Operace ohýbání trnem zahájí svůj cyklus. Trn se zasune do vnitřního průměru trubky. Ohýbací matrice (vlevo) určuje poloměr. Upínací matrice (vpravo) vede trubku kolem ohýbací matrice a určuje úhel.
Napříč odvětvími stále přetrvává potřeba komplexního ohýbání trubek. Ať už se jedná o konstrukční komponenty, mobilní zdravotnické vybavení, rámy pro čtyřkolky nebo užitková vozidla, nebo dokonce kovové bezpečnostní lišty v koupelnách, každý projekt je jiný.
Dosažení požadovaných výsledků vyžaduje dobré vybavení a zejména správné odborné znalosti. Stejně jako v jakékoli jiné výrobní disciplíně, i efektivní ohýbání trubek začíná u klíčových principů, základních konceptů, které jsou základem každého projektu.
Některé základní vlastnosti pomáhají určit rozsah projektu ohýbání trubek nebo trubek. Faktory, jako je typ materiálu, konečné použití a odhadovaná roční spotřeba, přímo ovlivňují výrobní proces, související náklady a dodací lhůty.
Prvním kritickým jádrem je stupeň zakřivení (DOB) nebo úhel, který svírá ohyb. Dalším je poloměr středové čáry (CLR), který probíhá podél středové čáry ohýbané trubky nebo potrubí. Nejmenší dosažitelný CLR je obvykle dvojnásobek průměru trubky nebo potrubí. Zdvojnásobením CLR se vypočítá průměr středové čáry (CLD), což je vzdálenost od středové osy trubky nebo potrubí přes jinou středovou čáru 180stupňového vratného ohybu.
Vnitřní průměr (ID) se měří v nejširším bodě otvoru uvnitř trubky nebo trubky. Vnější průměr (OD) se měří přes nejširší plochu trubky nebo trubky, včetně stěny. Nakonec se jmenovitá tloušťka stěny měří mezi vnějším a vnitřním povrchem trubky nebo trubky.
Standardní tolerance úhlu ohybu v průmyslu je ±1 stupeň. Každá společnost má interní standard, který může být založen na použitém zařízení a zkušenostech a znalostech obsluhy stroje.
Trubky se měří a naceňují podle jejich vnějšího průměru a tloušťky (tj. tloušťky stěny). Mezi běžné tloušťky patří 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 a 20. Čím nižší je tloušťka, tím silnější je stěna: 10-ga. Trubka má stěnu 0,134 palce a 20-ga. Trubka má stěnu 0,035 palce. Trubky s vnějším průměrem 1½” a 0,035″. Stěna se na výtisku dílu nazývá „1½-in“. Trubka 20-ga.”
Trubka je specifikována jmenovitou velikostí trubky (NPS), bezrozměrným číslem popisujícím průměr (v palcích) a tabulkou tloušťky stěny (nebo Sch.). Trubky se dodávají v různých tloušťkách stěn v závislosti na jejich použití. Mezi oblíbené tabulky patří Sch.5, 10, 40 a 80.
Trubka s vnějším průměrem 1,66 palce a tloušťkou stěny NPS 0,140 palce označila stěnu na výkresu součásti, následovaná tabulkou – v tomto případě „trubky s šířkou 0,40 palce“. Tabulka plánu potrubí určuje vnější průměr a tloušťku stěny příslušné trubky NPS a plán.
Dalším důležitým faktorem pro kolena je součinitel stěny, což je poměr mezi vnějším průměrem a tloušťkou stěny. Použití tenkostěnných materiálů (rovných nebo menších než 18 ga.) může vyžadovat větší oporu v ohybovém oblouku, aby se zabránilo zvrásnění nebo prohýbání. V tomto případě bude pro kvalitní ohýbání potřeba trnů a dalších nástrojů.
Dalším důležitým prvkem je ohyb D, což je průměr trubky ve vztahu k poloměru ohybu, často označovaný jako poloměr ohybu, který je mnohonásobně větší než hodnota D. Například poloměr ohybu 2D je u trubky s vnějším průměrem 3 palce (3 palce) a je 6 palců (6 palců). Čím vyšší je D ohybu, tím snadněji se ohyb vytvoří. A čím nižší je součinitel stěny, tím snadněji se ohýbá. Tato korelace mezi součinitelem stěny a D ohybu pomáhá určit, co je potřeba k zahájení projektu ohýbání trubky.
Obrázek 1. Pro výpočet procentuální ovality vydělte rozdíl mezi maximální a minimální vnější průměr nominálním vnějším průměrem.
Některé projektové specifikace vyžadují tenčí trubky nebo potrubí, aby se snížily náklady na materiál. Tenčí stěny však mohou vyžadovat delší výrobní čas, aby se zachoval tvar a konzistence trubky v ohybech a eliminovalo se riziko zvrásnění. V některých případech tyto zvýšené náklady na práci převažují nad úsporami materiálu.
Když se trubka ohýbá, může ztratit 100 % svého kulatého tvaru v blízkosti ohybu a kolem něj. Tato odchylka se nazývá ovalita a je definována jako rozdíl mezi největším a nejmenším rozměrem vnějšího průměru trubky.
Například trubka o vnějším průměru 2″ může po ohnutí měřit až 1,975″. Tento rozdíl 0,025 palce představuje faktor ovality, který musí být v rámci přijatelných tolerancí (viz obrázek 1). V závislosti na konečném použití dílu se tolerance ovality může pohybovat mezi 1,5 % a 8 %.
Hlavními faktory ovlivňujícími ovalitu jsou koleno D a tloušťka stěny. Ohýbání malých poloměrů v tenkostěnných materiálech může být obtížné pro udržení ovality v rámci tolerance, ale je to možné.
Ovalita se řídí umístěním trnu do trubky během ohýbání nebo v některých specifikacích dílů pomocí trubek (DOM) nakreslených na trn od začátku. (Trubky DOM mají velmi malé tolerance vnitřního a vnějšího průměru.) Čím nižší je tolerance ovality, tím více nástrojů a potenciálně více času je zapotřebí pro výrobu.
Ohýbání trubek využívá specializované kontrolní zařízení k ověření, zda tvarované díly splňují specifikace a tolerance (viz obrázek 2). Veškeré potřebné úpravy lze dle potřeby přenést na CNC stroj.
Válcování. Ideální pro výrobu ohybů s velkým poloměrem, ohýbání válcem zahrnuje podávání trubky nebo hadice přes tři válce v trojúhelníkovém uspořádání (viz obrázek 3). Dva vnější válce, obvykle pevné, podpírají spodní část materiálu, zatímco vnitřní nastavitelný válec tlačí na horní část materiálu.
Ohýbání tlakem. U této poměrně jednoduché metody zůstává ohýbací matrice nehybná, zatímco protilehlá matrice ohýbá nebo stlačuje materiál kolem upínacího přípravku. Tato metoda nepoužívá trn a vyžaduje přesné sladění mezi ohýbací matricou a požadovaným poloměrem ohybu (viz obrázek 4).
Kroucení a ohýbání. Jednou z nejběžnějších forem ohýbání trubek je rotační ohýbání (také známé jako ohýbání trnem), které využívá ohýbací a tlakové matrice a trny. Trny jsou kovové tyčové vložky nebo jádra, které podpírají trubku nebo trubku při ohýbání. Použití trnu zabraňuje zhroucení, zploštění nebo zvrásnění trubky během ohýbání, čímž se udržuje a chrání tvar trubky (viz obrázek 5).
Tato disciplína zahrnuje ohýbání s více poloměry pro složité díly vyžadující dva nebo více poloměrů středové osy. Ohýbání s více poloměry je také skvělé pro díly s velkými poloměry středové osy (tvrdé nástroje nemusí být možné) nebo pro složité díly, které je třeba tvarovat v jednom celém cyklu.
Obrázek 2. Specializované zařízení poskytuje diagnostiku v reálném čase, která pomáhá operátorům potvrdit specifikace dílů nebo řešit jakékoli opravy nutné během výroby.
Pro provedení tohoto typu ohýbání je rotační ohýbačka vybavena dvěma nebo více sadami nástrojů, jednou pro každý požadovaný poloměr. Vlastní nastavení na ohýbacím lisu s dvojitou hlavou – jedna pro ohýbání doprava a druhá pro ohýbání doleva – umožňuje dosáhnout malých i velkých poloměrů na stejném dílu. Přechod mezi levým a pravým kolenem lze opakovat tolikrát, kolikrát je potřeba, což umožňuje plně tvarovat složité tvary bez nutnosti demontáže trubky nebo použití jakéhokoli jiného stroje (viz obrázek 6).
Technik nejprve nastaví stroj podle geometrie trubky uvedené v datovém listu ohybu nebo v tiskovém výtisku, přičemž zadá nebo nahraje souřadnice z výtisku spolu s údaji o délce, natočení a úhlu. Následuje simulace ohybu, aby se zajistilo, že trubka bude během ohýbacího cyklu schopna vyhnout se stroji a nástrojům. Pokud simulace ukáže kolizi nebo interferenci, operátor stroj podle potřeby seřídí.
I když je tato metoda obvykle vyžadována pro díly vyrobené z oceli nebo nerezové oceli, lze ji použít pro většinu průmyslových kovů, tlouštěk stěn a délek.
Volné ohýbání. Zajímavější metodou je volné ohýbání, které využívá raznici stejné velikosti jako ohýbaná trubka (viz obrázek 7). Tato technika je skvělá pro úhlové nebo vícepoloměrové ohyby větší než 180 stupňů s několika přímými segmenty mezi jednotlivými ohyby (tradiční rotační ohyby vyžadují několik přímých segmentů, které nástroj uchopí). Volné ohýbání nevyžaduje upínání, takže eliminuje jakoukoli možnost značení trubek.
Tenkostěnné trubky – často používané v potravinářských a nápojových strojích, nábytkových součástkách a lékařských nebo zdravotnických zařízeních – jsou ideální pro volné ohýbání. Naopak díly se silnějšími stěnami nemusí být vhodnými kandidáty.
Pro většinu projektů ohýbání trubek jsou potřeba nástroje. Při rotačním ohýbání za tažení jsou třemi nejdůležitějšími nástroji ohýbací nástroje, tlakové nástroje a upínací nástroje. V závislosti na poloměru ohybu a tloušťce stěny může být k dosažení přijatelných ohybů potřeba také trn a stírací nástroj. Díly s více ohyby vyžadují kleštinu, která uchopí a jemně se zavírá k vnější straně trubky, otáčí se podle potřeby a posouvá trubku k dalšímu ohybu.
Srdcem procesu je ohýbání matrice za účelem vytvoření poloměru středové osy dílu. Konkávní kanálová matrice matrice odpovídá vnějšímu průměru trubky a pomáhá držet materiál při ohýbání. Zároveň přítlačná matrice drží a stabilizuje trubku, když je navíjena kolem ohýbací matrice. Upínací matrice pracuje ve spojení s přítlačnou matricou a drží trubku proti rovnému segmentu ohýbací matrice při jejím pohybu. V blízkosti konce ohýbací matrice použijte stěrku, pokud je nutné vyhladit povrch materiálu, podepřít stěny trubky a zabránit vráskám a pruhování.
Trny, vložky z bronzové slitiny nebo chromované oceli pro podepření trubek nebo trubic, zabraňují jejich zhroucení nebo ohnutí a minimalizují ovalitu. Nejběžnějším typem je kulový trn. Kulový trn je ideální pro ohyby s více poloměry a pro obrobky se standardní tloušťkou stěny a používá se společně se stěračem, upínacím přípravkem a tlakovou matricou; společně zvyšují tlak potřebný k udržení, stabilizaci a vyhlazení ohybu. Zátkový trn je plná tyč pro kolena s velkým poloměrem v silnostěnných trubkách, které nevyžadují stěrače. Tvářecí trny jsou plné tyče s ohnutými (nebo tvarovanými) konci, které se používají k podepření vnitřku silnostěnných trubek nebo trubek ohnutých na průměrný poloměr. Projekty vyžadující čtvercové nebo obdélníkové trubky navíc vyžadují specializované trny.
Přesné ohýbání vyžaduje správné nástroje a nastavení. Většina společností ohýbající trubky má nástroje skladem. Pokud nejsou k dispozici, je nutné nástroje zajistit tak, aby vyhovovaly specifickému poloměru ohybu.
Počáteční poplatek za vytvoření ohýbací matrice se může značně lišit. Tento jednorázový poplatek pokrývá materiál a výrobní čas potřebný k vytvoření požadovaných nástrojů, které se obvykle používají pro následné projekty. Pokud je konstrukce dílu flexibilní z hlediska poloměru ohybu, mohou vývojáři produktů upravit své specifikace tak, aby využili stávající ohýbací nástroje dodavatele (spíše než použití nových nástrojů). To pomáhá řídit náklady a zkracovat dodací lhůty.
Obrázek 3. Ideální pro výrobu ohybů s velkým poloměrem, ohýbání válcováním do tvaru trubky nebo trubky se třemi válci v trojúhelníkovém uspořádání.
Specifikované otvory, drážky nebo jiné prvky v ohybu nebo v jeho blízkosti přidávají k úkolu pomocnou operaci, protože laser musí být po ohnutí trubky řezán. Tolerance také ovlivňují náklady. Velmi náročné úlohy mohou vyžadovat další trny nebo matrice, což může prodloužit dobu nastavení.
Výrobci musí při výběru zakázkových kolen nebo ohybů zvážit mnoho proměnných. Roli hrají faktory, jako jsou nástroje, materiály, množství a práce.
Přestože se techniky a metody ohýbání trubek v průběhu let zdokonalily, mnoho základů ohýbání trubek zůstává stejných. Pochopení základů a konzultace se zkušeným dodavatelem vám pomůže dosáhnout nejlepších výsledků.
FABRICATOR je přední severoamerický časopis zaměřený na tváření a výrobu kovů. Časopis poskytuje novinky, technické články a případové studie, které výrobcům umožňují efektivněji vykonávat jejich práci. FABRICATOR slouží tomuto odvětví od roku 1970.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání časopisu The FABRICATOR máte snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.
Digitální vydání časopisu The Tube & Pipe Journal je nyní plně dostupné a poskytuje snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.
Získejte plný přístup k digitálnímu vydání časopisu STAMPING Journal, který nabízí nejnovější technologický pokrok, osvědčené postupy a novinky z oboru lisování kovů.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání časopisu The Fabricator en Español máte snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.