Операция гибки оправки начинает свой цикл. Оправка вставляется во внутренний диаметр трубы. Гибочная матрица (слева) определяет радиус. Зажимная матрица (справа) направляет трубу вокруг гибочной матрицы для определения угла.
В разных отраслях потребность в сложной гибке труб не ослабевает. Будь то конструктивные элементы, мобильное медицинское оборудование, рамы для квадроциклов или грузовых автомобилей или даже металлические дуги безопасности в ванных комнатах, каждый проект уникален.
Для достижения желаемых результатов требуется хорошее оборудование и, в особенности, соответствующий опыт. Как и любая другая производственная дисциплина, эффективная гибка труб начинается с жизненной силы ядра, фундаментальных концепций, лежащих в основе любого проекта.
Некоторая основная жизнеспособность помогает определить масштаб проекта трубы или гибки трубы. Такие факторы, как тип материала, конечное использование и предполагаемое годовое использование, напрямую влияют на производственный процесс, связанные с этим затраты и сроки поставки.
Первым критическим ядром является степень кривизны (DOB) или угол, образованный изгибом. Далее следует радиус осевой линии (CLR), который проходит вдоль осевой линии трубы или трубки, подлежащей изгибу. Как правило, максимально достижимый CLR равен удвоенному диаметру трубы или трубы. Удвойте CLR для расчета диаметра центральной линии (CLD), который представляет собой расстояние от осевой линии трубы или трубы через другую осевую линию 180-градусного обратного изгиба. .
Внутренний диаметр (ID) измеряется в самой широкой точке отверстия внутри трубы или трубки. Внешний диаметр (OD) измеряется в самой широкой области трубы или трубки, включая стенку. Наконец, номинальная толщина стенки измеряется между внешней и внутренней поверхностями трубы или трубки.
Промышленный стандарт допуска на угол изгиба составляет ± 1 градус. Каждая компания имеет внутренний стандарт, который может основываться на используемом оборудовании, а также на опыте и знаниях оператора станка.
Трубы измеряются и котируются в зависимости от их наружного диаметра и калибра (т. е. толщины стенки). Обычные калибры включают 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 и 20. Чем меньше калибр, тем толще стенка: 10-ga. Труба имеет стенку 0,134 дюйма и 20-ga. ″ Трубка с наружным диаметром. Стенка называется «1½ дюйма» в печати детали. 20-ga.tube.»
Труба определяется номинальным размером трубы (NPS), безразмерным числом, описывающим диаметр (в дюймах), и таблицей толщины стенки (или Sch.). Трубы бывают различной толщины стенки, в зависимости от их использования. Популярные графики включают Sch.5, 10, 40 и 80.
Труба с наружным диаметром 1,66″ и NPS 0,140 дюйма обозначила стенку на чертеже детали, за которой следует график — в данном случае «трубы 1¼». Shi.40.
Фактор стенки, представляющий собой соотношение между внешним диаметром и толщиной стенки, является еще одним важным фактором для отводов. При использовании тонкостенных материалов (равных или меньше 18 ga) может потребоваться дополнительная опора на дуге изгиба, чтобы предотвратить образование складок или оседание. В этом случае для качественной гибки потребуются оправки и другие инструменты.
Другим важным элементом является изгиб D, диаметр трубы по отношению к радиусу изгиба, который часто называют радиусом изгиба, во много раз превышающим значение D. Например, радиус изгиба в 2D представляет собой трубу с наружным диаметром 3 дюйма и равен 6 дюймам. Чем выше D изгиба, тем легче формировать изгиб.
Рисунок 1. Чтобы рассчитать процент овальности, разделите разницу между максимальной и минимальной OD на номинальную OD.
В некоторых спецификациях проекта требуется использование более тонких труб или трубопроводов для снижения материальных затрат. Однако более тонкие стенки могут потребовать больше времени на производство, чтобы сохранить форму и консистенцию трубы на изгибах и исключить вероятность образования складок. В некоторых случаях эти дополнительные трудозатраты перевешивают экономию материалов.
При изгибе трубы она может потерять 100% своей круглой формы вблизи и вокруг изгиба. Это отклонение называется овальностью и определяется как разница между наибольшим и наименьшим размерами наружного диаметра трубки.
Например, труба с наружным диаметром 2 дюйма может достигать 1,975 дюйма после изгиба. Эта разница в 0,025 дюйма является коэффициентом овальности, который должен находиться в допустимых пределах (см. рис. 1). В зависимости от конечного использования детали допуск на овальность может составлять от 1,5% до 8%.
Основными факторами, влияющими на овальность, являются колено D и толщина стенки. При гибке малых радиусов тонкостенных материалов может быть сложно сохранить овальность в пределах допуска, но это возможно.
Овальность контролируется размещением оправки внутри трубы или трубы во время гибки или в некоторых спецификациях деталей с использованием трубок (DOM), натянутых на оправку с самого начала (трубки DOM имеют очень жесткие допуски на внутренний и наружный диаметры). Чем ниже допуск на овальность, тем больше инструментов и потенциального производственного времени требуется.
В операциях по гибке труб используется специальное контрольное оборудование для проверки соответствия формованных деталей спецификациям и допускам (см. рис. 2). Любые необходимые корректировки могут быть перенесены на станок с ЧПУ по мере необходимости.
Ролик. Идеально подходит для изготовления гибов большого радиуса, гибка ролика включает в себя подачу трубы или шланга через три ролика треугольной конфигурации (см. Рисунок 3). Два внешних ролика, обычно фиксированные, поддерживают нижнюю часть материала, в то время как внутренний регулируемый ролик давит на верхнюю часть материала.
Гибка сжатием. В этом довольно простом методе гибочная матрица остается неподвижной, в то время как контр-матрица сгибает или сжимает материал вокруг приспособления. В этом методе не используется оправка и требуется точное соответствие между гибочной матрицей и желаемым радиусом изгиба (см. Рисунок 4).
Скручивание и изгиб. Одной из наиболее распространенных форм гибки труб является вращательная гибка с растяжением (известная также как гибка на оправке), при которой используются гибочные пресс-штампы и оправки. Оправки представляют собой металлические стержневые вставки или стержни, поддерживающие трубу или трубку при изгибе. Использование оправки предотвращает разрушение, сплющивание или сморщивание трубы во время гибки, тем самым сохраняя и защищая форму трубы (см. рис. 5).
Эта дисциплина включает многорадиусную гибку сложных деталей, для которых требуется два или более радиуса осевой линии. Многорадиусная гибка также отлично подходит для деталей с большими радиусами осевой линии (жесткая оснастка может быть недоступна) или сложных деталей, которые необходимо формовать за один полный цикл.
Рис. 2. Специализированное оборудование обеспечивает диагностику в режиме реального времени, помогая операторам подтверждать спецификации деталей или вносить любые исправления, необходимые во время производства.
Для выполнения этого типа гибки ротационный гибочный станок снабжен двумя или более наборами инструментов, по одному для каждого требуемого радиуса. Индивидуальные настройки листогибочного пресса с двумя головками — один для гибки вправо, а другой — для гибки влево — могут обеспечить как малые, так и большие радиусы на одной и той же детали. Переход между левым и правым коленом можно повторять столько раз, сколько необходимо, что позволяет полностью формировать сложные формы без удаления трубы или использования какого-либо другого оборудования (см. Рисунок 6).
Чтобы начать работу, техник настраивает машину в соответствии с геометрией трубы, указанной в спецификации гибки или производственной распечатке, вводя или загружая координаты из распечатки, а также данные о длине, вращении и угле. Затем следует моделирование гибки, чтобы убедиться, что труба сможет очистить машину и инструменты во время цикла гибки. Если моделирование показывает столкновение или помехи, оператор настраивает машину по мере необходимости.
Хотя этот метод обычно требуется для деталей из стали или нержавеющей стали, он подходит для большинства промышленных металлов, толщин и длин стенок.
Свободная гибка. Более интересный метод, свободная гибка, использует матрицу того же размера, что и сгибаемая труба или трубка (см. рис. 7). Этот метод отлично подходит для угловых или многорадиусных изгибов более 180 градусов с несколькими прямыми сегментами между каждым изгибом (традиционные поворотные изгибы с растяжением требуют нескольких прямых сегментов для захвата инструментом). Свободная гибка не требует зажима, поэтому исключается любая возможность маркировки труб или труб.
Тонкостенные трубки, которые часто используются в оборудовании для производства продуктов питания и напитков, в компонентах мебели, а также в медицинском или медицинском оборудовании, идеально подходят для свободной гибки. И наоборот, детали с более толстыми стенками могут не подходить.
Для большинства проектов по гибке труб требуются инструменты. При ротационной гибке с растяжением тремя наиболее важными инструментами являются гибочные штампы, пресс-плашки и зажимные штампы. В зависимости от радиуса изгиба и толщины стенки для получения приемлемых изгибов также могут потребоваться оправка и зачистной штамп.
Суть процесса заключается в изгибании матрицы для формирования радиуса центральной линии детали. Вогнутый канал матрицы соответствует внешнему диаметру трубы и помогает удерживать материал при изгибе. В то же время нажимная матрица удерживает и стабилизирует трубу, когда она наматывается на гибочную матрицу. материала, поддерживают стенки трубы и предотвращают образование складок и полос.
Оправки, вставки из бронзового сплава или хромированной стали для поддержки труб или трубок, предотвращения смятия или перегиба труб и сведения к минимуму овальности. Наиболее распространенным типом является шаровая оправка. Идеально подходит для многорадиусных изгибов и для заготовок со стандартной толщиной стенок.вместе они увеличивают давление, необходимое для удерживания, стабилизации и сглаживания изгиба. Оправка-заглушка представляет собой сплошной стержень для отводов большого радиуса в толстостенных трубах, для которых не требуются грязесъемники. Формовочная оправка представляет собой сплошные стержни с изогнутыми (или сформированными) концами, используемыми для поддержки внутренней части толстостенных труб или труб, изогнутых до среднего радиуса. Кроме того, проекты, требующие квадратных или прямоугольных труб, требуют специальных оправок.
Точная гибка требует надлежащего инструмента и настройки. Большинство трубогибочных компаний имеют инструменты на складе. Если они недоступны, инструменты должны быть получены для соответствия определенному радиусу изгиба.
Первоначальная плата за создание гибочного штампа может сильно различаться. Эта единовременная плата покрывает материалы и время производства, необходимые для создания необходимых инструментов, которые обычно используются для последующих проектов. Если конструкция детали является гибкой с точки зрения радиуса изгиба, разработчики продукта могут изменить свои спецификации, чтобы воспользоваться преимуществами существующих инструментов для гибки поставщика (вместо использования новых инструментов). Это помогает управлять затратами и сокращать время выполнения заказов.
Рис. 3. Идеально подходит для изготовления гибок большого радиуса, гибки валков для формирования трубы или трубы с тремя валками треугольной конфигурации.
Заданные отверстия, прорези или другие элементы на изгибе или рядом с ним добавляют дополнительную операцию к работе, поскольку лазерная резка должна выполняться после того, как труба согнута. Допуски также влияют на стоимость. Для очень сложных работ могут потребоваться дополнительные оправки или штампы, что может увеличить время настройки.
Есть много переменных, которые производители должны учитывать при поиске нестандартных колен или отводов. Такие факторы, как инструменты, материалы, количество и трудозатраты, играют роль.
Хотя техника и методы гибки труб с годами совершенствовались, многие основные принципы гибки труб остаются прежними. Понимание основ и консультации со знающим поставщиком помогут вам получить наилучшие результаты.
FABRICATOR является ведущим журналом в области обработки металлов давлением и производства в Северной Америке. В журнале публикуются новости, технические статьи и истории успеха, которые позволяют производителям выполнять свою работу более эффективно. FABRICATOR работает в отрасли с 1970 года.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The FABRICATOR, легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровое издание The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступно, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный доступ к цифровой версии журнала STAMPING Journal, в котором представлены последние технологические достижения, передовой опыт и отраслевые новости для рынка штамповки металлов.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The Fabricator en Español вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.