube."
Pijp wordt gespecificeerd door een nominale pijpmaat (NPS), een dimensieloos getal dat de diameter beschrijft (in inches) en een wanddiktetabel (of Sch.). Leidingen zijn er in verschillende wanddiktes, afhankelijk van hun gebruik. Populaire schema's zijn Sch.5, 10, 40 en 80.
Een 1.66″ pijp.OD en 0.140 inch.NPS markeerde de muur op de onderdeeltekening, gevolgd door het schema - in dit geval "1¼".Shi.40 buizen. "Pipe plan chart specificeert de buitendiameter en wanddikte van de bijbehorende NPS en het plan.
De wandfactor, de verhouding tussen de buitendiameter en de wanddikte, is een andere belangrijke factor voor ellebogen. Het gebruik van dunwandige materialen (gelijk aan of kleiner dan 18 ga.) kan meer ondersteuning bij de buigboog vereisen om rimpelen of inzakken te voorkomen. In dit geval zijn voor kwaliteitsbuigen doornen en ander gereedschap vereist.
Een ander belangrijk element is de bocht D, de diameter van de buis in verhouding tot de buigradius, vaak de buigradius genoemd die vele malen groter is dan de waarde van D. Een 2D-buigradius is bijvoorbeeld 3-in.-OD pijp is 6 inch. Hoe hoger de D van de bocht, hoe gemakkelijker het is om de bocht te vormen. En hoe lager de wandcoëfficiënt, hoe gemakkelijker het is om te buigen.
Afbeelding 1. Om het percentage ovaliteit te berekenen, deelt u het verschil tussen de maximale en minimale OD door de nominale OD.
Sommige projectspecificaties vragen om dunnere buizen of leidingen om de materiaalkosten te beheersen. Dunnere wanden kunnen echter meer productietijd vergen om de vorm en consistentie van de buis bij bochten te behouden en de kans op kreuken te elimineren. In sommige gevallen wegen deze hogere arbeidskosten zwaarder dan de materiaalbesparingen.
Wanneer de buis buigt, kan deze 100% van zijn ronde vorm verliezen nabij en rond de bocht. Deze afwijking wordt ovaliteit genoemd en wordt gedefinieerd als het verschil tussen de grootste en kleinste afmetingen van de buitendiameter van de buis.
Een buis met een buitendiameter van 2″ kan bijvoorbeeld tot 1,975″ meten na buigen. Dit verschil van 0,025 inch is de ovaliteitsfactor, die binnen aanvaardbare toleranties moet liggen (zie afbeelding 1). Afhankelijk van het eindgebruik van het onderdeel kan de tolerantie voor ovaliteit tussen 1,5% en 8% liggen.
De belangrijkste factoren die de ovaliteit beïnvloeden, zijn bocht D en wanddikte. Het buigen van kleine radiussen in dunwandige materialen kan moeilijk zijn om de ovaliteit binnen de toleranties te houden, maar het is mogelijk.
Ovaliteit wordt gecontroleerd door de doorn tijdens het buigen in de buis of pijp te plaatsen, of in sommige onderdeelspecificaties, met behulp van (DOM) buizen die vanaf het begin op de doorn zijn getrokken. (DOM-buizen hebben zeer nauwe ID- en OD-toleranties.) Hoe lager de ovaliteitstolerantie, hoe meer gereedschap en potentiële productietijd nodig is.
Buigbewerkingen voor buizen maken gebruik van gespecialiseerde inspectieapparatuur om te controleren of de gevormde onderdelen voldoen aan de specificaties en toleranties (zie afbeelding 2). Eventuele noodzakelijke aanpassingen kunnen indien nodig worden overgebracht naar de CNC-machine.
rol. Ideaal voor het produceren van bochten met een grote straal. Bij rolbuigen wordt de buis of buis door drie rollen in een driehoekige configuratie geleid (zie afbeelding 3). De twee buitenste rollen, meestal vast, ondersteunen de onderkant van het materiaal, terwijl de binnenste verstelbare rol op de bovenkant van het materiaal drukt.
Compressie buigen. Bij deze vrij eenvoudige methode blijft de buigmatrijs stationair terwijl de tegenmatrijs het materiaal rond de armatuur buigt of samendrukt. Deze methode gebruikt geen doorn en vereist een nauwkeurige afstemming tussen de buigmatrijs en de gewenste buigradius (zie figuur 4).
Draaien en buigen. Een van de meest voorkomende vormen van buisbuigen is rotatie-strekbuigen (ook bekend als doornbuigen), waarbij gebruik wordt gemaakt van buig- en drukmatrijzen en doornen. Doornen zijn metalen staafinzetstukken of kernen die de buis of buis ondersteunen wanneer deze wordt gebogen. Het gebruik van een doorn voorkomt dat de buis instort, plat wordt of kreukt tijdens het buigen, waardoor de vorm van de buis wordt behouden en beschermd (zie afbeelding 5).
Deze discipline omvat multi-radius buigen voor complexe werkstukken die twee of meer hartlijnstralen vereisen. Multi-radius buigen is ook geweldig voor werkstukken met grote hartlijnradii (hard gereedschap is misschien geen optie) of complexe onderdelen die in één volledige cyclus moeten worden gevormd.
Afbeelding 2. Gespecialiseerde apparatuur biedt real-time diagnostiek om operators te helpen onderdeelspecificaties te bevestigen of eventuele correcties aan te pakken die nodig zijn tijdens de productie.
Om dit type buiging uit te voeren, wordt een roterende trekbuiger geleverd met twee of meer gereedschapssets, één voor elke gewenste radius. Aangepaste instellingen op een afkantpers met twee koppen - een voor het buigen naar rechts en de andere voor het buigen naar links - kunnen zowel kleine als grote radiussen op hetzelfde onderdeel opleveren. De overgang tussen linker- en rechterellebogen kan zo vaak als nodig worden herhaald, waardoor complexe vormen volledig kunnen worden gevormd zonder de buis te verwijderen of andere machines te gebruiken (zie afbeelding 6).
Om te beginnen stelt de technicus de machine in volgens de buisgeometrie die wordt vermeld in het buiggegevensblad of de productieafdruk, door de coördinaten van de afdruk in te voeren of te uploaden, samen met lengte-, rotatie- en hoekgegevens. Vervolgens komt de buigsimulatie om ervoor te zorgen dat de buis de machine en gereedschappen tijdens de buigcyclus kan vrijmaken. Als de simulatie een botsing of interferentie laat zien, past de operator de machine naar behoefte aan.
Hoewel deze methode meestal vereist is voor onderdelen van staal of roestvrij staal, kunnen de meeste industriële metalen, wanddiktes en lengtes worden aangepast.
Vrij buigen. Een interessantere methode, vrij buigen, gebruikt een matrijs die even groot is als de pijp of buis die wordt gebogen (zie afbeelding 7). Deze techniek is geweldig voor hoek- of multiradiale bochten van meer dan 180 graden met weinig rechte segmenten tussen elke bocht (traditionele roterende rekbochten vereisen enkele rechte segmenten die het gereedschap kan grijpen). Vrij buigen vereist geen klemmen, dus het elimineert elke mogelijkheid om buizen of pijpen te markeren.
Dunwandige slangen, die vaak worden gebruikt in voedsel- en drankmachines, meubelcomponenten en medische of medische apparatuur, zijn ideaal om vrij te buigen. Omgekeerd zijn onderdelen met dikkere wanden mogelijk geen haalbare kandidaten.
Voor de meeste pijpbuigprojecten is gereedschap nodig. Bij roterend rekbuigen zijn de drie belangrijkste gereedschappen buigmatrijzen, drukmatrijzen en klemmatrijzen. Afhankelijk van de buigradius en wanddikte kunnen ook een doorn en een veegmatrijs nodig zijn om aanvaardbare bochten te bereiken. Onderdelen met meerdere bochten vereisen een spantang die de buitenkant van de buis vastgrijpt en voorzichtig sluit, naar behoefte roteert en de buis naar de volgende bocht verplaatst.
Het hart van het proces is het buigen van de matrijs om de middellijnradius van het onderdeel te vormen. De concave kanaalmatrijs van de matrijs past bij de buitendiameter van de buis en helpt het materiaal vast te houden terwijl het buigt. Tegelijkertijd houdt de drukmatrijs de buis vast en stabiliseert deze terwijl deze rond de buigmatrijs wordt gewikkeld. De klemmatrijs werkt samen met de persmatrijs om de buis tegen het rechte segment van de buigmatrijs te houden terwijl deze beweegt. van het materiaal, ondersteun de buiswanden en voorkom kreuken en strepen.
Doornen, inzetstukken van bronslegering of verchroomd staal om pijpen of buizen te ondersteunen, instorten of knikken van buizen te voorkomen en ovaliteit te minimaliseren. Het meest voorkomende type is de kogeldoorn. Ideaal voor bochten met meerdere radiussen en voor werkstukken met standaard wanddiktes. De kogeldoorn wordt gebruikt in combinatie met de wisser, armatuur en drukmatrijs;samen verhogen ze de druk die nodig is om de bocht vast te houden, te stabiliseren en glad te strijken. De plugdoorn is een massieve staaf voor ellebogen met een grote radius in dikwandige pijpen waarvoor geen wissers nodig zijn. Vormdoorns zijn massieve staven met gebogen (of gevormde) uiteinden die worden gebruikt om het inwendige van dikkerwandige buizen of buizen die tot een gemiddelde radius gebogen zijn te ondersteunen. Bovendien vereisen projecten die vierkante of rechthoekige buizen vereisen gespecialiseerde doornen.
Nauwkeurig buigen vereist het juiste gereedschap en de juiste opstelling. De meeste pijpbuigbedrijven hebben gereedschap op voorraad. Indien niet beschikbaar, moet gereedschap worden aangeschaft voor de specifieke buigradius.
De initiële kosten voor het maken van een buigmatrijs kunnen sterk variëren. Deze eenmalige vergoeding dekt de materialen en productietijd die nodig zijn om de vereiste gereedschappen te maken, die doorgaans worden gebruikt voor volgende projecten. Als het ontwerp van het onderdeel flexibel is in termen van buigradius, kunnen productontwikkelaars hun specificaties aanpassen om te profiteren van de bestaande buiggereedschappen van de leverancier (in plaats van nieuwe gereedschappen te gebruiken). Dit helpt de kosten te beheersen en de doorlooptijden te verkorten.
Figuur 3. Ideaal voor het maken van bochten met een grote radius, rolbuigen tot een buis of buis met drie rollen in een driehoekige configuratie.
Gespecificeerde gaten, sleuven of andere kenmerken op of nabij de bocht voegen een extra bewerking toe aan de taak, aangezien lasersnijden moet worden uitgevoerd nadat de buis is gebogen. Toleranties hebben ook invloed op de kosten. Zeer veeleisende taken kunnen extra doornen of matrijzen vereisen, wat de insteltijd kan verlengen.
Er zijn veel variabelen waarmee fabrikanten rekening moeten houden bij het inkopen van op maat gemaakte ellebogen of bochten. Factoren zoals gereedschap, materialen, hoeveelheid en arbeid spelen allemaal een rol.
Hoewel technieken en methoden voor het buigen van buizen in de loop der jaren zijn verbeterd, blijven veel basisprincipes van het buigen van buizen hetzelfde. Als u de basisprincipes begrijpt en een deskundige leverancier raadpleegt, krijgt u de beste resultaten.
FABRICATOR is het toonaangevende tijdschrift voor de metaalvormings- en fabricage-industrie in Noord-Amerika. Het tijdschrift biedt nieuws, technische artikelen en praktijkverhalen waarmee fabrikanten hun werk efficiënter kunnen doen. FABRICATOR bedient de industrie sinds 1970.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
Geniet van volledige toegang tot de digitale editie van STAMPING Journal, die de nieuwste technologische ontwikkelingen, best practices en branchenieuws voor de metaalstempelmarkt biedt.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español, gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.