Починається цикл операції згинання оправки. Оправка вставляється у внутрішній діаметр труби. Штамп для згинання (ліворуч) визначає радіус. Затискна матриця (праворуч) направляє трубу навколо матриці для згинання, щоб визначити кут.
У різних галузях промисловості потреба у складному згинанні труб не вщухає. Незалежно від того, чи йдеться про структурні компоненти, мобільне медичне обладнання, рами для квадроциклів чи транспортних засобів, або навіть металеві стрижні безпеки у ванних кімнатах, кожен проект відрізняється.
Для досягнення бажаних результатів потрібне хороше обладнання та, особливо, належний досвід. Як і будь-яка інша виробнича дисципліна, ефективне згинання труб починається з основної життєвої сили, фундаментальних концепцій, які лежать в основі будь-якого проекту.
Деяка основна життєздатність допомагає визначити обсяг проекту з труби або згинання труб. Такі фактори, як тип матеріалу, кінцеве використання та передбачуване річне використання, безпосередньо впливають на виробничий процес, витрати та терміни доставки.
Перше критичне ядро ​​— це ступінь кривизни (DOB), або кут, утворений згином. Далі — радіус центральної лінії (CLR), який простягається вздовж центральної лінії труби, яку потрібно згинати. Як правило, найбільший досяжний CLR — це подвійний діаметр труби. Подвоїть CLR, щоб обчислити діаметр центральної лінії (CLD), який є відстанню від осі центральної лінії труби або труби через іншу центральну лінію труби. Зворотний вигин на 180 градусів.
Внутрішній діаметр (ID) вимірюється в найширшій точці отвору всередині труби або трубки. Зовнішній діаметр (OD) вимірюється по найширшій площі труби або трубки, включаючи стінку. Нарешті, номінальна товщина стінки вимірюється між зовнішньою та внутрішньою поверхнями труби або трубки.
Допуск промислового стандарту для кута вигину становить ±1 градус. Кожна компанія має внутрішній стандарт, який може ґрунтуватися на використовуваному обладнанні та досвіді та знаннях оператора машини.
Труби вимірюються та котируються відповідно до зовнішнього діаметра та калібру (тобто товщини стінки). Загальні калібри включають 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 і 20. Чим нижчий калібр, тим товщі стінки: 10-ga. Труба має стінку 0,134 дюйма, а 20-ga. Труба має стінку 0,035 дюйма. 1½” і 0,035” OD трубки. Стінка називається “1½-in” на деталі print.20-ga.tube.”
Труби визначаються номінальним розміром труби (NPS), безрозмірним числом, що описує діаметр (у дюймах), і таблицею товщини стінки (або Sch.). Труби бувають різної товщини стінки залежно від їх використання. Популярні таблиці включають Sch.5, 10, 40 і 80.
Зовнішній діаметр труби 1,66 дюйма та 0,140 дюйма NPS позначили стіну на кресленні деталі, за якою слідує графік – у цьому випадку труби «1¼».Shi.40. Схема плану труб визначає зовнішній діаметр і товщину стінки відповідного NPS і плану.
Коефіцієнт стінки, який є співвідношенням між зовнішнім діаметром і товщиною стінки, є ще одним важливим фактором для ліктів. Використання тонкостінних матеріалів (що дорівнює або менше 18 га.) може вимагати більшої опори на дузі згину, щоб запобігти зморшкуванню або просіданню. У цьому випадку для якісного згинання знадобляться оправки та інші інструменти.
Іншим важливим елементом є вигин D, діаметр труби по відношенню до радіуса згину, який часто називають радіусом згину, який у багато разів перевищує значення D. Наприклад, радіус 2D-згину — це труба діаметром 3 дюйми. Зовнішній діаметр труби становить 6 дюймів. Чим вищий D згину, тим легше сформувати згин. І чим нижчий коефіцієнт стінки, тим легше згинати. Ця кореляція між коефіцієнтом стінки та згином D допомагає визначити, що потрібно для початку проект згину труби.
Рисунок 1. Щоб обчислити відсоток овальності, розділіть різницю між максимальним і мінімальним OD на номінальний OD.
Специфікації деяких проектів вимагають використання тонших трубок або трубопроводів, щоб зменшити витрати на матеріали. Однак для більш тонких стінок може знадобитися більше часу, щоб зберегти форму та консистенцію труби на вигинах і усунути ймовірність зминання. У деяких випадках ці підвищені витрати на робочу силу переважують економію матеріалів.
Коли труба згинається, вона може втратити 100% своєї округлої форми поблизу та навколо згину. Це відхилення називається овальністю та визначається як різниця між найбільшим і найменшим розмірами зовнішнього діаметра труби.
Наприклад, зовнішній діаметр труби 2 дюйма після згинання може досягати 1,975 дюйма. Ця різниця в 0,025 дюйма є коефіцієнтом овальності, який має бути в межах прийнятних допусків (див. Малюнок 1). Залежно від кінцевого використання деталі допуск на овальність може становити від 1,5% до 8%.
Основними факторами, що впливають на овальність, є коліно D і товщина стінки. Згинання малих радіусів у тонкостінних матеріалах може бути складним для збереження овальності в межах допуску, але це можна зробити.
Овальність контролюється шляхом розміщення оправки в трубі або трубі під час згинання, або в деяких специфікаціях деталей, за допомогою труб (DOM), натягнутих на оправку з самого початку. (Труби DOM мають дуже жорсткі допуски на внутрішній і зовнішній діаметри). Чим менший допуск на овальність, тим більше інструментів і потенційного часу потрібно для виробництва.
Під час згинання труб використовується спеціальне контрольне обладнання для перевірки того, що сформовані деталі відповідають специфікаціям і допускам (див. Малюнок 2). Будь-які необхідні коригування можна передати на верстат з ЧПК за потреби.
Ролик. Ідеальний для виготовлення згинів великого радіуса, згинання валків передбачає подачу труби або трубки через три ролики в трикутній конфігурації (див. Малюнок 3). Два зовнішні ролики, зазвичай нерухомі, підтримують нижню частину матеріалу, тоді як внутрішній регульований ролик тисне на верхню частину матеріалу.
Згинання під тиском. У цьому досить простому методі матриця для згинання залишається нерухомою, тоді як контр-форма згинає або стискає матеріал навколо пристосування. У цьому методі не використовується оправка та вимагає точної відповідності між матрицею для згинання та бажаним радіусом згинання (див. Малюнок 4).
Скручування та згинання. Однією з найпоширеніших форм згинання труб є згинання обертальним розтягуванням (також відоме як згинання оправленням), у якому використовуються матриці для згинання та тиску та оправки. Оправки — це вставки металевих стрижнів або сердечники, які підтримують трубу або трубку під час згинання. Використання оправки запобігає згинання, сплющення або зморщування труби під час згинання, таким чином зберігаючи та захищаючи форму труби (див. рисунок). 5).
Ця дисципліна включає багаторадіусне згинання для складних деталей, які потребують двох або більше радіусів центральної лінії. Багаторадіусне згинання також чудово підходить для деталей із великими радіусами центральної лінії (жорсткі інструменти можуть не бути варіантом) або складних деталей, які потрібно формувати за один повний цикл.
Рисунок 2. Спеціалізоване обладнання забезпечує діагностику в режимі реального часу, щоб допомогти операторам підтвердити специфікації деталей або внести будь-які виправлення, необхідні під час виробництва.
Для виконання цього типу згинання ротаційний згинальний станок оснащений двома або більше наборами інструментів, по одному для кожного бажаного радіуса. Індивідуальні налаштування прес-гальма з подвійною головкою – один для згинання вправо, інший для згинання вліво – можуть забезпечити як малий, так і великий радіус на тій самій деталі. Перехід між лівим і правим колінами можна повторювати стільки разів, скільки потрібно, дозволяючи повністю формувати складні форми без видалення труби чи залучення будь-якого іншого обладнання. (див. Малюнок 6).
Щоб розпочати роботу, технік налаштовує машину відповідно до геометрії труби, зазначеної в аркуші даних згину або в друкованому відбитку, вводячи або завантажуючи координати з друку разом із даними про довжину, обертання та кут. Далі йде моделювання згинання, щоб гарантувати, що труба зможе очистити машину та інструменти під час циклу згинання. Якщо моделювання показує зіткнення або перешкоди, оператор регулює машину за потреби.
Хоча цей метод зазвичай необхідний для деталей зі сталі або нержавіючої сталі, більшість промислових металів, товщини стінок і довжини можуть бути прийнятні.
Вільне згинання. У більш цікавому методі вільного згинання використовується матриця, яка має такий самий розмір, як і труба, що згинається (див. Малюнок 7). Ця техніка чудово підходить для кутових або багаторадіусних згинів понад 180 градусів із кількома прямими сегментами між кожним згином (традиційні ротаційні розтягуючі згинання потребують кількох прямих сегментів, щоб інструмент міг їх захопити). Вільне згинання не потребує затискання, тому виключає будь-яку можливість маркування труб або труб.
Тонкостінні труби, які часто використовуються в машинах для виробництва харчових продуктів і напоїв, меблевих компонентах, медичному або медичному обладнанні, ідеально підходять для вільного згинання. І навпаки, деталі з товщими стінками можуть бути непридатними кандидатами.
Інструменти потрібні для більшості проектів згинання труб. У ротаційному розтяжному згинанні трьома найважливішими інструментами є згинальні матриці, прес-форми та затискні матриці. Залежно від радіуса згину та товщини стінки, для досягнення прийнятних згинів також можуть знадобитися оправка та стиральна матриця. Деталі з кількома згинами потребують цанги, яка захоплює та обережно закриває зовнішню частину труби, обертається за потреби та переміщує трубу до наступного згину.
Суть процесу полягає в згинанні матриці для формування радіуса центральної лінії деталі. Увігнутий канал матриці відповідає зовнішньому діаметру труби та допомагає утримувати матеріал під час її згинання. У той же час пресова матриця утримує та стабілізує трубу, коли вона намотується навколо згинальної матриці. Затискна матриця працює разом із пресовою матрицею, щоб утримувати трубу на прямому сегменті згинальної матриці під час її руху. Ближче до кінця матриці для згинання використовуйте штамп для згинання, коли необхідно згладити поверхню матеріалу, підтримати стінки труби та запобігти зморшкам і смугам.
Оправки, вставки з бронзового сплаву або хромованої сталі для підтримки труб або трубок, запобігання випаданню або перегину труб і мінімізації овальності. Найпоширенішим типом є кулькова оправка. Кулькова оправка ідеально підходить для багаторадіусних згинів і для заготовок зі стандартною товщиною стінки, кульова оправка використовується в тандемі з очисником, пристосуванням і прес-формою;разом вони збільшують тиск, необхідний для утримання, стабілізації та згладжування вигину. Оправка заглушки — це суцільний стрижень для колін великого радіусу в товстостінних трубах, які не потребують стирання. Формувальні оправки — це суцільні стрижні з зігнутими (або сформованими) кінцями, які використовуються для підтримки внутрішньої частини товстістінній труб або труб, зігнутих до середнього радіуса. Крім того, для проектів, які потребують квадратних або прямокутних труб, потрібні спеціальні оправки.
Точне згинання потребує відповідних інструментів і налаштувань. Більшість компаній, що займаються згинанням труб, мають інструменти в наявності. Якщо вони недоступні, необхідно придбати інструменти, які відповідають певному радіусу згину.
Початкова плата за створення згинального штампа може значно відрізнятися. Ця одноразова плата покриває матеріали та час виробництва, необхідні для створення необхідних інструментів, які зазвичай використовуються для наступних проектів. Якщо конструкція деталей є гнучкою щодо радіуса згину, розробники продукту можуть налаштувати свої специфікації, щоб скористатися наявними інструментами для згинання постачальника (замість використання нових інструментів). Це допомагає керувати витратами та скорочувати час виконання.
Малюнок 3. Ідеально підходить для виготовлення згинів великого радіуса, згинання валків для формування труби або труби з трьома роликами в трикутній конфігурації.
Визначені отвори, прорізи або інші елементи на згині або поблизу нього додають до роботи допоміжну операцію, оскільки лазерне різання має виконуватися після згинання труби. Допуски також впливають на вартість. Дуже складні роботи можуть вимагати додаткових оправок або матриць, що може збільшити час налаштування.
Є багато змінних, які виробники повинні враховувати, коли закуповують коліна або згини на замовлення. Такі фактори, як інструменти, матеріали, кількість і праця, відіграють важливу роль.
Незважаючи на те, що техніка та методи згинання труб удосконалювалися з роками, багато основ згинання труб залишаються незмінними. Розуміння основ і консультації з досвідченим постачальником допоможуть вам отримати найкращі результати.
FABRICATOR — це провідний у Північній Америці журнал для обробки металів тиском і виробництва. Журнал надає новини, технічні статті та історії випадків, які дозволяють виробникам виконувати свою роботу ефективніше. FABRICATOR служить галузі з 1970 року.
Тепер із повним доступом до цифрової версії The FABRICATOR, легким доступом до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання The Tube & Pipe Journal тепер повністю доступне, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Насолоджуйтеся повним доступом до цифрового видання журналу STAMPING Journal, який містить останні технологічні досягнення, найкращі практики та галузеві новини для ринку металевого штампування.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The Fabricator en Español, легким доступом до цінних галузевих ресурсів.