मैंड्रेल बेंडिंग प्रक्रिया शुरू होती है। मैंड्रेल को ट्यूब के भीतरी व्यास में डाला जाता है। बेंडिंग डाई (बाएं) त्रिज्या निर्धारित करती है। क्लैम्पिंग डाई (दाएं) कोण निर्धारित करने के लिए ट्यूब को बेंडिंग डाई के चारों ओर घुमाती है।
विभिन्न उद्योगों में जटिल ट्यूब बेंडिंग की आवश्यकता लगातार बनी हुई है। चाहे वह संरचनात्मक घटक हों, मोबाइल चिकित्सा उपकरण हों, एटीवी या उपयोगिता वाहनों के फ्रेम हों, या यहां तक ​​कि बाथरूम में धातु की सुरक्षा छड़ें हों, हर परियोजना अलग होती है।
वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए अच्छे उपकरण और विशेष रूप से सही विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। किसी भी अन्य विनिर्माण क्षेत्र की तरह, कुशल ट्यूब बेंडिंग की शुरुआत मूल ऊर्जा, किसी भी परियोजना के आधारभूत सिद्धांतों से होती है।
कुछ मूलभूत कारक पाइप या पाइप बेंडिंग परियोजना के दायरे को निर्धारित करने में सहायक होते हैं। सामग्री का प्रकार, अंतिम उपयोग और अनुमानित वार्षिक उपयोग जैसे कारक विनिर्माण प्रक्रिया, इसमें शामिल लागत और डिलीवरी के समय को सीधे प्रभावित करते हैं।
सबसे महत्वपूर्ण कारक वक्रता की डिग्री (डीओबी) है, यानी मोड़ द्वारा निर्मित कोण। इसके बाद सेंटरलाइन त्रिज्या (सीएलआर) आती है, जो मोड़ने योग्य पाइप या ट्यूब की सेंटरलाइन के अनुदिश मापी जाती है। आमतौर पर, प्राप्त की जा सकने वाली सबसे सटीक सीएलआर पाइप या ट्यूब के व्यास की दोगुनी होती है। सेंटरलाइन व्यास (सीएलडी) की गणना करने के लिए सीएलआर को दोगुना करें, जो कि पाइप या ट्यूब की सेंटरलाइन अक्ष से 180 डिग्री के रिटर्न बेंड की दूसरी सेंटरलाइन के बीच की दूरी है।
पाइप या ट्यूब के भीतरी भाग के सबसे चौड़े बिंदु पर आंतरिक व्यास (ID) मापा जाता है। बाहरी व्यास (OD) पाइप या ट्यूब के सबसे चौड़े क्षेत्र पर मापा जाता है, जिसमें दीवार भी शामिल होती है। अंत में, पाइप या ट्यूब की बाहरी और भीतरी सतहों के बीच नाममात्र दीवार की मोटाई मापी जाती है।
बेंड एंगल के लिए उद्योग मानक टॉलरेंस ±1 डिग्री है। प्रत्येक कंपनी का अपना आंतरिक मानक होता है जो उपयोग किए जाने वाले उपकरण और मशीन ऑपरेटर के अनुभव और ज्ञान पर आधारित हो सकता है।
ट्यूबों का माप और मूल्य उनके बाहरी व्यास और गेज (अर्थात दीवार की मोटाई) के अनुसार निर्धारित किया जाता है। सामान्य गेज में 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 और 20 शामिल हैं। गेज जितना कम होगा, दीवार उतनी ही मोटी होगी: 10-गेज ट्यूब की दीवार 0.134 इंच होती है, और 20-गेज ट्यूब की दीवार 0.035 इंच होती है। 1½ इंच और 0.035 इंच बाहरी व्यास वाली ट्यूबों को पार्ट प्रिंट पर "1½ इंच" कहा जाता है।
पाइप को नाममात्र पाइप आकार (एनपीएस), व्यास (इंच में) बताने वाली एक आयामहीन संख्या, और दीवार की मोटाई की तालिका (या अनुसूची) द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। उपयोग के आधार पर पाइप विभिन्न मोटाई की दीवारों में उपलब्ध होते हैं। लोकप्रिय अनुसूचियों में अनुसूची 5, 10, 40 और 80 शामिल हैं।
पार्ट ड्राइंग पर दीवार को 1.66″ पाइप.OD और 0.140 इंच.NPS से चिह्नित किया गया है, इसके बाद शेड्यूल है – इस मामले में, “1¼”.Shi.40 ट्यूब।” पाइप प्लान चार्ट संबंधित NPS और प्लान के बाहरी व्यास और दीवार की मोटाई को निर्दिष्ट करता है।
दीवार का गुणांक, जो बाहरी व्यास और दीवार की मोटाई का अनुपात है, एल्बो के लिए एक और महत्वपूर्ण कारक है। पतली दीवारों वाली सामग्री (18 गेज या उससे कम) का उपयोग करने पर, सिकुड़न या धंसने से बचाने के लिए मोड़ के चाप पर अधिक सहारे की आवश्यकता हो सकती है। इस स्थिति में, गुणवत्तापूर्ण बेंडिंग के लिए मैंड्रेल और अन्य उपकरणों की आवश्यकता होगी।
एक अन्य महत्वपूर्ण तत्व है बेंड D, जो बेंड त्रिज्या के सापेक्ष ट्यूब का व्यास है, जिसे अक्सर D के मान से कई गुना बड़ी बेंड त्रिज्या कहा जाता है। उदाहरण के लिए, 2D बेंड त्रिज्या 3 इंच है और बाहरी व्यास (OD) 6 इंच है। बेंड का D जितना अधिक होगा, बेंड बनाना उतना ही आसान होगा। और दीवार गुणांक जितना कम होगा, बेंड बनाना उतना ही आसान होगा। दीवार गुणांक और बेंड D के बीच यह संबंध पाइप बेंड परियोजना शुरू करने के लिए आवश्यक चीजों को निर्धारित करने में मदद करता है।
चित्र 1. प्रतिशत अंडाकारता की गणना करने के लिए, अधिकतम और न्यूनतम बाहरी व्यास (OD) के बीच के अंतर को नाममात्र बाहरी व्यास (OD) से विभाजित करें।
कुछ परियोजना विनिर्देशों में सामग्री लागत को नियंत्रित करने के लिए पतली ट्यूब या पाइपिंग की आवश्यकता होती है। हालांकि, पतली दीवारों के कारण मोड़ों पर ट्यूब के आकार और स्थिरता को बनाए रखने और झुर्रियों की संभावना को खत्म करने के लिए उत्पादन समय अधिक लग सकता है। कुछ मामलों में, श्रम लागत में यह वृद्धि सामग्री की बचत से अधिक हो जाती है।
जब कोई नली मुड़ती है, तो मोड़ के पास और उसके आसपास उसका गोलाकार आकार 100% तक बिगड़ सकता है। इस विचलन को अंडाकारता कहा जाता है और इसे नली के बाहरी व्यास के सबसे बड़े और सबसे छोटे आयामों के बीच के अंतर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
उदाहरण के लिए, 2 इंच व्यास वाली एक ट्यूब को मोड़ने के बाद उसका माप 1.975 इंच तक हो सकता है। यह 0.025 इंच का अंतर अंडाकारता कारक कहलाता है, जो स्वीकार्य सहनशीलता के भीतर होना चाहिए (चित्र 1 देखें)। भाग के अंतिम उपयोग के आधार पर, अंडाकारता के लिए सहनशीलता 1.5% से 8% तक हो सकती है।
अंडाकारता को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक कोहनी का व्यास (एल्बो डी) और दीवार की मोटाई हैं। पतली दीवारों वाली सामग्रियों में छोटे त्रिज्याओं को मोड़ते समय अंडाकारता को सहनशीलता सीमा के भीतर रखना मुश्किल हो सकता है, लेकिन यह संभव है।
ट्यूब या पाइप को मोड़ते समय मैंड्रेल को उसके भीतर रखकर अंडाकारता को नियंत्रित किया जाता है, या कुछ भागों के विनिर्देशों में, शुरुआत से ही मैंड्रेल पर खींची गई (DOM) ट्यूबिंग का उपयोग किया जाता है। (DOM ट्यूबिंग में आंतरिक व्यास और बाहरी व्यास के लिए बहुत सख्त सहनशीलता होती है।) अंडाकारता सहनशीलता जितनी कम होगी, उतनी ही अधिक टूलिंग और संभावित उत्पादन समय की आवश्यकता होगी।
ट्यूब बेंडिंग प्रक्रियाओं में विशेष निरीक्षण उपकरणों का उपयोग करके यह सत्यापित किया जाता है कि निर्मित पुर्जे विनिर्देशों और सहनशीलता मानकों को पूरा करते हैं (चित्र 2 देखें)। आवश्यकतानुसार कोई भी आवश्यक समायोजन सीएनसी मशीन में स्थानांतरित किया जा सकता है।
रोल बेंडिंग, बड़े त्रिज्या वाले मोड़ बनाने के लिए आदर्श है। इसमें पाइप या ट्यूबिंग को त्रिकोणीय आकार में लगे तीन रोलर्स से गुजारा जाता है (चित्र 3 देखें)। आमतौर पर स्थिर रहने वाले दो बाहरी रोलर्स सामग्री के निचले हिस्से को सहारा देते हैं, जबकि अंदर का समायोज्य रोलर सामग्री के ऊपरी हिस्से पर दबाव डालता है।
संपीड़न बेंडिंग। इस अपेक्षाकृत सरल विधि में, बेंडिंग डाई स्थिर रहती है जबकि काउंटर-डाई फिक्स्चर के चारों ओर सामग्री को मोड़ती या संपीड़ित करती है। इस विधि में मैंड्रेल का उपयोग नहीं होता है और बेंडिंग डाई और वांछित बेंडिंग त्रिज्या के बीच सटीक मिलान आवश्यक है (चित्र 4 देखें)।
मोड़ना और झुकाना। ट्यूब को मोड़ने के सबसे सामान्य रूपों में से एक रोटेशनल स्ट्रेच बेंडिंग (जिसे मैंड्रेल बेंडिंग भी कहा जाता है) है, जिसमें बेंडिंग और प्रेशर डाई और मैंड्रेल का उपयोग किया जाता है। मैंड्रेल धातु की छड़ें या कोर होते हैं जो पाइप या ट्यूब को मोड़ते समय सहारा देते हैं। मैंड्रेल का उपयोग ट्यूब को मोड़ने के दौरान ढहने, चपटा होने या सिकुड़ने से रोकता है, जिससे ट्यूब का आकार बना रहता है और सुरक्षित रहता है (चित्र 5 देखें)।
इस विधा में दो या दो से अधिक केंद्ररेखा त्रिज्याओं की आवश्यकता वाले जटिल भागों के लिए बहु-त्रिज्या बेंडिंग शामिल है। बहु-त्रिज्या बेंडिंग उन भागों के लिए भी बेहतरीन है जिनमें बड़ी केंद्ररेखा त्रिज्याएँ होती हैं (कठोर औजारों का उपयोग संभव नहीं हो सकता है) या जटिल भाग जिन्हें एक पूर्ण चक्र में आकार देना होता है।
चित्र 2. विशेष उपकरण वास्तविक समय में निदान प्रदान करते हैं जिससे ऑपरेटरों को पुर्जों के विनिर्देशों की पुष्टि करने या उत्पादन के दौरान आवश्यक सुधारों को करने में मदद मिलती है।
इस प्रकार की बेंडिंग करने के लिए, रोटरी ड्रॉ बेंडर में दो या दो से अधिक टूल सेट दिए जाते हैं, प्रत्येक वांछित त्रिज्या के लिए एक। डुअल हेड प्रेस ब्रेक पर कस्टम सेटअप – एक दाईं ओर बेंडिंग के लिए और दूसरा बाईं ओर बेंडिंग के लिए – एक ही पार्ट पर छोटी और बड़ी दोनों त्रिज्याएँ प्रदान कर सकते हैं। बाएँ और दाएँ एल्बो के बीच का संक्रमण आवश्यकतानुसार कई बार दोहराया जा सकता है, जिससे ट्यूब को हटाए बिना या किसी अन्य मशीनरी को शामिल किए बिना जटिल आकृतियों को पूरी तरह से आकार दिया जा सकता है (चित्र 6 देखें)।
प्रारंभ करने के लिए, तकनीशियन बेंड डेटा शीट या प्रोडक्शन प्रिंट में दी गई ट्यूब की ज्यामिति के अनुसार मशीन को सेट करता है, और प्रिंट से निर्देशांक, लंबाई, घूर्णन और कोण डेटा दर्ज या अपलोड करता है। इसके बाद, बेंडिंग सिमुलेशन किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि बेंडिंग चक्र के दौरान ट्यूब मशीन और उपकरणों से टकराए बिना आगे बढ़ सकेगी। यदि सिमुलेशन में कोई टकराव या अवरोध दिखाई देता है, तो ऑपरेटर आवश्यकतानुसार मशीन को समायोजित करता है।
हालांकि यह विधि आमतौर पर स्टील या स्टेनलेस स्टील से बने भागों के लिए आवश्यक होती है, लेकिन अधिकांश औद्योगिक धातुओं, दीवार की मोटाई और लंबाई को इसमें समायोजित किया जा सकता है।
मुक्त बेंडिंग। एक अधिक रोचक विधि, मुक्त बेंडिंग में एक डाई का उपयोग किया जाता है जो मोड़ने वाली पाइप या ट्यूब के समान आकार की होती है (चित्र 7 देखें)। यह तकनीक 180 डिग्री से अधिक कोणीय या बहु-त्रिज्या वाले मोड़ों के लिए उत्कृष्ट है, जिनमें प्रत्येक मोड़ के बीच कुछ सीधे खंड होते हैं (पारंपरिक घूर्णी खिंचाव बेंड में उपकरण को पकड़ने के लिए कुछ सीधे खंडों की आवश्यकता होती है)। मुक्त बेंडिंग में क्लैम्पिंग की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए यह ट्यूब या पाइप पर निशान लगने की किसी भी संभावना को समाप्त कर देती है।
पतली दीवारों वाली ट्यूबिंग—जो अक्सर खाद्य और पेय पदार्थों की मशीनरी, फर्नीचर के पुर्जों और चिकित्सा या स्वास्थ्य देखभाल उपकरणों में उपयोग की जाती है—आसानी से मोड़ने के लिए आदर्श होती है। इसके विपरीत, मोटी दीवारों वाले हिस्से उपयुक्त विकल्प नहीं हो सकते हैं।
पाइप मोड़ने की अधिकांश परियोजनाओं के लिए औजारों की आवश्यकता होती है। रोटरी स्ट्रेच बेंडिंग में, तीन सबसे महत्वपूर्ण औजार बेंडिंग डाई, प्रेशर डाई और क्लैम्पिंग डाई हैं। बेंड की त्रिज्या और दीवार की मोटाई के आधार पर, स्वीकार्य बेंड प्राप्त करने के लिए मैंड्रेल और वाइपर डाई की भी आवश्यकता हो सकती है। कई बेंड वाले भागों के लिए एक कॉलेट की आवश्यकता होती है जो ट्यूब के बाहरी हिस्से को पकड़ता है और धीरे से बंद करता है, आवश्यकतानुसार घूमता है, और ट्यूब को अगले बेंड पर ले जाता है।
इस प्रक्रिया का मुख्य भाग डाई को मोड़कर पार्ट की सेंटरलाइन त्रिज्या बनाना है। डाई का अवतल चैनल ट्यूब के बाहरी व्यास के साथ फिट बैठता है और मोड़ते समय सामग्री को पकड़ने में मदद करता है। साथ ही, प्रेशर डाई ट्यूब को बेंडिंग डाई के चारों ओर लपेटते समय उसे पकड़कर स्थिर रखती है। क्लैम्पिंग डाई, प्रेसिंग डाई के साथ मिलकर काम करती है और ट्यूब को बेंडिंग डाई के सीधे खंड के साथ गति करते समय पकड़े रखती है। बेंड डाई के अंत के पास, जब आवश्यक हो, सामग्री की सतह को चिकना करने, ट्यूब की दीवारों को सहारा देने और झुर्रियों और धारियों को रोकने के लिए डॉक्टर डाई का उपयोग करें।
पाइपों या ट्यूबों को सहारा देने, ट्यूबों को ढहने या मुड़ने से बचाने और उनके अंडाकार आकार को कम करने के लिए मैंड्रेल कांस्य मिश्र धातु या क्रोम-प्लेटेड स्टील के इंसर्ट होते हैं। सबसे आम प्रकार बॉल मैंड्रेल है। बहु-त्रिज्या वाले मोड़ों और मानक दीवार मोटाई वाले वर्कपीस के लिए आदर्श, बॉल मैंड्रेल का उपयोग वाइपर, फिक्स्चर और प्रेशर डाई के साथ किया जाता है; ये सभी मिलकर मोड़ को पकड़ने, स्थिर करने और चिकना करने के लिए आवश्यक दबाव को बढ़ाते हैं। प्लग मैंड्रेल मोटी दीवारों वाले पाइपों में बड़े त्रिज्या वाले एल्बो के लिए एक ठोस रॉड है जिसमें वाइपर की आवश्यकता नहीं होती है। फॉर्मिंग मैंड्रेल मुड़े हुए (या आकार दिए गए) सिरों वाली ठोस रॉड होती हैं जिनका उपयोग मोटी दीवारों वाली ट्यूबों या औसत त्रिज्या पर मुड़ी हुई ट्यूबों के अंदरूनी हिस्से को सहारा देने के लिए किया जाता है। इसके अतिरिक्त, वर्गाकार या आयताकार ट्यूबों की आवश्यकता वाले प्रोजेक्ट के लिए विशेष मैंड्रेल की आवश्यकता होती है।
सटीक बेंडिंग के लिए उचित उपकरण और सेटअप आवश्यक हैं। अधिकांश पाइप बेंडिंग कंपनियों के पास उपकरण स्टॉक में होते हैं। यदि उपलब्ध न हों, तो विशिष्ट बेंड त्रिज्या के अनुरूप उपकरण उपलब्ध कराने होंगे।
बेंडिंग डाई बनाने की शुरुआती लागत में काफी अंतर हो सकता है। यह एकमुश्त शुल्क आवश्यक टूल बनाने के लिए आवश्यक सामग्री और उत्पादन समय को कवर करता है, जिनका उपयोग आमतौर पर बाद के प्रोजेक्ट्स में किया जाता है। यदि पार्ट डिज़ाइन बेंड रेडियस के मामले में लचीला है, तो प्रोडक्ट डेवलपर आपूर्तिकर्ता के मौजूदा बेंडिंग टूलिंग का लाभ उठाने के लिए अपनी विशिष्टताओं को समायोजित कर सकते हैं (नए टूलिंग का उपयोग करने के बजाय)। इससे लागत को नियंत्रित करने और लीड टाइम को कम करने में मदद मिलती है।
चित्र 3. बड़े त्रिज्या वाले मोड़ों के उत्पादन के लिए आदर्श, त्रिकोणीय विन्यास में तीन रोलर्स के साथ ट्यूब या ट्यूब बनाने के लिए रोल बेंडिंग।
ट्यूब को मोड़ने के बाद ही लेजर कटिंग करनी होती है, इसलिए मोड़ पर या उसके आस-पास निर्दिष्ट छेद, खांचे या अन्य विशेषताएं बनाने से काम में एक अतिरिक्त प्रक्रिया जुड़ जाती है। सहनशीलता भी लागत को प्रभावित करती है। बहुत जटिल कार्यों के लिए अतिरिक्त मैंड्रेल या डाई की आवश्यकता हो सकती है, जिससे सेटअप का समय बढ़ सकता है।
कस्टम एल्बो या बेंड की सोर्सिंग करते समय निर्माताओं को कई कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है। उपकरण, सामग्री, मात्रा और श्रम जैसे कारक सभी इसमें भूमिका निभाते हैं।
हालांकि पाइप मोड़ने की तकनीक और विधियां वर्षों से उन्नत होती जा रही हैं, फिर भी पाइप मोड़ने के कई मूलभूत सिद्धांत वही बने हुए हैं। इन मूलभूत सिद्धांतों को समझना और किसी जानकार आपूर्तिकर्ता से परामर्श करना आपको सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने में सहायक होगा।
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