Η λειτουργία κάμψης του άξονα ξεκινά τον κύκλο της. Ο άξονας εισάγεται στην εσωτερική διάμετρο του σωλήνα. Η μήτρα κάμψης (αριστερά) καθορίζει την ακτίνα. Η μήτρα σύσφιξης (δεξιά) καθοδηγεί τον σωλήνα γύρω από τη μήτρα κάμψης για να καθορίσει τη γωνία.
Σε όλους τους κλάδους, η ανάγκη για κάμψη σύνθετων σωλήνων συνεχίζεται αμείωτη. Είτε πρόκειται για δομικά στοιχεία, κινητό ιατρικό εξοπλισμό, πλαίσια για ATV ή επαγγελματικά οχήματα, είτε ακόμα και μεταλλικές μπάρες ασφαλείας σε μπάνια, κάθε έργο είναι διαφορετικό.
Η επίτευξη των επιθυμητών αποτελεσμάτων απαιτεί καλό εξοπλισμό και ιδιαίτερα την κατάλληλη τεχνογνωσία. Όπως κάθε άλλος κλάδος της κατασκευής, η αποτελεσματική κάμψη σωλήνων ξεκινά με την κεντρική ζωτικότητα, τις θεμελιώδεις έννοιες που αποτελούν τη βάση κάθε έργου.
Κάποια ζωτικότητα πυρήνα βοηθά στον προσδιορισμό του εύρους ενός έργου σωλήνα ή κάμψης σωλήνων. Παράγοντες όπως ο τύπος υλικού, η τελική χρήση και η εκτιμώμενη ετήσια χρήση επηρεάζουν άμεσα τη διαδικασία κατασκευής, το σχετικό κόστος και τους χρόνους παράδοσης.
Ο πρώτος κρίσιμος πυρήνας είναι ο βαθμός καμπυλότητας (DOB) ή η γωνία που σχηματίζεται από την κάμψη. Στη συνέχεια είναι η Ακτίνα Κεντρικής Γραμμής (CLR), η οποία εκτείνεται κατά μήκος της κεντρικής γραμμής του σωλήνα ή του σωλήνα που πρόκειται να κάμψει. Συνήθως, η πιο σφιχτή εφικτή CLR είναι διπλάσια από τη διάμετρο του σωλήνα ή του σωλήνα. Διπλασιάστε την CLR για να υπολογίσετε τη διάμετρο κεντρικής γραμμής (CLD), η οποία είναι η απόσταση από τον άξονα κεντρικής γραμμής του σωλήνα ή του σωλήνα μέσω μιας άλλης κεντρικής γραμμής μιας καμπύλης επιστροφής 180 μοιρών.
Η εσωτερική διάμετρος (ID) μετριέται στο ευρύτερο σημείο του ανοίγματος στο εσωτερικό του σωλήνα ή του αγωγού. Η εξωτερική διάμετρος (OD) μετριέται στην ευρύτερη περιοχή ενός σωλήνα ή αγωγού, συμπεριλαμβανομένου του τοιχώματος. Τέλος, το ονομαστικό πάχος τοιχώματος μετριέται μεταξύ της εξωτερικής και της εσωτερικής επιφάνειας του σωλήνα ή του αγωγού.
Η ανοχή του βιομηχανικού προτύπου για τη γωνία κάμψης είναι ±1 μοίρα. Κάθε εταιρεία έχει ένα εσωτερικό πρότυπο που μπορεί να βασίζεται στον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται και στην εμπειρία και τις γνώσεις του χειριστή του μηχανήματος.
Οι σωλήνες μετρώνται και αναφέρονται ανάλογα με την εξωτερική τους διάμετρο και το πάχος τους (δηλαδή το πάχος του τοιχώματος). Τα συνηθισμένα πάχη περιλαμβάνουν 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 και 20. Όσο χαμηλότερο είναι το πάχος, τόσο παχύτερο είναι το τοίχωμα: 10-ga. Ο σωλήνας έχει τοίχωμα 0,134 ίντσες και 20-ga. Ο σωλήνας έχει τοίχωμα 0,035 ίντσες. Σωλήνας 1½” και εξωτερικής διαμέτρου 0,035″. Το τοίχωμα ονομάζεται “1½-in” στο τυπωμένο μέρος. Σωλήνας 20-ga.
Ένας σωλήνας καθορίζεται από ένα ονομαστικό μέγεθος σωλήνα (NPS), έναν αδιάστατο αριθμό που περιγράφει τη διάμετρο (σε ίντσες) και έναν πίνακα πάχους τοιχώματος (ή Sch.). Οι σωλήνες διατίθενται σε μια ποικιλία πάχους τοιχώματος, ανάλογα με τη χρήση τους. Τα δημοφιλή χρονοδιαγράμματα περιλαμβάνουν τα Sch.5, 10, 40 και 80.
Ένας σωλήνας 1,66″.OD και 0,140 ίντσες.NPS σημάδεψαν τον τοίχο στο σχέδιο του εξαρτήματος, ακολουθούμενος από το πρόγραμμα - σε αυτήν την περίπτωση, "1¼″.Shi.40 σωλήνες." Το διάγραμμα κάτοψης σωλήνων καθορίζει την εξωτερική διάμετρο και το πάχος τοιχώματος του σχετικού NPS και του σχεδίου.
Ο συντελεστής τοιχώματος, ο οποίος είναι η αναλογία μεταξύ της εξωτερικής διαμέτρου και του πάχους του τοιχώματος, είναι ένας άλλος σημαντικός παράγοντας για τους αγκώνες. Η χρήση υλικών με λεπτά τοιχώματα (ίσα ή μικρότερα από 18 ga) μπορεί να απαιτεί μεγαλύτερη στήριξη στο τόξο κάμψης για την αποφυγή ζαρώματος ή κάμψης. Σε αυτήν την περίπτωση, η ποιοτική κάμψη θα απαιτήσει μαντρέλια και άλλα εργαλεία.
Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο είναι η κάμψη D, η διάμετρος του σωλήνα σε σχέση με την ακτίνα κάμψης, που συχνά αναφέρεται ως ακτίνα κάμψης πολλές φορές μεγαλύτερη από την τιμή του D. Για παράδειγμα, ένας δισδιάστατος σωλήνας με ακτίνα κάμψης είναι 3 ίντσες. Η εξωτερική διάμετρος του σωλήνα είναι 6 ίντσες. Όσο υψηλότερο είναι το D της κάμψης, τόσο πιο εύκολο είναι να σχηματιστεί η κάμψη. Και όσο χαμηλότερος είναι ο συντελεστής τοιχώματος, τόσο πιο εύκολο είναι να λυγίσει. Αυτή η συσχέτιση μεταξύ του συντελεστή τοιχώματος και της κάμψης D βοηθά στον προσδιορισμό του τι απαιτείται για την έναρξη ενός έργου κάμψης σωλήνα.
Σχήμα 1. Για να υπολογίσετε το ποσοστό οβάλτητας, διαιρέστε τη διαφορά μεταξύ της μέγιστης και της ελάχιστης εξωτερικής διαμέτρου (OD) με την ονομαστική εξωτερική διαμέτρου (OD).
Ορισμένες προδιαγραφές έργων απαιτούν λεπτότερους σωλήνες ή σωληνώσεις για τη διαχείριση του κόστους υλικών. Ωστόσο, τα λεπτότερα τοιχώματα ενδέχεται να απαιτούν περισσότερο χρόνο παραγωγής για να διατηρήσουν το σχήμα και τη συνοχή του σωλήνα στις καμπύλες και να εξαλείψουν την πιθανότητα ζαρώματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό το αυξημένο κόστος εργασίας υπερτερεί της εξοικονόμησης υλικών.
Όταν ο σωλήνας λυγίζει, μπορεί να χάσει το 100% του στρογγυλού σχήματός του κοντά και γύρω από την κάμψη. Αυτή η απόκλιση ονομάζεται οβάλ και ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μεγαλύτερης και της μικρότερης διάστασης της εξωτερικής διαμέτρου του σωλήνα.
Για παράδειγμα, ένας σωλήνας εξωτερικής διαμέτρου 2″ μπορεί να φτάσει έως και 1,975″ μετά την κάμψη. Αυτή η διαφορά των 0,025 ιντσών είναι ο συντελεστής οβάλ, ο οποίος πρέπει να είναι εντός αποδεκτών ανοχών (βλ. Σχήμα 1). Ανάλογα με την τελική χρήση του εξαρτήματος, η ανοχή για την οβάλ μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 1,5% και 8%.
Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την οβάλτητα είναι η γωνία D του αγκώνα και το πάχος του τοιχώματος. Η κάμψη μικρών ακτίνων σε υλικά με λεπτά τοιχώματα μπορεί να είναι δύσκολο να διατηρηθεί η οβάλτητα εντός ανοχής, αλλά είναι εφικτή.
Η οβάλ σχήμα ελέγχεται τοποθετώντας τον άξονα μέσα στον σωλήνα ή τον αγωγό κατά την κάμψη ή, σε ορισμένες προδιαγραφές, χρησιμοποιώντας σωλήνα (DOM) που έχει σχεδιαστεί στον άξονα από την αρχή. (Ο σωλήνας DOM έχει πολύ περιορισμένες ανοχές εσωτερικής και εξωτερικής διαμέτρου.) Όσο χαμηλότερη είναι η ανοχή οβάλ σχήματος, τόσο περισσότερα εργαλεία και πιθανός χρόνος παραγωγής απαιτούνται.
Οι εργασίες κάμψης σωλήνων χρησιμοποιούν εξειδικευμένο εξοπλισμό επιθεώρησης για να επαληθεύσουν ότι τα διαμορφωμένα εξαρτήματα πληρούν τις προδιαγραφές και τις ανοχές (βλ. Σχήμα 2). Οποιεσδήποτε απαραίτητες ρυθμίσεις μπορούν να μεταφερθούν στη μηχανή CNC, όπως απαιτείται.
ρολό. Ιδανική για την παραγωγή καμπυλώσεων μεγάλης ακτίνας, η κάμψη με ρολό περιλαμβάνει την τροφοδοσία του σωλήνα ή της σωλήνωσης μέσω τριών κυλίνδρων σε τριγωνική διαμόρφωση (βλ. Σχήμα 3). Οι δύο εξωτερικοί κύλινδροι, συνήθως σταθεροί, στηρίζουν το κάτω μέρος του υλικού, ενώ ο εσωτερικός ρυθμιζόμενος κύλινδρος πιέζει το πάνω μέρος του υλικού.
Κάμψη με συμπίεση. Σε αυτήν την αρκετά απλή μέθοδο, η μήτρα κάμψης παραμένει ακίνητη ενώ η αντίθετη μήτρα κάμπτει ή συμπιέζει το υλικό γύρω από το εξάρτημα. Αυτή η μέθοδος δεν χρησιμοποιεί μανδρέλι και απαιτεί ακριβή αντιστοίχιση μεταξύ της μήτρας κάμψης και της επιθυμητής ακτίνας κάμψης (βλ. Σχήμα 4).
Στρέψη και κάμψη. Μία από τις πιο συνηθισμένες μορφές κάμψης σωλήνων είναι η περιστροφική κάμψη με τέντωμα (γνωστή και ως κάμψη άξονα), η οποία χρησιμοποιεί μήτρες κάμψης και πίεσης και άξονες. Οι άξονες είναι ένθετα ή πυρήνες μεταλλικών ράβδων που στηρίζουν τον σωλήνα ή τον σωλήνα όταν κάμπτεται. Η χρήση ενός άξονα εμποδίζει τον σωλήνα από το να καταρρεύσει, να ισοπεδωθεί ή να τσαλακωθεί κατά την κάμψη, διατηρώντας έτσι και προστατεύοντας το σχήμα του σωλήνα (βλ. Σχήμα 5).
Αυτός ο κλάδος περιλαμβάνει κάμψη πολλαπλών ακτίνων για σύνθετα εξαρτήματα που απαιτούν δύο ή περισσότερες ακτίνες κεντρικής γραμμής. Η κάμψη πολλαπλών ακτίνων είναι επίσης ιδανική για εξαρτήματα με μεγάλες ακτίνες κεντρικής γραμμής (η σκληρή εργαλειομηχανή μπορεί να μην είναι επιλογή) ή σύνθετα εξαρτήματα που πρέπει να διαμορφωθούν σε έναν πλήρη κύκλο.
Σχήμα 2. Εξειδικευμένος εξοπλισμός παρέχει διαγνωστικά σε πραγματικό χρόνο για να βοηθήσει τους χειριστές να επιβεβαιώσουν τις προδιαγραφές των εξαρτημάτων ή να αντιμετωπίσουν τυχόν διορθώσεις που είναι απαραίτητες κατά την παραγωγή.
Για την εκτέλεση αυτού του τύπου κάμψης, παρέχεται ένας περιστροφικός κουρμπαδόρος με δύο ή περισσότερα σετ εργαλείων, ένα για κάθε επιθυμητή ακτίνα. Οι προσαρμοσμένες ρυθμίσεις σε ένα φρένο πρέσας διπλής κεφαλής - ένα για κάμψη προς τα δεξιά και το άλλο για κάμψη προς τα αριστερά - μπορούν να παρέχουν μικρές και μεγάλες ακτίνες στο ίδιο μέρος. Η μετάβαση μεταξύ αριστερού και δεξιού αγκώνα μπορεί να επαναληφθεί όσες φορές χρειάζεται, επιτρέποντας την πλήρη διαμόρφωση σύνθετων σχημάτων χωρίς την αφαίρεση του σωλήνα ή τη χρήση οποιουδήποτε άλλου μηχανήματος (βλ. Σχήμα 6).
Για να ξεκινήσει, ο τεχνικός ρυθμίζει το μηχάνημα σύμφωνα με τη γεωμετρία του σωλήνα που αναφέρεται στο φύλλο δεδομένων κάμψης ή στην εκτύπωση παραγωγής, εισάγοντας ή μεταφορτώνοντας τις συντεταγμένες από την εκτύπωση μαζί με δεδομένα μήκους, περιστροφής και γωνίας. Στη συνέχεια, ακολουθεί η προσομοίωση κάμψης για να διασφαλιστεί ότι ο σωλήνας θα μπορεί να περάσει από το μηχάνημα και τα εργαλεία κατά τη διάρκεια του κύκλου κάμψης. Εάν η προσομοίωση δείξει σύγκρουση ή παρεμβολή, ο χειριστής ρυθμίζει το μηχάνημα όπως απαιτείται.
Ενώ αυτή η μέθοδος απαιτείται συνήθως για εξαρτήματα κατασκευασμένα από χάλυβα ή ανοξείδωτο χάλυβα, μπορούν να προσαρμοστούν τα περισσότερα βιομηχανικά μέταλλα, πάχη και μήκη τοιχωμάτων.
Ελεύθερη κάμψη. Μια πιο ενδιαφέρουσα μέθοδος, η ελεύθερη κάμψη, χρησιμοποιεί μια μήτρα που έχει το ίδιο μέγεθος με τον σωλήνα ή την σωλήνωση που κάμπτεται (βλ. Σχήμα 7). Αυτή η τεχνική είναι ιδανική για γωνιακές ή πολλαπλής ακτίνας κάμψεις μεγαλύτερες από 180 μοίρες με λίγα ευθύγραμμα τμήματα μεταξύ κάθε κάμψης (οι παραδοσιακές περιστροφικές κάμψεις τάνυσης απαιτούν ορισμένα ευθύγραμμα τμήματα για να τα πιάσει το εργαλείο). Η ελεύθερη κάμψη δεν απαιτεί σύσφιξη, επομένως εξαλείφει κάθε πιθανότητα σήμανσης σωλήνων ή σωληνώσεων.
Οι σωλήνες με λεπτά τοιχώματα—που χρησιμοποιούνται συχνά σε μηχανήματα τροφίμων και ποτών, εξαρτήματα επίπλων και ιατρικό ή υγειονομικό εξοπλισμό—είναι ιδανικοί για ελεύθερη κάμψη. Αντίθετα, τα εξαρτήματα με παχύτερα τοιχώματα ενδέχεται να μην είναι βιώσιμοι υποψήφιοι.
Για τα περισσότερα έργα κάμψης σωλήνων απαιτούνται εργαλεία. Στην περιστροφική κάμψη με τάνυση, τα τρία πιο σημαντικά εργαλεία είναι οι μήτρες κάμψης, οι μήτρες πίεσης και οι μήτρες σύσφιξης. Ανάλογα με την ακτίνα κάμψης και το πάχος του τοιχώματος, μπορεί επίσης να απαιτείται ένας άξονας και μια μήτρα υαλοκαθαριστήρα για την επίτευξη αποδεκτών καμπυλώσεων. Τα εξαρτήματα με πολλαπλές καμπύλες απαιτούν ένα κολάρο που πιάνει και κλείνει απαλά προς το εξωτερικό του σωλήνα, περιστρέφεται ανάλογα με τις ανάγκες και μετακινεί τον σωλήνα στην επόμενη καμπή.
Η καρδιά της διαδικασίας είναι η κάμψη της μήτρας για να σχηματιστεί η ακτίνα κεντρικής γραμμής του εξαρτήματος. Η κοίλη μήτρα καναλιού της μήτρας ταιριάζει με την εξωτερική διάμετρο του σωλήνα και βοηθά στη συγκράτηση του υλικού καθώς κάμπτεται. Ταυτόχρονα, η μήτρα πίεσης συγκρατεί και σταθεροποιεί τον σωλήνα καθώς τυλίγεται γύρω από την μήτρα κάμψης. Η μήτρα σύσφιξης λειτουργεί σε συνδυασμό με τη μήτρα πίεσης για να συγκρατεί τον σωλήνα στο ευθύγραμμο τμήμα της μήτρας κάμψης καθώς κινείται. Κοντά στο άκρο της μήτρας κάμψης, χρησιμοποιήστε μια μήτρα γιατρού όταν είναι απαραίτητο να λειανθεί η επιφάνεια του υλικού, να υποστηριχθούν τα τοιχώματα του σωλήνα και να αποτραπεί η δημιουργία ζαρώματος και ζωνών.
Άξονες, κράμα χαλκού ή ένθετα από χρωμιωμένο χάλυβα για τη στήριξη σωλήνων ή σωλήνων, την πρόληψη της κατάρρευσης ή της στροφής του σωλήνα και την ελαχιστοποίηση της οβάλτητας. Ο πιο συνηθισμένος τύπος είναι ο σφαιρικός άξονας. Ιδανικός για καμπύλες πολλαπλών ακτίνων και για τεμάχια εργασίας με τυπικό πάχος τοιχώματος, ο σφαιρικός άξονας χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τον υαλοκαθαριστήρα, το εξάρτημα και τη μήτρα πίεσης. Μαζί αυξάνουν την πίεση που απαιτείται για τη συγκράτηση, τη σταθεροποίηση και την εξομάλυνση της καμπύλης. Ο άξονας με βύσμα είναι μια συμπαγής ράβδος για γωνίες μεγάλης ακτίνας σε σωλήνες με παχύ τοίχωμα που δεν απαιτούν υαλοκαθαριστήρες. Οι άξονες διαμόρφωσης είναι συμπαγείς ράβδοι με λυγισμένα (ή διαμορφωμένα) άκρα που χρησιμοποιούνται για τη στήριξη του εσωτερικού σωλήνων με παχύτερα τοιχώματα ή σωλήνων λυγισμένων σε μέση ακτίνα. Επιπλέον, τα έργα που απαιτούν τετράγωνους ή ορθογώνιους σωλήνες απαιτούν εξειδικευμένους άξονες.
Η ακριβής κάμψη απαιτεί κατάλληλα εργαλεία και ρύθμιση. Οι περισσότερες εταιρείες κάμψης σωλήνων έχουν εργαλεία σε απόθεμα. Εάν δεν είναι διαθέσιμα, πρέπει να προμηθευτείτε εργαλεία που να ταιριάζουν στην συγκεκριμένη ακτίνα κάμψης.
Η αρχική χρέωση για τη δημιουργία μιας μήτρας κάμψης μπορεί να ποικίλλει σημαντικά. Αυτή η εφάπαξ χρέωση καλύπτει τα υλικά και τον χρόνο παραγωγής που απαιτούνται για τη δημιουργία των απαραίτητων εργαλείων, τα οποία συνήθως χρησιμοποιούνται για επόμενα έργα. Εάν ο σχεδιασμός του εξαρτήματος είναι ευέλικτος όσον αφορά την ακτίνα κάμψης, οι κατασκευαστές προϊόντων μπορούν να προσαρμόσουν τις προδιαγραφές τους για να επωφεληθούν από τα υπάρχοντα εργαλεία κάμψης του προμηθευτή (αντί να χρησιμοποιούν νέα εργαλεία). Αυτό βοηθά στη διαχείριση του κόστους και στη μείωση των χρόνων παράδοσης.
Σχήμα 3. Ιδανικό για την παραγωγή καμπυλώσεων μεγάλης ακτίνας, κάμψη με ρολό για να σχηματιστεί ένας σωλήνας ή σωλήνας με τρεις κυλίνδρους σε τριγωνική διαμόρφωση.
Οι καθορισμένες οπές, σχισμές ή άλλα χαρακτηριστικά στην ή κοντά στην κάμψη προσθέτουν μια βοηθητική λειτουργία στην εργασία, καθώς το λέιζερ πρέπει να κοπεί μετά την κάμψη του σωλήνα. Οι ανοχές επηρεάζουν επίσης το κόστος. Οι πολύ απαιτητικές εργασίες ενδέχεται να απαιτούν επιπλέον άξονες ή μήτρες, γεγονός που μπορεί να αυξήσει τον χρόνο εγκατάστασης.
Υπάρχουν πολλές μεταβλητές που πρέπει να λάβουν υπόψη οι κατασκευαστές κατά την προμήθεια προσαρμοσμένων γωνιών ή καμπυλών. Παράγοντες όπως τα εργαλεία, τα υλικά, η ποσότητα και η εργασία παίζουν όλοι ρόλο.
Παρόλο που οι τεχνικές και οι μέθοδοι κάμψης σωλήνων έχουν εξελιχθεί με την πάροδο των ετών, πολλές βασικές αρχές κάμψης σωλήνων παραμένουν οι ίδιες. Η κατανόηση των βασικών αρχών και η συμβουλευτική με έναν έμπειρο προμηθευτή θα σας βοηθήσει να έχετε τα καλύτερα αποτελέσματα.
Το FABRICATOR είναι το κορυφαίο περιοδικό της Βόρειας Αμερικής για τη βιομηχανία διαμόρφωσης και κατασκευής μετάλλων. Το περιοδικό παρέχει ειδήσεις, τεχνικά άρθρα και ιστορικά περιστατικών που επιτρέπουν στους κατασκευαστές να κάνουν τη δουλειά τους πιο αποτελεσματικά. Το FABRICATOR εξυπηρετεί τον κλάδο από το 1970.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The FABRICATOR, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Η ψηφιακή έκδοση του The Tube & Pipe Journal είναι πλέον πλήρως προσβάσιμη, παρέχοντας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Απολαύστε πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του STAMPING Journal, το οποίο παρέχει τις τελευταίες τεχνολογικές εξελίξεις, βέλτιστες πρακτικές και νέα του κλάδου για την αγορά σφράγισης μετάλλων.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The Fabricator en Español, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.