Mandreli painutusoperatsioon algab oma tsükliga. Mandrel sisestatakse toru sisediameetrisse. Painutusmatriits (vasakul) määrab raadiuse. Kinnitusmatriits (paremal) juhib toru painutusmatriitsi ümber, et määrata nurk.
Vajadus keeruka torude painutamise järele on kõigis tööstusharudes jätkuvalt vaibumatu. Olgu selleks konstruktsioonielemendid, mobiilsed meditsiiniseadmed, ATV-de või tarbesõidukite raamid või isegi metallist turvavardad vannitubades – iga projekt on erinev.
Soovitud tulemuste saavutamiseks on vaja head varustust ja eriti õiget oskusteavet. Nagu iga teise tootmisvaldkonna puhul, algab efektiivne torude painutamine põhilisest elujõulisusest – iga projekti aluseks olevatest põhikontseptsioonidest.
Teatud põhiline elujõulisus aitab määrata toru või toru painutamise projekti ulatust. Sellised tegurid nagu materjali tüüp, lõppkasutus ja eeldatav aastane kasutus mõjutavad otseselt tootmisprotsessi, sellega seotud kulusid ja tarneaegu.
Esimene kriitiline kriteerium on kõverusaste (DOB) ehk painde nurk. Järgmine on keskjoone raadius (CLR), mis kulgeb mööda painutatava toru keskjoont. Tavaliselt on saavutatav tihedaim CLR toru kahekordne läbimõõt. CLR kahekordistatakse, et arvutada keskjoone läbimõõt (CLD), mis on kaugus toru keskjoone teljest läbi teise 180-kraadise tagasipöörduva painde keskjoone.
Sisediameetrit (ID) mõõdetakse toru või vooliku ava kõige laiemas kohas. Välisdiameetrit (OD) mõõdetakse toru või vooliku kõige laiemas piirkonnas, kaasa arvatud sein. Lõpuks mõõdetakse toru või vooliku välis- ja sisepinna vahelt seina nominaalset paksust.
Painutusnurga tööstusstandardne tolerants on ±1 kraad. Igal ettevõttel on sisemine standard, mis võib põhineda kasutatavatel seadmetel ning masinaoperaatori kogemustel ja teadmistel.
Torusid mõõdetakse ja hinnatakse vastavalt nende välisläbimõõdule ja gabariidile (st seina paksusele). Levinud gabariidid on 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 ja 20. Mida madalam on gabariidi väärtus, seda paksem on sein: 10-ga. Toru seina paksus on 0,134 tolli ja 20-ga. Toru seina paksus on 0,035 tolli, 1½” ja välisläbimõõt 0,035”. Seina paksust detaili kleebisel nimetatakse „1½-tolliseks”. 20-ga toru.
Toru määratakse kindlaks nimisuuruse (NPS), läbimõõtu (tollides) kirjeldava mõõtmeteta arvu ja seina paksuse tabeli (või Sch.) abil. Torud on saadaval erineva seina paksusega, olenevalt nende kasutusest. Populaarsed tabelid on Sch.5, 10, 40 ja 80.
1,66-tolline toru, välisläbimõõt ja 0,140 tolli. NPS märkis detaili joonisele seina, millele järgnes ajakava – antud juhul „1¼”. Shi.40 torud. Toru plaani diagramm määrab vastava NPS-i ja plaani välisläbimõõdu ja seina paksuse.
Seinategur, mis on välisläbimõõdu ja seina paksuse suhe, on küünarnukkide puhul veel üks oluline tegur. Õhukeseinaliste materjalide (18 ga või vähem) kasutamisel võib painutuskaare juures olla vaja rohkem tuge, et vältida kortsumist või vajumist. Sellisel juhul on kvaliteetse painutamise jaoks vaja mandreleid ja muid tööriistu.
Teine oluline element on painutus D, toru läbimõõdu ja painutusraadiuse suhe, mida sageli nimetatakse painutusraadiuseks, mis on mitu korda suurem kui D väärtus. Näiteks 2D painutusraadius on 3-tolline ja toru välisläbimõõt 6 tolli. Mida suurem on painde D, seda lihtsam on painutust moodustada. Ja mida madalam on seinakoefitsient, seda lihtsam on seda painutada. See seinakoefitsiendi ja painde D vaheline korrelatsioon aitab määrata, mida on vaja toru painutamise projekti alustamiseks.
Joonis 1. Ovaalsuse protsendi arvutamiseks jagage maksimaalse ja minimaalse OD vahe nominaalse OD-ga.
Mõned projektispetsifikatsioonid nõuavad materjalikulude haldamiseks õhemate torude või torustike kasutamist. Õhemate seinte puhul võib aga vaja minna rohkem tootmisaega, et säilitada toru kuju ja järjepidevust painutuskohtades ning vältida kortsumise võimalust. Mõnel juhul kaaluvad need suurenenud tööjõukulud üles materjalisäästu.
Kui toru paindub, võib see kaotada 100% oma ümarast kujust painde lähedal ja ümber. Seda kõrvalekallet nimetatakse ovaalsuseks ja see on defineeritud kui toru välisläbimõõdu suurima ja väikseima mõõtme vahe.
Näiteks 2-tollise välisläbimõõduga toru painutamise järel võib läbimõõt olla kuni 1,975 tolli. See 0,025-tolline erinevus on ovaalsustegur, mis peab jääma vastuvõetavate tolerantside piiresse (vt joonis 1). Sõltuvalt detaili lõppkasutusest võib ovaalsuse tolerants olla vahemikus 1,5–8%.
Peamised ovaalsust mõjutavad tegurid on küünarnuki D ja seina paksus. Väikeste painutusraadiustega õhukeseinaliste materjalide puhul võib ovaalsuse tolerantsi piires hoidmine olla keeruline, kuid see on võimalik.
Ovaalsust kontrollitakse, asetades painutamise ajal toru sisse südamiku või torujuhtme sisse või mõne detaili spetsifikatsiooni korral kasutatakse algusest peale südamikule tõmmatud (DOM) toru. (DOM-torudel on väga kitsad sise- ja välisläbimõõdu tolerantsid.) Mida madalam on ovaalsuse tolerants, seda rohkem on vaja tööriistu ja potentsiaalselt tootmisaega.
Torude painutustöödel kasutatakse spetsiaalseid kontrollseadmeid, et kontrollida vormitud osade vastavust spetsifikatsioonidele ja tolerantsidele (vt joonis 2). Vajadusel saab kõik vajalikud muudatused CNC-masinale üle kanda.
rullpainutus. Ideaalne suure raadiusega painde tegemiseks, rullpainutus hõlmab toru või vooliku suunamist läbi kolme kolmnurkse rulli (vt joonis 3). Kaks välimist rulli, mis on tavaliselt fikseeritud, toetavad materjali alumist külge, samas kui sisemine reguleeritav rull surub materjali pealmisele küljele.
Survepainutamine. Selle üsna lihtsa meetodi puhul jääb painutusmatriits paigale, samal ajal kui vastumatriits painutab või surub materjali kinnitusdetaili ümber. See meetod ei kasuta mandrelit ja nõuab painutusmatriitsi ja soovitud painutusraadiuse täpset sobivust (vt joonis 4).
Keeramine ja painutamine. Üks levinumaid toru painutamise vorme on pöörlev venituspainutus (tuntud ka kui mandrelpainutamine), mille puhul kasutatakse painutus- ja survestantse ning mandrelpainutust. Mandrelid on metallvardad või -südamikud, mis toetavad toru painutamisel. Mandreli kasutamine hoiab ära toru kokkuvajumise, lamenemise või kortsumise painutamise ajal, säilitades ja kaitstes seeläbi toru kuju (vt joonis 5).
See distsipliin hõlmab mitme raadiusega painutamist keerukate osade jaoks, mis vajavad kahte või enamat keskjoone raadiust. Mitme raadiusega painutamine sobib suurepäraselt ka suure keskjoone raadiusega osade jaoks (kõva tööriista kasutamine ei pruugi olla võimalik) või keerukate osade jaoks, mis tuleb vormida ühe täistsükliga.
Joonis 2. Spetsiaalsed seadmed pakuvad reaalajas diagnostikat, mis aitab operaatoritel kinnitada detailide spetsifikatsioone või teha tootmise ajal vajalikke parandusi.
Seda tüüpi painutusmeetodi teostamiseks on pöörleval painutamispingil kaks või enam tööriistakomplekti, üks iga soovitud raadiuse jaoks. Kahepeaga painutuspressi kohandatud seadistused – üks paremale ja teine ​​vasakule painutamiseks – võimaldavad samal detailil luua nii väikeseid kui ka suuri raadiusi. Vasaku ja parema küünarnuki vahelist üleminekut saab korrata nii mitu korda kui vaja, mis võimaldab keerulisi kujundeid täielikult vormida ilma toru eemaldamata või muid masinaid kaasamata (vt joonis 6).
Alustamiseks seadistab tehnik masina vastavalt painutusandmete lehel või tootmisprindil loetletud toru geomeetriale, sisestades või laadides üles prinditud koordinaadid koos pikkuse, pöörde ja nurga andmetega. Järgmisena järgneb painutussimulatsioon, et tagada toru pääsemine masinast ja tööriistadest painutustsükli ajal eemale. Kui simulatsioon näitab kokkupõrget või interferentsi, reguleerib operaator masinat vastavalt vajadusele.
Kuigi seda meetodit on tavaliselt vaja terasest või roostevabast terasest osade puhul, saab sellega töödelda enamikku tööstusmetalle, seinapaksusi ja pikkusi.
Vaba painutamine. Huvitavam meetod on vaba painutamine, mille puhul kasutatakse painutatava toru või vooliku suurusega sama suurust matriitsi (vt joonis 7). See tehnika sobib suurepäraselt nurk- või mitme raadiusega painutusteks, mis on suuremad kui 180 kraadi ja mille puhul iga painde vahel on vähe sirgeid lõike (traditsioonilised pöörlevad venituspainutused vajavad tööriista haaramiseks mõnda sirget lõiku). Vaba painutamine ei vaja kinnitust, seega välistab see torude või voolikute märgistamise võimaluse.
Õhukeseinalised torud – mida sageli kasutatakse toidu- ja joogitööstuses, mööblikomponentides ning meditsiini- või tervishoiuseadmetes – sobivad ideaalselt vabaks painutamiseks. Seevastu paksemate seintega osad ei pruugi olla sobivad kandidaadid.
Enamiku torude painutusprojektide jaoks on vaja tööriistu. Pöörleva venituspainutuse puhul on kolm kõige olulisemat tööriista painutusmatriitsid, survematriitsid ja kinnitusmatriitsid. Sõltuvalt painutusraadiusest ja seina paksusest võib vastuvõetava painde saavutamiseks vaja minna ka mandrelit ja pühkimismatriitsi. Mitme paindega detailide puhul on vaja tsangi, mis haarab toru välisküljest ja sulgub õrnalt selle külge, pöörleb vastavalt vajadusele ja liigutab toru järgmise painde juurde.
Protsessi keskmes on matriitsi painutamine, et moodustada detaili keskjoone raadius. Matriitsi nõgus kanalimatriits sobitub toru välisläbimõõduga ja aitab materjali painutamise ajal paigal hoida. Samal ajal hoiab ja stabiliseerib survematriits toru, kui see painutusmatriitsi ümber keritakse. Kinnitusmatriits töötab koos pressmatriitsiga, et hoida toru liikumise ajal painutusmatriitsi sirge segmendi vastas. Painutusmatriitsi otsa lähedal kasutage tasandusmatriitsi, kui on vaja materjali pinda siluda, toru seinu toetada ning kortsumist ja triipude teket vältida.
Toruvormid, pronksisulamist või kroomitud terasest vahetükid torude või voolikute toetamiseks, torude kokkuvarisemise või painutamise vältimiseks ja ovaalsuse minimeerimiseks. Kõige levinum tüüp on kuulvorm. Kuulvorm sobib ideaalselt mitme raadiusega painutusteks ja standardse seinapaksusega toorikute jaoks ning seda kasutatakse koos pühkija, kinnitusvahendi ja survevormiga; koos suurendavad need painde hoidmiseks, stabiliseerimiseks ja silumiseks vajalikku rõhku. Pistikuvorm on tahke varras suure raadiusega põlvede jaoks paksuseinalistes torudes, mis ei vaja pühkijaid. Vormimisvormid on painutatud (või vormitud) otstega tahked vardad, mida kasutatakse paksema seinaga torude või keskmise raadiusega painutatud torude sisemuse toetamiseks. Lisaks vajavad ruudukujulisi või ristkülikukujulisi torusid vajavad projektid spetsiaalseid vorme.
Täpne painutamine nõuab õigeid tööriistu ja seadistust. Enamikul torude painutusfirmadel on tööriistad laos olemas. Kui neid pole saadaval, tuleb tööriistad hankida vastavalt konkreetsele painutusraadiusele.
Painutusstantsi loomise esialgne tasu võib olla väga erinev. See ühekordne tasu katab materjalid ja tootmisaja, mis on vajalikud vajalike tööriistade loomiseks, mida tavaliselt kasutatakse järgnevates projektides. Kui detaili disain on painutusraadiuse osas paindlik, saavad tootearendajad oma spetsifikatsioone kohandada, et ära kasutada tarnija olemasolevaid painutustööriistu (selle asemel, et kasutada uusi tööriistu). See aitab hallata kulusid ja lühendada tarneaegu.
Joonis 3. Suure raadiusega paindete valmistamiseks sobib ideaalselt rullpainutus toru või toru moodustamiseks kolme rulliga kolmnurkses konfiguratsioonis.
Paindekohas või selle lähedal olevad kindlaksmääratud augud, pilud või muud omadused lisavad tööle abitoimingu, kuna laserit tuleb lõigata pärast toru painutamist. Tolerantsid mõjutavad ka kulusid. Väga nõudlikud tööd võivad vajada täiendavaid stantse või matriitse, mis võib seadistusaega pikendada.
Kohandatud küünarnukkide või painde hankimisel peavad tootjad arvestama paljude muutujatega. Olulist rolli mängivad sellised tegurid nagu tööriistad, materjalid, kogus ja tööjõud.
Kuigi torude painutamise tehnikad ja meetodid on aastatega arenenud, on paljud torude painutamise põhitõed jäänud samaks. Põhitõdede mõistmine ja teadliku tarnijaga konsulteerimine aitab teil saavutada parimaid tulemusi.
FABRICATOR on Põhja-Ameerika juhtiv metallitöötlemise ja -töötlemise tööstuse ajakiri. Ajakiri pakub uudiseid, tehnilisi artikleid ja juhtumikirjeldusi, mis võimaldavad tootjatel oma tööd tõhusamalt teha. FABRICATOR on teenindanud tööstust alates 1970. aastast.
Nüüd täielik juurdepääs The FABRICATORi digitaalsele väljaandele ja lihtne juurdepääs väärtuslikele valdkonna ressurssidele.
The Tube & Pipe Journal digitaalne väljaanne on nüüd täielikult ligipääsetav, pakkudes hõlpsat juurdepääsu väärtuslikele valdkonna ressurssidele.
Nautige täielikku juurdepääsu STAMPING Journali digitaalsele väljaandele, mis pakub uusimaid tehnoloogilisi edusamme, parimaid tavasid ja valdkonna uudiseid metallistantsimise turul.
Nüüd täielik juurdepääs ajakirja The Fabricator en Español digitaalsele väljaandele ja lihtne juurdepääs väärtuslikele valdkonna ressurssidele.