Karan taivutusoperaatio alkaa. Kara työnnetään putken sisähalkaisijaan. Taivutusmuotti (vasemmalla) määrittää säteen. Puristusmuotti (oikealla) ohjaa putkea taivutusmuotin ympäri kulman määrittämiseksi.
Monimutkaisten putkien taivutuksen tarve jatkuu hellittämättömänä kaikilla toimialoilla. Olipa kyseessä sitten rakenneosat, liikkuvat lääketieteelliset laitteet, mönkijöiden tai hyötyajoneuvojen rungot tai jopa kylpyhuoneiden metalliset turvatangot, jokainen projekti on erilainen.
Haluttujen tulosten saavuttaminen vaatii hyviä laitteita ja erityisesti oikeanlaista asiantuntemusta. Kuten millä tahansa muullakin valmistusalalla, tehokkaalla putkentaivuttamisella on lähtökohtana ydinajatus eli peruskäsitteet, jotka ovat minkä tahansa projektin taustalla.
Ydinvoima auttaa määrittämään putken tai putken taivutusprojektin laajuuden. Tekijät, kuten materiaalityyppi, loppukäyttö ja arvioitu vuosittainen käyttö, vaikuttavat suoraan valmistusprosessiin, kustannuksiin ja toimitusaikoihin.
Ensimmäinen kriittinen ydin on kaarevuusaste (DOB) eli taivutuksen muodostama kulma. Seuraavaksi on keskiviivan säde (CLR), joka kulkee taivutettavan putken keskiviivaa pitkin. Tyypillisesti tiukin saavutettavissa oleva CLR on kaksinkertainen putken halkaisijaan verrattuna. Kaksinkertaista CLR laskeaksesi keskiviivan halkaisijan (CLD), joka on etäisyys putken keskiviivan akselista toisen 180 asteen paluumutkan keskiviivan läpi.
Sisähalkaisija (ID) mitataan putken tai letkun sisällä olevan aukon leveimmästä kohdasta. Ulkohalkaisija (OD) mitataan putken tai letkun leveimmältä alueelta seinämä mukaan lukien. Lopuksi mitataan putken tai letkun ulko- ja sisäpinnan välinen nimellisseinämän paksuus.
Taivutuskulman toleranssi on alan standardin mukaan ±1 aste. Jokaisella yrityksellä on sisäinen standardi, joka voi perustua käytettyihin laitteisiin sekä koneenkuljettajan kokemukseen ja tietoon.
Putket mitataan ja ilmoitetaan niiden ulkohalkaisijan ja paksuuden (eli seinämän paksuuden) mukaan. Yleisiä paksuuksia ovat 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 ja 20. Mitä pienempi paksuus, sitä paksumpi seinämä: 10-ga. Putken seinämän paksuus on 0,134 tuumaa ja 20-ga. Putken seinämän paksuus on 0,035 tuumaa, 1½ tuumaa ja 0,035 tuumaa ulkohalkaisijalla. Seinämää kutsutaan osamerkinnässä "1½ tuumaksi". 20-ga.tube.
Putki määritellään nimellisputken koolla (NPS), dimensiottomalla luvulla, joka kuvaa halkaisijaa (tuumina), ja seinämän paksuustaulukolla (tai Sch.). Putkia on saatavilla useilla eri seinämän paksuuksilla käyttötarkoituksestaan ​​riippuen. Suosittuja luetteloita ovat Sch.5, 10, 40 ja 80.
1,66 tuuman putki, jonka ulkohalkaisija on 0,140 tuumaa ja NPS-mitta 0,140 tuumaa. Piirustukseen on merkitty seinämä ja sen perässä aikataulu – tässä tapauksessa ”1¼”. Shi.40 putket. Putkisuunnitelma määrittää putken ulkohalkaisijan ja seinämän paksuuden sekä suunnitelman.
Seinämäkerroin, joka on ulkohalkaisijan ja seinämän paksuuden suhde, on toinen tärkeä tekijä kyynärpäissä. Ohutseinäisten materiaalien (enintään 18 ga.) käyttö voi vaatia enemmän tukea taivutuskaaressa rypistymisen tai painumisen estämiseksi. Tässä tapauksessa laadukas taivutus vaatii tuurnoja ja muita työkaluja.
Toinen tärkeä tekijä on taivutus D, putken halkaisija suhteessa taivutussäteeseen, jota usein kutsutaan taivutussäteeksi, joka on monta kertaa suurempi kuin D:n arvo. Esimerkiksi 2D-taivutussäde on 3 tuumaa ja putken ulkohalkaisija 6 tuumaa. Mitä suurempi taivutuksen D on, sitä helpompi taivutus on muodostaa. Ja mitä pienempi seinämäkerroin, sitä helpompi sitä on taivuttaa. Tämä seinämäkertoimen ja taivutus D:n välinen korrelaatio auttaa määrittämään, mitä putken taivutusprojektin aloittamiseen tarvitaan.
Kuva 1. Laske prosentuaalinen soikeus jakamalla suurimman ja pienimmän ulkohalkaisijan välinen erotus nimellisellä ulkohalkaisijalla.
Joissakin projektispesifikaatioissa vaaditaan ohuempia putkia tai putkistoja materiaalikustannusten hallitsemiseksi. Ohuemmat seinämät saattavat kuitenkin vaatia enemmän tuotantoaikaa putken muodon ja tasaisuuden säilyttämiseksi mutkissa ja rypistymisen välttämiseksi. Joissakin tapauksissa nämä lisääntyneet työvoimakustannukset ovat suuremmat kuin materiaalisäästöt.
Kun putki taipuu, se voi menettää 100 % pyöreästä muodostaan ​​lähellä taivutusta ja sen ympärillä. Tätä poikkeamaa kutsutaan soivaisuudeksi ja se määritellään putken ulkohalkaisijan suurimman ja pienimmän mitan välisenä erona.
Esimerkiksi 2 tuuman ulkohalkaisijaltaan olevan putken pituus voi olla jopa 1,975 tuumaa taivutuksen jälkeen. Tämä 0,025 tuuman ero on soikeuskerroin, jonka on oltava hyväksyttävien toleranssien rajoissa (katso kuva 1). Osan loppukäytöstä riippuen soikeuden toleranssi voi olla 1,5–8 %.
Tärkeimmät soitavuuteen vaikuttavat tekijät ovat kyynärtaipeen halkaisija D ja seinämän paksuus. Pienten taivutussäteiden käyttö ohutseinäisissä materiaaleissa voi olla vaikeaa pitää soitavuutta toleranssin rajoissa, mutta se on mahdollista.
Ovaliteettia säädetään asettamalla kara putken tai putken sisään taivutuksen aikana tai joissakin osaspesifikaatioissa käyttämällä (DOM)-putkea, joka on vedetty karaan alusta alkaen. (DOM-putkella on erittäin tiukat sisä- ja ulkohalkaisijan toleranssit.) Mitä pienempi ovaalitoleranssi on, sitä enemmän työkaluja ja mahdollisesti tuotantoaikaa tarvitaan.
Putkien taivutustoiminnoissa käytetään erikoistarkastuslaitteita sen varmistamiseksi, että muovatut osat täyttävät vaatimukset ja toleranssit (katso kuva 2). Tarvittavat säädöt voidaan siirtää CNC-koneeseen tarvittaessa.
valssi. Ihanteellinen suurten säteiden taivutusten tuottamiseen, valssitaivutuksessa putki tai letku syötetään kolmen telan läpi kolmion muotoisessa kokoonpanossa (katso kuva 3). Kaksi ulompaa, yleensä kiinteää telaa, tukevat materiaalin alaosaa, kun taas sisempi säädettävä tela painaa materiaalin yläosaa.
Puristustaivutus. Tässä melko yksinkertaisessa menetelmässä taivutusmuotti pysyy paikallaan, kun taas vastamuotti taivuttaa tai puristaa materiaalia kiinnittimen ympärille. Tässä menetelmässä ei käytetä tuurnaa ja se vaatii tarkan yhteensopivuuden taivutusmuotin ja halutun taivutussäteen välillä (katso kuva 4).
Kierrä ja taivuta. Yksi yleisimmistä putken taivutusmuodoista on pyörivä venytystaivutus (tunnetaan myös nimellä mandreelitaivutus), jossa käytetään taivutus- ja puristusleukoja ja mandreeleja. Mandreelit ovat metallisia tankoja, jotka tukevat putkea tai putkenpäätä taivutettaessa. Mandreelin käyttö estää putkea kasaantumisen, litistymisen tai rypistymisen taivutuksen aikana, säilyttäen ja suojaten siten putken muodon (katso kuva 5).
Tämä ala sisältää monisäteisen taivutuksen monimutkaisille osille, jotka vaativat kaksi tai useampia keskiviivasäteitä. Monisäteinen taivutus sopii myös erinomaisesti osille, joilla on suuret keskiviivasäteet (kovat työkalut eivät välttämättä ole vaihtoehto) tai monimutkaisille osille, jotka on muovattava yhdessä täydessä syklissä.
Kuva 2. Erikoislaitteet tarjoavat reaaliaikaista diagnostiikkaa, joka auttaa käyttäjiä vahvistamaan osien tekniset tiedot tai tekemään tarvittavia korjauksia tuotannon aikana.
Tämän tyyppisen taivutuksen suorittamiseksi pyörivässä vetotaivuttimessa on kaksi tai useampia työkalusarjoja, yksi kutakin haluttua sädettä varten. Kaksoispään särmäyspuristimen räätälöidyt asetukset – yksi oikealle taivutukseen ja toinen vasemmalle taivutukseen – voivat tarjota sekä pieniä että suuria säteitä samaan osaan. Vasemman ja oikean mutkan välinen siirtymä voidaan toistaa niin monta kertaa kuin on tarpeen, jolloin monimutkaiset muodot voidaan muotoilla kokonaan irrottamatta putkea tai käyttämättä muita koneita (katso kuva 6).
Aloittaakseen teknikko asettaa koneen taivutusdatalomakkeessa tai tuotantotulosteessa luetellun putkigeometrian mukaisesti syöttämällä tai lataamalla tulosteesta koordinaatit sekä pituus-, kierto- ja kulmatiedot. Seuraavaksi suoritetaan taivutussimulaatio sen varmistamiseksi, että putki pääsee pois koneen ja työkalujen tieltä taivutussyklin aikana. Jos simulaatiossa näkyy törmäys tai häiriö, käyttäjä säätää konetta tarpeen mukaan.
Vaikka tätä menetelmää vaaditaan tyypillisesti teräksestä tai ruostumattomasta teräksestä valmistetuille osille, se soveltuu useimmille teollisuusmetalleille, seinämän paksuuksille ja pituuksille.
Vapaa taivutus. Mielenkiintoisempi menetelmä on vapaa taivutus, jossa käytetään muottia, joka on saman kokoinen kuin taivutettava putki tai letku (katso kuva 7). Tämä tekniikka sopii erinomaisesti yli 180 asteen kulma- tai monisäteisille taivutuksille, joissa on vain vähän suoria segmenttejä jokaisen taivutuksen välillä (perinteiset pyörivät venytystaivutukset vaativat joitakin suoria segmenttejä, joihin työkalu tarttuu). Vapaa taivutus ei vaadi puristamista, joten se poistaa mahdollisuuden putkien tai letkujen merkitsemiseen.
Ohutseinäiset putket – joita käytetään usein elintarvike- ja juomakoneissa, huonekalujen osissa sekä lääketieteellisissä tai terveydenhuollon laitteissa – sopivat erinomaisesti vapaaseen taivutukseen. Sitä vastoin paksuseinäiset osat eivät välttämättä ole käyttökelpoisia.
Useimmissa putkentaivutusprojekteissa tarvitaan työkaluja. Pyörivässä venytystaivutuksessa kolme tärkeintä työkalua ovat taivutusleuat, puristusleuat ja kiinnitysleuat. Taivutussäteestä ja seinämän paksuudesta riippuen hyväksyttävien taivutusten saavuttamiseksi voidaan tarvita myös kara ja pyyhkijäleuat. Useita taivutuksia sisältävät osat tarvitsevat holkin, joka tarttuu ja sulkeutuu varovasti putken ulkopuolelle, pyörii tarvittaessa ja siirtää putken seuraavaan taivutukseen.
Prosessin ydin on muotin taivuttaminen osan keskiviivan säteen muodostamiseksi. Matriisin kovera kanavamatriisi sopii putken ulkohalkaisijaan ja auttaa pitämään materiaalia taivutuksen aikana. Samaan aikaan puristusmatriisi pitää ja vakauttaa putkea, kun sitä kierretään taivutusmuotin ympärille. Puristusmatriisi toimii yhdessä puristusmuotin kanssa pitäen putkea taivutusmuotin suoraa osaa vasten sen liikkuessa. Käytä taivutusmuotin pään lähellä kaavinmatriisia, kun on tarpeen tasoittaa materiaalin pintaa, tukea putken seinämiä ja estää rypistymistä ja juovittumista.
Tuurnat, pronssiseoksesta tai kromatusta teräksestä valmistetut insertit putkien tai letkujen tukemiseen, putkien kokoonpuristumisen tai mutkautumisen estämiseen ja soitavuuden minimoimiseen. Yleisin tyyppi on kuulatuurna. Ihanteellinen monisäteisiin taivutuksiin ja standardipaksuisille työkappaleille, kuulatuurnaa käytetään yhdessä pyyhkimen, kiinnittimen ja painevälikkeen kanssa; yhdessä ne lisäävät painetta, jota tarvitaan taivutuksen pitämiseen, vakauttamiseen ja tasoittamiseen. Tulppatuurna on kiinteä tanko suurisäteisiin mutkiin paksuseinäisissä putkissa, jotka eivät vaadi pyyhkijöitä. Muovaustuurnat ovat kiinteitä tankoja, joissa on taivutetut (tai muotoillut) päät, joita käytetään tukemaan paksuseinäisten putkien tai keskisäteeseen taivutettujen putkien sisäpuolta. Lisäksi neliön tai suorakaiteen muotoisia putkia vaativat projektit vaativat erikoistuurnoja.
Tarkka taivutus vaatii oikeat työkalut ja asetukset. Useimmilla putkentaivutusyrityksillä on työkaluja varastossa. Jos niitä ei ole saatavilla, työkalut on hankittava tietyn taivutussäteen mukaan.
Taivutusmuotin valmistuksen aloitusmaksu voi vaihdella suuresti. Tämä kertaluonteinen maksu kattaa tarvittavien työkalujen valmistukseen tarvittavat materiaalit ja tuotantoajan, joita tyypillisesti käytetään seuraavissa projekteissa. Jos osan suunnittelu on joustava taivutussäteen suhteen, tuotekehittäjät voivat mukauttaa spesifikaatioitaan hyödyntääkseen toimittajan olemassa olevia taivutustyökaluja (uusien työkalujen käyttämisen sijaan). Tämä auttaa hallitsemaan kustannuksia ja lyhentämään toimitusaikoja.
Kuva 3. Ihanteellinen suurten säteiden taivutusten valmistukseen, rullataivutus putken tai putken muodostamiseksi kolmella rullalla kolmion muotoon.
Määritellyt reiät, urat tai muut ominaisuudet taivutuksessa tai sen lähellä lisäävät työhön aputoiminnon, koska laser on leikattava putken taivutuksen jälkeen. Myös toleranssit vaikuttavat kustannuksiin. Erittäin vaativat työt saattavat vaatia lisäkaroja tai muotteja, mikä voi pidentää asennusaikaa.
Valmistajien on otettava huomioon monia muuttujia hankkiessaan räätälöityjä kyynärpäitä tai mutkia. Tekijät, kuten työkalut, materiaalit, määrä ja työvoima, vaikuttavat kaikki asiaan.
Vaikka putkentaivutuksen tekniikat ja menetelmät ovat kehittyneet vuosien varrella, monet putkentaivutuksen perusasiat pysyvät samoina. Perusasioiden ymmärtäminen ja asiantuntevan toimittajan konsultointi auttavat sinua saavuttamaan parhaat tulokset.
FABRICATOR on Pohjois-Amerikan johtava metallinmuovaus- ja konepajateollisuuden aikakauslehti. Lehti tarjoaa uutisia, teknisiä artikkeleita ja tapaushistorioita, jotka auttavat valmistajia tekemään työnsä tehokkaammin. FABRICATOR on palvellut alaa vuodesta 1970 lähtien.
Nyt täydellä pääsyllä The FABRICATORin digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.
The Tube & Pipe Journalin digitaalinen versio on nyt täysin saavutettavissa, ja se tarjoaa helpon pääsyn arvokkaisiin alan resursseihin.
Nauti täydestä pääsystä STAMPING Journalin digitaaliseen versioon, joka tarjoaa uusimmat tekniset edistysaskeleet, parhaat käytännöt ja alan uutiset metallinleimausmarkkinoille.
Nyt täydellä pääsyllä The Fabricator en Español -lehden digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.