Operacija savijanja trna započinje svoj ciklus. Trn se ubacuje u unutrašnji prečnik cijevi. Alat za savijanje (lijevo) određuje poluprečnik. Stezni alat (desno) vodi cijev oko alata za savijanje kako bi se odredio ugao.
U svim industrijama, potreba za složenim savijanjem cijevi i dalje je prisutna. Bilo da se radi o strukturnim komponentama, mobilnoj medicinskoj opremi, okvirima za ATV ili komunalna vozila, ili čak metalnim sigurnosnim šipkama u kupaonicama, svaki projekat je drugačiji.
Postizanje željenih rezultata zahtijeva dobru opremu, a posebno odgovarajuću stručnost. Kao i svaka druga proizvodna disciplina, efikasno savijanje cijevi počinje sa osnovnom vitalnošću, fundamentalnim konceptima koji su u osnovi svakog projekta.
Neke ključne vitalnosti pomažu u određivanju obima projekta savijanja cijevi ili cijevi. Faktori poput vrste materijala, krajnje upotrebe i procijenjene godišnje upotrebe direktno utiču na proces proizvodnje, troškove i rokove isporuke.
Prva kritična jezgra je stepen zakrivljenosti (DOB), ili ugao koji formira savijanje. Sljedeći je radijus središnje linije (CLR), koji se proteže duž središnje linije cijevi ili tubula koja se savija. Tipično, najuži dostižni CLR je dvostruki prečnik cijevi ili tubula. Udvostručite CLR da biste izračunali prečnik središnje linije (CLD), što je udaljenost od ose središnje linije cijevi ili tubula kroz drugu središnju liniju povratnog savijanja od 180 stepeni.
Unutrašnji prečnik (ID) se mjeri na najširoj tački otvora unutar cijevi ili cijevi. Vanjski prečnik (OD) se mjeri preko najšireg područja cijevi ili cijevi, uključujući i zid. Konačno, nominalna debljina zida se mjeri između vanjske i unutrašnje površine cijevi ili cijevi.
Standardna tolerancija za ugao savijanja u industriji je ±1 stepen. Svaka kompanija ima interni standard koji može biti zasnovan na korištenoj opremi i iskustvu i znanju operatera mašine.
Cijevi se mjere i kotiraju prema vanjskom promjeru i debljini stijenke (tj. debljini stijenke). Uobičajene debljine uključuju 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 i 20. Što je debljina stijenke niža, to je stijenka deblja: 10-ga. Cijev ima stijenku od 0,134 inča, a 20-ga. Cijev ima stijenku od 0,035 inča. Cijev ima vanjski promjer od 1½” i 0,035”. Zid se na ispisu dijela naziva "1½-in". Cijev od 20-ga.”
Cijev je specificirana nominalnom veličinom cijevi (NPS), bezdimenzionalnim brojem koji opisuje promjer (u inčima) i tablicom debljine stijenke (ili Sch.). Cijevi dolaze u različitim debljinama stijenke, ovisno o njihovoj namjeni. Popularne tablice uključuju Sch.5, 10, 40 i 80.
Cijev vanjskog promjera 1,66″ i naturalnog promjera 0,140 inča označili su zid na crtežu dijela, nakon čega slijedi raspored – u ovom slučaju, "cijevi širine 1¼". Širina cijevi iznosi 0,40 inča. Dijagram plana cijevi određuje vanjski promjer i debljinu zida pripadajućeg naturalnog promjera i plan.
Faktor zida, koji predstavlja odnos između vanjskog promjera i debljine zida, još je jedan važan faktor za koljena. Korištenje tankozidnih materijala (jednakih ili manjih od 18 ga.) može zahtijevati veću potporu na luku savijanja kako bi se spriječilo nabiranje ili slijeganje. U ovom slučaju, kvalitetno savijanje zahtijevat će trnove i druge alate.
Još jedan važan element je savijanje D, prečnik cijevi u odnosu na radijus savijanja, često nazivan radijusom savijanja, koji je mnogo puta veći od vrijednosti D. Na primjer, 2D radijus savijanja cijevi vanjskog promjera 3 inča (7,6 cm) je 6 inča (15,2 cm). Što je veći D savijanja, lakše je formirati savijanje. A što je niži koeficijent zida, lakše ga je saviti. Ova korelacija između faktora zida i D savijanja pomaže u određivanju šta je potrebno za početak projekta savijanja cijevi.
Slika 1. Da biste izračunali postotak ovalnosti, podijelite razliku između maksimalne i minimalne optičke debljine (OD) s nominalnom OD.
Neke specifikacije projekta zahtijevaju tanje cijevi kako bi se kontrolisali troškovi materijala. Međutim, tanji zidovi mogu zahtijevati više vremena proizvodnje kako bi se održao oblik i konzistencija cijevi na savijanjima i eliminisala mogućnost nabiranja. U nekim slučajevima, ovi povećani troškovi rada nadmašuju uštedu materijala.
Kada se cijev savija, može izgubiti 100% svog okruglog oblika blizu i oko savijanja. Ovo odstupanje se naziva ovalnost i definira se kao razlika između najveće i najmanje dimenzije vanjskog promjera cijevi.
Na primjer, cijev vanjskog promjera 2″ može nakon savijanja imati dimenzije do 1,975″. Ova razlika od 0,025 inča predstavlja faktor ovalnosti, koji mora biti unutar prihvatljivih tolerancija (vidi Sliku 1). Ovisno o krajnjoj upotrebi dijela, tolerancija ovalnosti može biti između 1,5% i 8%.
Glavni faktori koji utiču na ovalnost su D savijanja i debljina zida. Savijanje malih radijusa u tankozidnim materijalima može biti teško kako bi se ovalnost održala unutar tolerancije, ali je moguće.
Ovalnost se kontroliše postavljanjem trna unutar cijevi ili cijevi tokom savijanja ili, u nekim specifikacijama dijelova, korištenjem (DOM) cijevi nacrtanih na trnu od samog početka. (DOM cijevi imaju vrlo uske tolerancije unutrašnjeg i vanjskog promjera.) Što je niža tolerancija ovalnosti, to je potrebno više alata i potencijalno više vremena za proizvodnju.
Operacije savijanja cijevi koriste specijaliziranu opremu za inspekciju kako bi se provjerilo da li oblikovani dijelovi ispunjavaju specifikacije i tolerancije (vidi Sliku 2). Sva potrebna podešavanja mogu se prenijeti na CNC mašinu po potrebi.
Savijanje valjkom. Idealno za izradu krivina velikog radijusa, savijanje valjkom uključuje provlačenje cijevi ili cijevi kroz tri valjka u trokutastoj konfiguraciji (vidi sliku 3). Dva vanjska valjka, obično fiksna, podupiru donji dio materijala, dok unutarnji podesivi valjak pritiska vrh materijala.
Savijanje kompresijom. Kod ove prilično jednostavne metode, matrica za savijanje ostaje nepomična dok kontra-matrica savija ili komprimira materijal oko uređaja. Ova metoda ne koristi trn i zahtijeva precizno poklapanje između matrice za savijanje i željenog radijusa savijanja (vidi sliku 4).
Uvijanje i savijanje. Jedan od najčešćih oblika savijanja cijevi je rotacijsko istezanje (također poznato kao savijanje trnom), koje koristi matrice za savijanje i pritisak i trnove. Trnovi su metalni umetci ili jezgre šipke koje podupiru cijev ili tubu kada se savija. Upotreba trna sprječava urušavanje, spljoštavanje ili nabiranje cijevi tokom savijanja, čime se održava i štiti oblik cijevi (vidi Sliku 5).
Ova disciplina uključuje savijanje s više radijusa za složene dijelove koji zahtijevaju dva ili više radijusa središnje linije. Savijanje s više radijusa je također odlično za dijelove s velikim radijusima središnje linije (tvrdi alati možda nisu opcija) ili složene dijelove koji se moraju oblikovati u jednom punom ciklusu.
Slika 2. Specijalizovana oprema pruža dijagnostiku u realnom vremenu kako bi pomogla operaterima da potvrde specifikacije dijelova ili da izvrše sve potrebne korekcije tokom proizvodnje.
Za izvođenje ove vrste savijanja, rotacijski savijač je opremljen s dva ili više setova alata, po jednim za svaki željeni radijus. Prilagođena podešavanja na dvostrukoj presi za savijanje - jedna za savijanje udesno, a druga za savijanje ulijevo - mogu osigurati i male i velike radijuse na istom dijelu. Prijelaz između lijevog i desnog koljena može se ponavljati onoliko puta koliko je potrebno, što omogućava potpuno oblikovanje složenih oblika bez uklanjanja cijevi ili uključivanja bilo koje druge mašine (vidi Sliku 6).
Za početak, tehničar postavlja mašinu prema geometriji cijevi navedenoj u listu s podacima o savijanju ili proizvodnom otisku, unoseći ili otpremajući koordinate s otiska zajedno s podacima o dužini, rotaciji i kutu. Zatim slijedi simulacija savijanja kako bi se osiguralo da cijev može proći pored mašine i alata tokom ciklusa savijanja. Ako simulacija pokaže sudar ili interferenciju, operater podešava mašinu prema potrebi.
Iako se ova metoda obično koristi za dijelove izrađene od čelika ili nehrđajućeg čelika, može se prilagoditi većini industrijskih metala, debljina i dužina stijenki.
Slobodno savijanje. Zanimljivija metoda, slobodno savijanje, koristi matricu iste veličine kao i cijev koja se savija (vidi sliku 7). Ova tehnika je odlična za ugaone ili višeradijusne savijanja veće od 180 stepeni sa nekoliko ravnih segmenata između svakog savijanja (tradicionalna rotacijska rastezljiva savijanja zahtijevaju nekoliko ravnih segmenata koje alat može uhvatiti). Slobodno savijanje ne zahtijeva stezanje, tako da eliminira svaku mogućnost označavanja cijevi.
Tankozidne cijevi – koje se često koriste u mašinama za prehrambenu industriju, komponentama namještaja i medicinskoj ili zdravstvenoj opremi – idealne su za slobodno savijanje. Suprotno tome, dijelovi s debljim stijenkama možda neće biti prikladni.
Za većinu projekata savijanja cijevi potrebni su alati. Kod rotacijskog savijanja istezanjem, tri najvažnija alata su matrice za savijanje, matrice za pritisak i matrice za stezanje. Ovisno o radijusu savijanja i debljini stijenke, trn i matrica za brisanje mogu biti potrebni i za postizanje prihvatljivih savijanja. Dijelovi s više savijanja zahtijevaju steznu čahuru koja hvata i nježno zatvara vanjsku stranu cijevi, rotira po potrebi i pomiče cijev do sljedećeg savijanja.
Srž procesa je savijanje matrice kako bi se formirao radijus središnje linije dijela. Konkavni kanal matrice prilagođava se vanjskom promjeru cijevi i pomaže u držanju materijala dok se savija. Istovremeno, matrica za pritisak drži i stabilizira cijev dok se namotava oko matrice za savijanje. Matrica za stezanje radi zajedno s matricom za pritiskanje kako bi držala cijev uz ravni segment matrice za savijanje dok se ona kreće. Pri kraju matrice za savijanje, koristite skirni alat kada je potrebno zagladiti površinu materijala, poduprijeti stijenke cijevi i spriječiti nabiranje i savijanje.
Trnovi, umetci od bronzane legure ili hromiranog čelika za podupiranje cijevi, sprječavanje urušavanja ili savijanja cijevi i minimiziranje ovalnosti. Najčešći tip je kuglasti trn. Idealan za savijanje s više radijusa i za radne komade sa standardnom debljinom stijenke, kuglasti trn se koristi u tandemu sa brisačem, fiksatorom i tlačnom matricom; zajedno povećavaju pritisak potreban za držanje, stabilizaciju i zaglađivanje savijanja. Trn čepa je puna šipka za koljena velikog radijusa u cijevima s debelim stijenkama koje ne zahtijevaju brisače. Trnovi za oblikovanje su pune šipke sa savijenim (ili oblikovanim) krajevima koje se koriste za podupiranje unutrašnjosti cijevi s debljim stijenkama ili cijevi savijenih na prosječni radijus. Osim toga, projekti koji zahtijevaju kvadratne ili pravokutne cijevi zahtijevaju specijalizirane trnove.
Precizno savijanje zahtijeva odgovarajući alat i podešavanje. Većina kompanija za savijanje cijevi ima alate na lageru. Ako nisu dostupni, alati se moraju nabaviti tako da odgovaraju određenom radijusu savijanja.
Početna naknada za izradu alata za savijanje može značajno varirati. Ova jednokratna naknada pokriva materijale i vrijeme proizvodnje potrebno za izradu potrebnih alata, koji se obično koriste za naredne projekte. Ako je dizajn dijela fleksibilan u smislu radijusa savijanja, programeri proizvoda mogu prilagoditi svoje specifikacije kako bi iskoristili postojeće alate za savijanje dobavljača (umjesto korištenja novih alata). Ovo pomaže u upravljanju troškovima i skraćivanju rokova isporuke.
Slika 3. Idealno za proizvodnju savijanja velikog radijusa, savijanje valjanjem za formiranje cijevi ili cijevi s tri valjka u trokutastoj konfiguraciji.
Određene rupe, utori ili druge karakteristike na ili blizu savijanja dodaju pomoćnu operaciju poslu, jer se laser mora rezati nakon što se cijev savije. Tolerancije također utječu na cijenu. Vrlo zahtjevni poslovi mogu zahtijevati dodatne trnove ili matrice, što može povećati vrijeme podešavanja.
Postoji mnogo varijabli koje proizvođači moraju uzeti u obzir prilikom nabavke prilagođenih koljena ili krivina. Faktori poput alata, materijala, količine i rada igraju ulogu.
Iako su se tehnike i metode savijanja cijevi usavršavale tokom godina, mnoge osnove savijanja cijevi ostale su iste. Razumijevanje osnova i konsultacije sa stručnim dobavljačem pomoći će vam da postignete najbolje rezultate.
FABRICATOR je vodeći sjevernoamerički časopis za industriju oblikovanja i izrade metala. Časopis nudi vijesti, tehničke članke i studije slučaja koje omogućavaju proizvođačima da efikasnije obavljaju svoj posao. FABRICATOR služi industriji od 1970. godine.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju časopisa The FABRICATOR, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Digitalno izdanje časopisa The Tube & Pipe Journal sada je u potpunosti dostupno, omogućavajući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Iskoristite puni pristup digitalnom izdanju časopisa STAMPING, koji pruža najnovija tehnološka dostignuća, najbolje prakse i vijesti iz industrije za tržište štancanja metala.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju časopisa The Fabricator en Español, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.