A operação de dobra do mandril inicia seu ciclo. O mandril é inserido no diâmetro interno do tubo. A matriz de dobra (esquerda) determina o raio. A matriz de fixação (direita) guia o tubo ao redor da matriz de dobra para determinar o ângulo.
Em todas as indústrias, a necessidade de dobras complexas de tubos continua inabalável. Quer se trate de componentes estruturais, equipamentos médicos móveis, estruturas para ATVs ou veículos utilitários, ou mesmo barras de segurança de metal em banheiros, cada projeto é diferente.
Alcançar os resultados desejados requer um bom equipamento e, especialmente, o conhecimento certo. Como qualquer outra disciplina de fabricação, a dobra eficiente de tubos começa com a vitalidade central, os conceitos fundamentais que sustentam qualquer projeto.
Alguma vitalidade essencial ajuda a determinar o escopo de um projeto de tubo ou dobra de tubo. Fatores como tipo de material, uso final e uso anual estimado afetam diretamente o processo de fabricação, os custos envolvidos e os prazos de entrega.
O primeiro núcleo crítico é o grau de curvatura (DOB) ou o ângulo formado pela dobra. Em seguida, está o Raio da Linha Central (CLR), que se estende ao longo da linha central do cano ou tubo a ser dobrado. Normalmente, o CLR mais apertado alcançável é o dobro do diâmetro do cano ou tubo. Dobre o CLR para calcular o Diâmetro da Linha Central (CLD), que é a distância do eixo da linha central do cano ou cano através de outra linha central de uma curva de retorno de 180 graus .
O diâmetro interno (ID) é medido no ponto mais largo da abertura dentro do cano ou tubo. O diâmetro externo (OD) é medido na área mais larga de um cano ou tubo, incluindo a parede. Finalmente, a espessura nominal da parede é medida entre as superfícies externa e interna do cano ou tubo.
A tolerância padrão da indústria para o ângulo de curvatura é de ±1 grau. Cada empresa tem um padrão interno que pode ser baseado no equipamento usado e na experiência e conhecimento do operador da máquina.
Os tubos são medidos e cotados de acordo com seu diâmetro externo e bitola (ou seja, espessura da parede). Os medidores comuns incluem 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 e 20. Quanto menor o medidor, mais espessa a parede: 10-ga. O tubo tem uma parede de 0,134 polegadas e 20-ga. O tubo tem uma parede de 0,035 polegadas. Tubulação D. A parede é chamada de “1½ pol.” na peça print.20-ga.tube.”
O tubo é especificado por um tamanho nominal de tubo (NPS), um número adimensional que descreve o diâmetro (em polegadas) e uma tabela de espessura de parede (ou Sch.). Os tubos vêm em uma variedade de espessuras de parede, dependendo de seu uso. Os esquemas populares incluem Sch.5, 10, 40 e 80.
Um tubo.OD de 1,66″ e 0,140 polegadas.NPS marcou a parede no desenho da peça, seguido pela tabela – neste caso, “1¼”.Shi.40 tubes.”O gráfico do plano do tubo especifica o diâmetro externo e a espessura da parede do NPS e do plano associados.
O fator de parede, que é a relação entre o diâmetro externo e a espessura da parede, é outro fator importante para cotovelos. O uso de materiais de paredes finas (igual ou inferior a 18 ga) pode exigir mais suporte no arco de dobra para evitar enrugamento ou queda. Nesse caso, a dobra de qualidade exigirá mandris e outras ferramentas.
Outro elemento importante é a dobra D, o diâmetro do tubo em relação ao raio da dobra, muitas vezes referido como o raio da dobra muitas vezes maior que o valor de D. Por exemplo, um raio da dobra 2D é de 3 pol. - O tubo é de 6 polegadas. Quanto maior o D da dobra, mais fácil é formar a dobra. E quanto menor o coeficiente da parede, mais fácil é dobrar. Essa correlação entre o fator de parede e a dobra D ajuda a determinar o que é necessário para iniciar um projeto de dobra do tubo.
Figura 1. Para calcular a porcentagem de ovalidade, divida a diferença entre a DO máxima e mínima pela DO nominal.
Algumas especificações de projeto exigem tubos ou tubulações mais finas para gerenciar os custos de material. No entanto, paredes mais finas podem exigir mais tempo de produção para manter a forma e a consistência do tubo nas curvas e eliminar a chance de enrugamento. Em alguns casos, esses custos de mão de obra maiores superam a economia de material.
Quando o tubo se dobra, ele pode perder 100% de sua forma arredondada próximo e ao redor da curva. Esse desvio é chamado de ovalização e é definido como a diferença entre a maior e a menor dimensão do diâmetro externo do tubo.
Por exemplo, um tubo de 2″ OD pode medir até 1,975″ após a dobra. Essa diferença de 0,025 polegadas é o fator de ovalidade, que deve estar dentro das tolerâncias aceitáveis ​​(consulte a Figura 1). Dependendo do uso final da peça, a tolerância para ovalidade pode estar entre 1,5% e 8%.
Os principais fatores que afetam a ovalidade são o cotovelo D e a espessura da parede. Pode ser difícil dobrar raios pequenos em materiais de paredes finas para manter a ovalidade dentro da tolerância, mas isso pode ser feito.
A ovalidade é controlada colocando o mandril dentro do tubo ou cano durante a dobra ou, em algumas especificações de peças, usando tubulação (DOM) desenhada no mandril desde o início. (A tubulação DOM tem tolerâncias ID e OD muito rígidas.) Quanto menor a tolerância à ovalização, mais ferramentas e tempo de produção potencial são necessários.
As operações de dobragem de tubos usam equipamentos de inspeção especializados para verificar se as peças formadas atendem às especificações e tolerâncias (consulte a Figura 2). Quaisquer ajustes necessários podem ser transferidos para a máquina CNC conforme necessário.
rolo.Ideal para produzir dobras de grande raio, a dobra de rolo envolve a alimentação do tubo através de três rolos em uma configuração triangular (consulte a Figura 3).Os dois rolos externos, geralmente fixos, suportam a parte inferior do material, enquanto o rolo interno ajustável pressiona a parte superior do material.
Dobragem por compressão. Neste método bastante simples, a matriz de dobra permanece estacionária enquanto a contra-matriz dobra ou comprime o material em torno do dispositivo de fixação. Este método não usa um mandril e requer uma correspondência precisa entre a matriz de dobra e o raio de dobra desejado (consulte a Figura 4).
Torcer e dobrar. Uma das formas mais comuns de dobra de tubo é a dobra de estiramento rotacional (também conhecida como dobra de mandril), que usa matrizes e mandris de dobra e pressão. Mandris são inserções de haste de metal ou núcleos que suportam o cano ou tubo quando dobrados.
Esta disciplina inclui dobra multi-raio para peças complexas que requerem dois ou mais raios de linha central. A dobra multi-raio também é ótima para peças com grandes raios de linha central (ferramentas duras podem não ser uma opção) ou peças complexas que precisam ser formadas em um ciclo completo.
Figura 2. O equipamento especializado fornece diagnósticos em tempo real para ajudar os operadores a confirmar as especificações das peças ou fazer as correções necessárias durante a produção.
Para executar este tipo de dobra, uma dobradeira rotativa é fornecida com dois ou mais conjuntos de ferramentas, um para cada raio desejado. Configurações personalizadas em uma prensa dobradeira de cabeça dupla - uma para dobrar para a direita e outra para dobrar para a esquerda - pode fornecer raios pequenos e grandes na mesma peça. A transição entre os cotovelos esquerdo e direito pode ser repetida quantas vezes forem necessárias, permitindo que formas complexas sejam totalmente formadas sem remover o tubo ou envolver qualquer outro maquinário (consulte a Figura 6).
Para começar, o técnico configura a máquina de acordo com a geometria do tubo listada na planilha de dados de dobra ou na impressão de produção, inserindo ou carregando as coordenadas da impressão junto com os dados de comprimento, rotação e ângulo. Em seguida, vem a simulação de dobra para garantir que o tubo consiga liberar a máquina e as ferramentas durante o ciclo de dobra. Se a simulação mostrar uma colisão ou interferência, o operador ajusta a máquina conforme necessário.
Embora esse método seja normalmente necessário para peças feitas de aço ou aço inoxidável, a maioria dos metais industriais, espessuras de parede e comprimentos podem ser acomodados.
Dobragem livre. Um método mais interessante, a dobra livre usa uma matriz que é do mesmo tamanho que o cano ou tubo que está sendo dobrado (consulte a Figura 7). Essa técnica é ótima para dobras angulares ou multi-raios maiores que 180 graus com poucos segmentos retos entre cada dobra (as dobras de estiramento rotacional tradicionais requerem alguns segmentos retos para a ferramenta agarrar). A dobra livre não requer fixação, eliminando qualquer possibilidade de marcar tubos ou tubulações.
Tubos de paredes finas - geralmente usados ​​em máquinas de alimentos e bebidas, componentes de móveis e equipamentos médicos ou de saúde - são ideais para dobra livre. Por outro lado, peças com paredes mais grossas podem não ser candidatos viáveis.
Ferramentas são necessárias para a maioria dos projetos de dobra de tubos.Na dobra por estiramento rotativo, as três ferramentas mais importantes são matrizes de dobra, matrizes de pressão e matrizes de fixação.Dependendo do raio da curvatura e da espessura da parede, um mandril e uma matriz raspadora também podem ser necessários para obter dobras aceitáveis.Peças com dobras múltiplas requerem uma pinça que prenda e feche suavemente a parte externa do tubo, gire conforme necessário e mova o tubo para a próxima dobra.
O coração do processo é dobrar a matriz para formar o raio da linha central da peça. O canal côncavo da matriz se ajusta ao diâmetro externo do tubo e ajuda a manter o material à medida que ele dobra. Ao mesmo tempo, a matriz de pressão segura e estabiliza o tubo conforme ele é enrolado em torno da matriz de dobra. material, apoie as paredes do tubo e evite enrugamento e faixas.
Mandris, liga de bronze ou inserções de aço cromado para suportar canos ou tubos, evitar o colapso ou torção do tubo e minimizar a ovalidade. O tipo mais comum é o mandril esférico.juntos, eles aumentam a pressão necessária para manter, estabilizar e suavizar a curva.O mandril de plugue é uma haste sólida para cotovelos de grande raio em tubos de paredes grossas que não requerem limpadores.Os mandris formadores são hastes sólidas com extremidades dobradas (ou formadas) usadas para suportar o interior de tubos de paredes mais grossas ou tubos dobrados em um raio médio.Além disso, projetos que exigem tubos quadrados ou retangulares exigem mandris especializados.
A dobra precisa requer ferramentas e configurações adequadas. A maioria das empresas de dobra de tubos tem ferramentas em estoque. Se não estiverem disponíveis, as ferramentas devem ser adquiridas para acomodar o raio de curvatura específico.
A cobrança inicial para criar uma matriz de dobra pode variar muito. Essa taxa única cobre os materiais e o tempo de produção necessários para criar as ferramentas necessárias, que normalmente são usadas para projetos subsequentes. Se o projeto da peça for flexível em termos de raio de dobra, os desenvolvedores de produto podem ajustar suas especificações para aproveitar as vantagens das ferramentas de dobra existentes do fornecedor (em vez de usar novas ferramentas). Isso ajuda a gerenciar custos e reduzir os prazos de entrega.
Figura 3. Ideal para a produção de dobras de grande raio, dobra de rolo para formar um tubo ou tubo com três rolos em configuração triangular.
Furos, ranhuras ou outros recursos especificados na dobra ou próximos a ela adicionam uma operação auxiliar ao trabalho, pois o corte a laser deve ser feito após a dobra do tubo. As tolerâncias também afetam o custo. Trabalhos muito exigentes podem exigir mandris ou matrizes adicionais, o que pode aumentar o tempo de configuração.
Existem muitas variáveis ​​que os fabricantes precisam considerar ao fornecer cotovelos ou dobras personalizados. Fatores como ferramentas, materiais, quantidade e mão de obra desempenham um papel importante.
Embora as técnicas e métodos de dobra de tubos tenham avançado ao longo dos anos, muitos fundamentos de dobra de tubos permanecem os mesmos. Compreender os fundamentos e consultar um fornecedor experiente ajudará você a obter os melhores resultados.
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