Операцията по огъване с дорник започва своя цикъл. Дорникът се вкарва във вътрешния диаметър на тръбата. Огъващата матрица (вляво) определя радиуса. Затягащата матрица (вдясно) насочва тръбата около огъващата матрица, за да определи ъгъла.
В различните индустрии нуждата от сложно огъване на тръби продължава да е неотслабваща. Независимо дали става въпрос за структурни компоненти, мобилно медицинско оборудване, рамки за ATV или комунални превозни средства, или дори метални предпазни решетки в бани, всеки проект е различен.
Постигането на желаните резултати изисква добро оборудване и особено правилния експертен опит. Както всяка друга производствена дисциплина, ефективното огъване на тръби започва с основната жизненост, фундаменталните концепции, които са в основата на всеки проект.
Някои основни показатели помагат да се определи обхватът на проект за огъване на тръби. Фактори като вид материал, крайна употреба и очаквана годишна употреба влияят пряко върху производствения процес, разходите и сроковете за доставка.
Първото критично ядро ​​е степента на кривина (DOB) или ъгълът, образуван от огъването. Следва Централният радиус (CLR), който се простира по централната линия на тръбата или тръбата, която ще се огъва. Обикновено най-тесният постижим CLR е двойният диаметър на тръбата или тръбата. Удвоете CLR, за да изчислите Централния диаметър (CLD), който е разстоянието от централната ос на тръбата или тръбата през друга централна линия на 180-градусов обратен завой.
Вътрешният диаметър (ID) се измерва в най-широката точка на отвора вътре в тръбата или тръбата. Външният диаметър (OD) се измерва по най-широката площ на тръбата или тръбата, включително стената. Накрая, номиналната дебелина на стената се измерва между външната и вътрешната повърхност на тръбата или тръбата.
Стандартният за индустрията толеранс за ъгъл на огъване е ±1 градус. Всяка компания има вътрешен стандарт, който може да се основава на използваното оборудване и опита и знанията на оператора на машината.
Тръбите се измерват и оферират според външния им диаметър и калибър (т.е. дебелината на стената). Често срещаните калибри включват 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 и 20. Колкото по-нисък е калибърът, толкова по-дебела е стената: 10-ga. Тръбата има стена от 0,134 инча, а 20-ga. Тръбата има стена от 0,035 инча. Тръби с външен диаметър 1½” и 0,035″. Стената се нарича „1½-инч“ на отпечатания детайл. 20-ga.
Тръбата се определя с номинален размер на тръбата (NPS), безразмерно число, описващо диаметъра (в инчове), и таблица с дебелини на стената (или Sch.). Тръбите се предлагат с различна дебелина на стената, в зависимост от тяхното приложение. Популярните таблици включват Sch.5, 10, 40 и 80.
Тръба с външен диаметър 1,66″ и номинален диаметър 0,140 инча (NPS) маркира стената на чертежа на детайла, последвана от спецификацията – в този случай „1¼“. Ширина на тръбите 0,40 инча. Диаграмата на плана на тръбите определя външния диаметър и дебелината на стената на съответния NPS и плана.
Коефициентът на стена, който е съотношението между външния диаметър и дебелината на стената, е друг важен фактор за лактите. Използването на тънкостенни материали (равни или по-малки от 18 ga.) може да изисква повече опора в областта на огъването, за да се предотврати набръчкване или свличане. В този случай, качественото огъване ще изисква дорници и други инструменти.
Друг важен елемент е огъването D, диаметърът на тръбата спрямо радиуса на огъване, често наричан радиус на огъване, многократно по-голям от стойността на D. Например, 2D радиус на огъване е тръба с външен диаметър 3 инча, която е 6 инча. Колкото по-високо е D на огъването, толкова по-лесно е да се оформи огъването. И колкото по-нисък е коефициентът на стена, толкова по-лесно е да се огъне. Тази корелация между коефициента на стена и D на огъването помага да се определи какво е необходимо за започване на проект за огъване на тръба.
Фигура 1. За да изчислите процента овалност, разделете разликата между максималната и минималната оптична диаметър (OD) на номиналния OD.
Някои проектни спецификации изискват по-тънки тръби или тръбопроводи, за да се управляват разходите за материали. По-тънките стени обаче може да изискват повече време за производство, за да се запази формата и консистенцията на тръбата при завоите и да се елиминира вероятността от набръчкване. В някои случаи тези увеличени разходи за труд надвишават икономиите на материали.
Когато тръбата се огъва, тя може да загуби 100% от кръглата си форма близо до и около огъването. Това отклонение се нарича овалност и се определя като разликата между най-големия и най-малкия размер на външния диаметър на тръбата.
Например, тръба с външен диаметър 2″ може да достигне до 1,975″ след огъване. Тази разлика от 0,025 инча е коефициентът на овалитност, който трябва да бъде в рамките на приемливите допустими отклонения (вижте Фигура 1). В зависимост от крайната употреба на детайла, допустимото отклонение за овалитност може да бъде между 1,5% и 8%.
Основните фактори, влияещи върху овалността, са огъването D на коляното и дебелината на стената. Огъването с малки радиуси в тънкостенни материали може да бъде трудно за поддържане на овалността в рамките на допустимото отклонение, но е възможно.
Овалността се контролира чрез поставяне на дорника в тръбата или тръбата по време на огъване или, в някои спецификации на детайлите, чрез използване на (DOM) тръби, изтеглени върху дорника от самото начало. (DOM тръбите имат много строги допуски за вътрешен и външен диаметър.) Колкото по-нисък е толерансът на овалитация, толкова повече инструменти и потенциално време за производство са необходими.
Операциите по огъване на тръби използват специализирано оборудване за проверка, за да се провери дали формованите части отговарят на спецификациите и допустимите отклонения (вижте Фигура 2). Всички необходими настройки могат да бъдат прехвърлени на CNC машината, ако е необходимо.
ролка. Идеално за производство на огъвания с голям радиус, ролковото огъване включва подаване на тръбата или тръбопровода през три ролки в триъгълна конфигурация (вижте Фигура 3). Двете външни ролки, обикновено фиксирани, поддържат долната част на материала, докато вътрешната регулируема ролка притиска горната част на материала.
Огъване чрез компресия. При този сравнително прост метод, огъващата матрица остава неподвижна, докато контра-матрицата огъва или компресира материала около приспособлението. Този метод не използва дорник и изисква прецизно съвпадение между огъващата матрица и желания радиус на огъване (вижте Фигура 4).
Усукване и огъване. Една от най-често срещаните форми на огъване на тръби е ротационното огъване с разтягане (известно също като огъване с дорник), което използва огъващи и натискни матрици и дорници. Дорниците са метални вложки или сърцевини за пръти, които поддържат тръбата или тръбата при огъване. Използването на дорник предотвратява свиването, сплескването или набръчкването на тръбата по време на огъване, като по този начин поддържа и защитава формата на тръбата (вижте Фигура 5).
Тази дисциплина включва многорадиусно огъване за сложни части, изискващи два или повече радиуса на централната линия. Многорадиусното огъване е чудесно и за части с големи радиуси на централната линия (твърдите инструменти може да не са опция) или сложни части, които трябва да бъдат формовани в един пълен цикъл.
Фигура 2. Специализираното оборудване осигурява диагностика в реално време, за да помогне на операторите да потвърдят спецификациите на частите или да предприемат необходимите корекции по време на производството.
За да се извърши този вид огъване, ротационна огъваща машина е снабдена с два или повече комплекта инструменти, по един за всеки желан радиус. Персонализираните настройки на двуглава абкант преса – едната за огъване надясно, а другата за огъване наляво – могат да осигурят както малки, така и големи радиуси на една и съща част. Преходът между лявото и дясното колено може да се повтаря толкова пъти, колкото е необходимо, което позволява пълното оформяне на сложни форми без отстраняване на тръбата или използване на други машини (вижте Фигура 6).
За да започне, техникът настройва машината според геометрията на тръбата, посочена в информационния лист за огъване или производствения разпечат, като въвежда или качва координатите от разпечатката заедно с данни за дължина, въртене и ъгъл. След това идва симулацията на огъване, за да се гарантира, че тръбата ще може да премине извън машината и инструментите по време на цикъла на огъване. Ако симулацията покаже сблъсък или интерференция, операторът настройва машината според нуждите.
Въпреки че този метод обикновено се изисква за части, изработени от стомана или неръждаема стомана, той може да се използва за повечето промишлени метали, дебелини на стените и дължини.
Свободно огъване. По-интересен метод, свободното огъване, използва матрица със същия размер като огъваща се тръба (вижте Фигура 7). Тази техника е чудесна за ъглови или многорадиусни огъвания, по-големи от 180 градуса, с няколко прави сегмента между всяко огъване (традиционните ротационни разтегателни огъвания изискват няколко прави сегмента, които инструментът да захване). Свободното огъване не изисква затягане, така че елиминира всякаква възможност за маркиране на тръби.
Тънкостенните тръби – често използвани в машини за храни и напитки, мебелни компоненти и медицинско или здравно оборудване – са идеални за свободно огъване. Обратно, части с по-дебели стени може да не са подходящи кандидати.
За повечето проекти за огъване на тръби са необходими инструменти. При ротационно огъване с разтягане, трите най-важни инструмента са огъващите матрици, матриците под налягане и затягащите матрици. В зависимост от радиуса на огъване и дебелината на стената, може да са необходими и дорник и чистачка, за да се постигнат приемливи огъвания. Частите с множество огъвания изискват цанга, която захваща и внимателно се затваря към външната страна на тръбата, завърта се, ако е необходимо, и премества тръбата към следващото огъване.
Сърцевината на процеса е огъването на матрицата, за да се оформи радиусът на централната линия на детайла. Вдлъбнатата канална матрица на матрицата пасва на външния диаметър на тръбата и помага за задържането на материала, докато тя се огъва. В същото време, притискащата матрица държи и стабилизира тръбата, докато тя се навива около огъващата матрица. Затягащата матрица работи заедно с притискащата матрица, за да държи тръбата срещу правия сегмент на огъващата матрица, докато тя се движи. Близо до края на огъващата матрица, използвайте ракел, когато е необходимо да изгладите повърхността на материала, да поддържате стените на тръбата и да предотвратите набръчкване и образуване на ленти.
Дорници, вложки от бронзова сплав или хромирана стомана за поддържане на тръби или тръбички, предотвратяване на срутване или прегъване на тръбите и минимизиране на овалността. Най-разпространеният тип е сферичният дорник. Идеален за огъвания с множество радиуси и за детайли със стандартна дебелина на стените, сферичният дорник се използва заедно с чистачката, приспособлението и матрицата за налягане; заедно те увеличават налягането, необходимо за задържане, стабилизиране и изглаждане на огъването. Дорникът за щепсел е плътен прът за колена с голям радиус в дебелостенни тръби, които не изискват чистачки. Формоващите дорници са плътни пръти с огънати (или оформени) краища, използвани за поддържане на вътрешността на тръби с дебели стени или тръби, огънати до среден радиус. Освен това, проекти, изискващи квадратни или правоъгълни тръби, изискват специализирани дорници.
Точното огъване изисква подходящи инструменти и настройка. Повечето фирми за огъване на тръби имат инструменти на склад. Ако не са налични, инструментите трябва да бъдат доставени, за да се съобразят със специфичния радиус на огъване.
Първоначалната такса за създаване на огъваща матрица може да варира значително. Тази еднократна такса покрива материалите и времето за производство, необходими за създаването на необходимите инструменти, които обикновено се използват за последващи проекти. Ако дизайнът на детайла е гъвкав по отношение на радиуса на огъване, разработчиците на продукти могат да коригират своите спецификации, за да се възползват от съществуващите инструменти за огъване на доставчика (вместо да използват нови инструменти). Това помага за управление на разходите и съкращаване на сроковете за изпълнение.
Фигура 3. Идеално за производство на огъвания с голям радиус, валцоване за образуване на тръба или тръба с три ролки в триъгълна конфигурация.
Специфицираните отвори, прорези или други елементи на или близо до огъването добавят спомагателна операция към работата, тъй като лазерното рязане трябва да се извърши след огъване на тръбата. Допуските също влияят върху цената. Много взискателните задачи може да изискват допълнителни дорници или матрици, което може да увеличи времето за настройка.
Има много променливи, които производителите трябва да вземат предвид, когато доставят колена или извивки по поръчка. Фактори като инструменти, материали, количество и труд играят роля.
Въпреки че техниките и методите за огъване на тръби са се усъвършенствали през годините, много от основите на огъването на тръби остават същите. Разбирането на основите и консултацията с компетентен доставчик ще ви помогне да получите най-добри резултати.
FABRICATOR е водещото списание за металообработваща и преработвателна промишленост в Северна Америка. Списанието предоставя новини, технически статии и истории на случаи, които позволяват на производителите да си вършат работата по-ефективно. FABRICATOR обслужва индустрията от 1970 г.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The FABRICATOR, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Дигиталното издание на The Tube & Pipe Journal вече е напълно достъпно, осигурявайки лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Възползвайте се от пълен достъп до дигиталното издание на STAMPING Journal, което предоставя най-новите технологични постижения, най-добри практики и новини от индустрията за пазара на щамповане на метал.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The Fabricator en Español, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.