Dornbøjningsoperationen begynder sin cyklus. Dornen indsættes i rørets indre diameter. Bøjematricen (venstre) bestemmer radius. Klemmematricen (højre) styrer røret omkring bøjematricen for at bestemme vinklen.
På tværs af brancher fortsætter behovet for kompleks rørbøjning uformindsket. Uanset om det drejer sig om strukturelle komponenter, mobilt medicinsk udstyr, rammer til ATV'er eller erhvervskøretøjer eller endda metalsikkerhedsstænger i badeværelser, er hvert projekt forskelligt.
At opnå de ønskede resultater kræver godt udstyr og især den rette ekspertise. Ligesom enhver anden produktionsdisciplin begynder effektiv rørbøjning med kernevitaliteten, de grundlæggende koncepter, der ligger til grund for ethvert projekt.
En vis kernevitalitet er med til at bestemme omfanget af et rør- eller rørbøjningsprojekt. Faktorer som materialetype, slutanvendelse og estimeret årligt forbrug påvirker direkte fremstillingsprocessen, de involverede omkostninger og leveringstider.
Den første kritiske kerne er krumningsgraden (DOB), eller den vinkel, der dannes af bøjningen. Dernæst er centerlinjeradiusen (CLR), som strækker sig langs centerlinjen af ​​det rør, der skal bukkes. Typisk er den tættest opnåelige CLR dobbelt så stor som rørets diameter. Fordobl CLR for at beregne centerlinjediameteren (CLD), som er afstanden fra rørets centerlinjeakse gennem en anden centerlinje af en 180-graders returbøjning.
Den indvendige diameter (ID) måles på det bredeste punkt af åbningen inde i røret. Den udvendige diameter (OD) måles over det bredeste område af et rør, inklusive væggen. Endelig måles den nominelle vægtykkelse mellem rørets ydre og indre overflader.
Industristandardtolerancen for bøjningsvinkel er ±1 grad. Hver virksomhed har en intern standard, der kan være baseret på det anvendte udstyr og maskinoperatørens erfaring og viden.
Rør måles og angives i henhold til deres udvendige diameter og gauge (dvs. vægtykkelse). Almindelige gauges inkluderer 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 og 20. Jo lavere gaugen er, desto tykkere er væggen: 10-ga. Røret har en væg på 0,134 tommer og 20-ga. Røret har en væg på 0,035 tommer. 1½” og 0,035″ yderdiameter på rør. Væggen kaldes "1½-in" på den del, der er trykt. 20-ga rør.
Rør er specificeret med en nominel rørstørrelse (NPS), et dimensionsløst tal, der beskriver diameteren (i tommer), og en vægtykkelsestabel (eller Sch.). Rør findes i en række forskellige vægtykkelser, afhængigt af deres anvendelse. Populære skemaer inkluderer Sch.5, 10, 40 og 80.
Et 1,66″ rør.OD og 0,140 tommer.NPS markerede væggen på deltegningen, efterfulgt af skemaet – i dette tilfælde "1¼" .Shi.40 rør." Rørplandiagrammet angiver den ydre diameter og vægtykkelsen af ​​den tilhørende NPS og plan.
Vægfaktoren, som er forholdet mellem den udvendige diameter og vægtykkelsen, er en anden vigtig faktor for albuer. Brug af tyndvæggede materialer (lig med eller under 18 ga.) kan kræve mere støtte ved bøjningsbuen for at forhindre rynkning eller sammenfald. I dette tilfælde vil kvalitetsbøjning kræve dorne og andre værktøjer.
Et andet vigtigt element er bøjningen D, rørets diameter i forhold til bøjningsradius, ofte omtalt som bøjningsradius, der er mange gange større end værdien af ​​D. For eksempel er en 2D-bøjningsradius, hvis 3-tommer yderdiameter er 6 tommer. Jo højere D på bøjningen er, desto lettere er det at danne bøjningen. Og jo lavere vægkoefficienten er, desto lettere er den at bøje. Denne korrelation mellem vægfaktor og bøjning D hjælper med at bestemme, hvad der kræves for at starte et rørbøjningsprojekt.
Figur 1. For at beregne procentdelen af ​​ovalitet divideres forskellen mellem den maksimale og minimale OD med den nominelle OD.
Nogle projektspecifikationer kræver tyndere rør eller rør for at styre materialeomkostningerne. Tyndere vægge kan dog kræve mere produktionstid for at bevare rørets form og konsistens ved bøjninger og eliminere risikoen for rynkning. I nogle tilfælde opvejer disse øgede lønomkostninger materialebesparelserne.
Når røret bøjer, kan det miste 100% af sin runde form nær og omkring bøjningen. Denne afvigelse kaldes ovalitet og defineres som forskellen mellem den største og mindste dimension af rørets ydre diameter.
For eksempel kan et rør med en yderdiameter på 2″ måle op til 1,975″ efter bøjning. Denne forskel på 0,025 tommer er ovalitetsfaktoren, som skal være inden for acceptable tolerancer (se figur 1). Afhængigt af delens endelige anvendelse kan tolerancen for ovalitet være mellem 1,5% og 8%.
De vigtigste faktorer, der påvirker ovaliteten, er albue D og vægtykkelse. Det kan være vanskeligt at bukke små radier i tyndvæggede materialer for at holde ovaliteten inden for tolerancen, men det kan lade sig gøre.
Ovalitet kontrolleres ved at placere dornen i røret under bøjning, eller i nogle delspecifikationer ved at bruge (DOM) rør, der er trukket på dornen fra starten. (DOM-rør har meget snævre tolerancer for inderdiameter og yderdiameter). Jo lavere ovalitetstolerancen er, desto mere værktøj og potentiel produktionstid kræves der.
Rørbøjningsoperationer bruger specialiseret inspektionsudstyr til at verificere, at formede dele overholder specifikationer og tolerancer (se figur 2). Eventuelle nødvendige justeringer kan overføres til CNC-maskinen efter behov.
rulle. Ideel til fremstilling af bøjninger med stor radius, involverer valsebukning at føre røret eller slangen gennem tre ruller i en trekantet konfiguration (se figur 3). De to ydre ruller, normalt faste, støtter bunden af ​​materialet, mens den indre justerbare rulle presser på toppen af ​​materialet.
Kompressionsbøjning. I denne forholdsvis simple metode forbliver bukkematricen stationær, mens modmatricen bøjer eller komprimerer materialet omkring fiksturen. Denne metode bruger ikke en dorn og kræver en præcis tilpasning mellem bukkematricen og den ønskede bøjningsradius (se figur 4).
Vrid og bøj. En af de mest almindelige former for rørbøjning er rotationsstrækbøjning (også kendt som dornbøjning), der bruger bøjnings- og trykmatricer og dorne. Dorne er metalstangindsatser eller kerner, der understøtter røret, når det bøjes. Brugen af ​​en dorn forhindrer røret i at kollapse, flade ud eller rynke under bøjning, hvorved rørets form opretholdes og beskyttes (se figur 5).
Denne disciplin omfatter multiradiusbukning til komplekse dele, der kræver to eller flere centerlinjeradier. Multiradiusbukning er også god til dele med store centerlinjeradier (hårdt værktøj er muligvis ikke en mulighed) eller komplekse dele, der skal formes i én fuld cyklus.
Figur 2. Specialudstyr leverer realtidsdiagnostik for at hjælpe operatører med at bekræfte delspecifikationer eller foretage eventuelle nødvendige rettelser under produktionen.
For at udføre denne type bukning er en roterende trækbukker forsynet med to eller flere værktøjssæt, et for hver ønsket radius. Brugerdefinerede opsætninger på en dobbelthovedkantpresse – en til bukning til højre og den anden til bukning til venstre – kan give både små og store radier på samme emne. Overgangen mellem venstre og højre albuer kan gentages så mange gange som nødvendigt, hvilket gør det muligt at forme komplekse former fuldt ud uden at fjerne røret eller involvere andet maskineri (se figur 6).
For at komme i gang opsætter teknikeren maskinen i henhold til rørgeometrien, der er angivet i bøjningsdatabladet eller produktionsprintet, og indtaster eller uploader koordinaterne fra printet sammen med længde-, rotations- og vinkeldata. Dernæst kommer bøjningsimuleringen for at sikre, at røret kan frigøre sig fra maskinen og værktøjerne under bukkecyklussen. Hvis simuleringen viser en kollision eller interferens, justerer operatøren maskinen efter behov.
Selvom denne metode typisk er nødvendig for dele lavet af stål eller rustfrit stål, kan de fleste industrielle metaller, vægtykkelser og længder imødekommes.
Fribøjning. En mere interessant metode, fribøjning, bruger en matrice, der har samme størrelse som det rør, der bukkes (se figur 7). Denne teknik er fantastisk til vinkelbøjninger eller bøjninger med flere radier, der er større end 180 grader, med få lige segmenter mellem hver bøjning (traditionelle roterende strækbøjninger kræver nogle lige segmenter, som værktøjet kan gribe fat i). Fribøjning kræver ikke fastspænding, så det eliminerer enhver mulighed for at mærke rør.
Tyndvæggede rør – ofte brugt i fødevare- og drikkevaremaskiner, møbelkomponenter og medicinsk eller sundhedsudstyr – er ideelle til fri bøjning. Omvendt er dele med tykkere vægge muligvis ikke brugbare kandidater.
Værktøj er nødvendigt til de fleste rørbøjningsprojekter. Ved roterende strækbøjning er de tre vigtigste værktøjer bukkematricer, trykmatricer og klemmatricer. Afhængigt af bøjningsradius og vægtykkelse kan en dorn og en afstrygermatrice også være nødvendig for at opnå acceptable bøjninger. Dele med flere bøjninger kræver en spændetang, der griber fat i og forsigtigt lukker sig mod ydersiden af ​​røret, roterer efter behov og flytter røret til den næste bøjning.
Processens kerne er at bøje matricen for at danne emnets centerlinjeradius. Matricens konkave kanalmatrice passer til rørets ydre diameter og hjælper med at holde materialet, mens det bøjes. Samtidig holder og stabiliserer trykmatricen røret, mens det vikles omkring bukkematricen. Klemmematricen arbejder sammen med pressematricen for at holde røret mod det lige segment af bukkematricen, mens det bevæger sig. Nær enden af ​​bukkematricen skal du bruge en rakelmatrice, når det er nødvendigt at udglatte materialets overflade, understøtte rørvæggene og forhindre rynkning og bånddannelse.
Dorne, bronzelegering eller forkromede stålindsatser til at understøtte rør eller rør, forhindre rørkollaps eller knæk og minimere ovalitet. Den mest almindelige type er kugledornen. Ideel til bøjninger med flere radier og til emner med standard vægtykkelser, bruges kugledornen sammen med afstrygeren, fiksturen og trykmatricen; sammen øger de det tryk, der er nødvendigt for at holde, stabilisere og udjævne bøjningen. Propdornen er en solid stang til albuer med stor radius i tykvæggede rør, der ikke kræver afstrygere. Formdorne er solide stænger med bøjede (eller formede) ender, der bruges til at understøtte det indre af tykkere væggede rør eller rør bøjet til en gennemsnitlig radius. Derudover kræver projekter, der kræver firkantede eller rektangulære rør, specialiserede dorne.
Præcis bukning kræver korrekt værktøj og opsætning. De fleste rørbukkefirmaer har værktøj på lager. Hvis det ikke er tilgængeligt, skal der anskaffes værktøj, der passer til den specifikke bøjningsradius.
Den oprindelige pris for at lave en bukkeform kan variere meget. Dette engangsgebyr dækker de materialer og den produktionstid, der kræves for at lave de nødvendige værktøjer, som typisk bruges til efterfølgende projekter. Hvis deldesignet er fleksibelt med hensyn til bøjningsradius, kan produktudviklere justere deres specifikationer for at udnytte leverandørens eksisterende bukkeværktøjer (i stedet for at bruge nye værktøjer). Dette hjælper med at styre omkostningerne og forkorte leveringstiderne.
Figur 3. Ideel til produktion af bøjninger med stor radius, valsebukning for at danne et rør eller et rør med tre ruller i en trekantet konfiguration.
Specificerede huller, slidser eller andre funktioner ved eller nær bøjningen tilføjer en ekstra operation til jobbet, da laserskæring skal udføres, efter at røret er bøjet. Tolerancer påvirker også omkostningerne. Meget krævende job kan kræve yderligere dorne eller matricer, hvilket kan øge opsætningstiden.
Der er mange variabler, som producenter skal overveje, når de køber specialfremstillede albuer eller bøjninger. Faktorer som værktøj, materialer, mængde og arbejdskraft spiller alle en rolle.
Selvom rørbøjningsteknikker og -metoder har udviklet sig gennem årene, er mange grundlæggende principper for rørbøjning stadig de samme. Forståelse af det grundlæggende og rådgivning med en kyndig leverandør vil hjælpe dig med at opnå de bedste resultater.
FABRICATOR er Nordamerikas førende magasin inden for metalformning og -fremstilling. Magasinet leverer nyheder, tekniske artikler og casehistorier, der gør det muligt for producenter at udføre deres arbejde mere effektivt. FABRICATOR har betjent branchen siden 1970.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af The FABRICATOR, nem adgang til værdifulde ressourcer i branchen.
Den digitale udgave af The Tube & Pipe Journal er nu fuldt tilgængelig og giver nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.
Få fuld adgang til den digitale udgave af STAMPING Journal, som leverer de seneste teknologiske fremskridt, bedste praksis og branchenyheder til markedet for metalprægning.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af The Fabricator på spansk, nem adgang til værdifulde ressourcer fra branchen.