A tüskehajlítási művelet megkezdi a ciklusát. A tüskét behelyezik a cső belső átmérőjébe. A hajlítószerszám (balra) határozza meg a sugarat. A szorítószerszám (jobbra) vezeti a csövet a hajlítószerszám körül a szög meghatározásához.
Az iparágakban továbbra is töretlen az igény a komplex csőhajlításra. Legyen szó szerkezeti elemekről, mobil orvosi berendezésekről, ATV-k vagy haszongépjárművek vázairól, vagy akár fém biztonsági rudakról a fürdőszobákban, minden projekt más.
A kívánt eredmények eléréséhez jó felszerelésre és különösen a megfelelő szakértelemre van szükség. Mint minden más gyártási ágban, a hatékony csőhajlítás is az alapvető vitalitással, minden projekt alapjául szolgáló alapelvekkel kezdődik.
Néhány alapvető vitalitás segít meghatározni egy cső vagy csőhajlítási projekt hatókörét. Az olyan tényezők, mint az anyagtípus, a végfelhasználás és a becsült éves felhasználás közvetlenül befolyásolják a gyártási folyamatot, a felmerülő költségeket és a szállítási határidőket.
Az első kritikus mag a görbületi fok (DOB), vagyis a hajlítás által bezárt szög. Ezután következik a középvonal-sugár (CLR), amely a hajlítandó cső vagy cső középvonalán fut. Általában a legszűkebb elérhető CLR a cső vagy cső átmérőjének kétszerese. A CLR megduplázásával kiszámítható a középvonal-átmérő (CLD), amely a cső vagy cső középvonalától egy másik 180 fokos visszatérő hajlítás középvonalán át mért távolság.
A belső átmérőt (ID) a cső vagy cső belsejében lévő nyílás legszélesebb pontján mérik. A külső átmérőt (OD) a cső vagy cső legszélesebb felületén mérik, beleértve a falat is. Végül a névleges falvastagságot a cső vagy cső külső és belső felülete között mérik.
A hajlítási szög iparági szabvány szerinti tűréshatára ±1 fok. Minden vállalatnak van egy belső szabványa, amely a használt berendezéseken, valamint a gépkezelő tapasztalatán és tudásán alapulhat.
A csöveket külső átmérőjük és vastagságuk (azaz falvastagságuk) alapján mérik és adják meg. A gyakori vastagságok közé tartozik a 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 és 20. Minél alacsonyabb a vastagság, annál vastagabb a fal: 10-ga. A cső falvastagsága 0,134 hüvelyk, a cső külső átmérője pedig 20-ga. A cső falvastagsága 0,035 hüvelyk, 1½ hüvelyk és 0,035 hüvelyk. A falat az alkatrésznyomtatáson „1½ hüvelyk”-nek nevezik. 20-ga.tube.”
A csövet a névleges csőméret (NPS), az átmérőt (hüvelykben) leíró dimenzió nélküli szám és a falvastagság-táblázat (vagy Sch.) határozza meg. A csövek a felhasználásuktól függően különböző falvastagságban kaphatók. A népszerű táblák közé tartozik az 5., 10., 40. és 80. Sch.
Egy 1,66 hüvelykes külső átmérőjű és 0,140 hüvelykes cső. Az alkatrész rajzán az NPS megjelölte a falat, majd a jegyzéket – ebben az esetben „1¼”. Shi.40 csövek. A csőtervdiagram meghatározza a kapcsolódó NPS és terv külső átmérőjét és falvastagságát.
A faltényező, ami a külső átmérő és a falvastagság aránya, egy másik fontos tényező a könyökök esetében. Vékony falú anyagok (18 ga vagy annál kisebb) használata esetén nagyobb alátámasztásra lehet szükség a hajlítási ívnél a gyűrődés vagy a megereszkedés elkerülése érdekében. Ebben az esetben a minőségi hajlításhoz tüskékre és egyéb szerszámokra lesz szükség.
Egy másik fontos elem a D hajlítás, a cső átmérőjének a hajlítási sugárhoz viszonyított aránya, amelyet gyakran a D értékének sokszorosának hajlítási sugárként emlegetnek. Például egy 2D hajlítási sugár 3 hüvelyk külső átmérőjű cső 6 hüvelyk. Minél nagyobb a hajlítás D értéke, annál könnyebb a hajlítás kialakítása. És minél alacsonyabb a falvastagság-tényező, annál könnyebb a hajlítás. Ez a falvastagság-tényező és a D hajlítás közötti összefüggés segít meghatározni, hogy mi szükséges egy csőhajlítási projekt elkezdéséhez.
1. ábra. Az ovalitás százalékos kiszámításához ossza el a maximális és minimális OD közötti különbséget a névleges OD-val.
Egyes projektspecifikációk vékonyabb csöveket vagy csővezetékeket írnak elő az anyagköltségek kezelése érdekében. A vékonyabb falak azonban több gyártási időt igényelhetnek a cső alakjának és állandóságának megőrzése érdekében a hajlításoknál, valamint a gyűrődések esélyének kiküszöbölése érdekében. Bizonyos esetekben ezek a megnövekedett munkaköltségek meghaladják az anyagmegtakarítást.
Amikor a cső meghajlik, a hajlítás közelében és körülötte a kerek alakjának 100%-át elveszítheti. Ezt az eltérést ovalitásnak nevezik, és a cső külső átmérőjének legnagyobb és legkisebb mérete közötti különbségként definiálják.
Például egy 2 hüvelykes külső átmérőjű cső hajlítás után akár 1,975 hüvelyket is elérhet. Ez a 0,025 hüvelykes különbség az ovalitási tényező, amelynek az elfogadható tűréshatárokon belül kell lennie (lásd az 1. ábrát). Az alkatrész végfelhasználásától függően az ovalitás tűréshatára 1,5% és 8% között lehet.
Az ovalitást befolyásoló fő tényezők a könyök D-je és a falvastagság. A vékony falú anyagokban a kis hajlítási sugaraknál nehéz lehet az ovalitást a tűréshatáron belül tartani, de ez lehetséges.
Az ovalitást úgy szabályozzák, hogy a hajlító tüskét a csőbe vagy csővezetékbe helyezik hajlítás közben, vagy egyes alkatrészspecifikációkban a tüskére húzott (DOM) csövet használnak a kezdetektől fogva. (A DOM cső belső és külső átmérőjének tűrése nagyon szűk.) Minél alacsonyabb az ovalitási tűréshatár, annál több szerszámra és potenciális gyártási időre van szükség.
A csőhajlítási műveletek speciális ellenőrző berendezéseket használnak annak ellenőrzésére, hogy a formázott alkatrészek megfelelnek-e a specifikációknak és a tűréseknek (lásd a 2. ábrát). A szükséges beállítások szükség szerint átvihetők a CNC gépre.
hengerlés. A nagy sugarú hajlítások létrehozására ideális hengerléses hajlítás során a csövet vagy csővezetéket három görgőn, háromszög alakú konfigurációban vezetik át (lásd a 3. ábrát). A két külső, általában rögzített görgő az anyag alját támasztja alá, míg a belső, állítható görgő az anyag tetejére nyomódik.
Nyomóhajlítás. Ennél a meglehetősen egyszerű módszernél a hajlítószerszám mozdulatlan marad, miközben az ellenszerszám hajlítja vagy összenyomja az anyagot a rögzítendő tárgy körül. Ez a módszer nem használ tüskét, és a hajlítószerszám és a kívánt hajlítási sugár pontos illeszkedését igényli (lásd a 4. ábrát).
Csavarás és hajlítás. A csőhajlítás egyik leggyakoribb formája a forgó nyújtó hajlítás (más néven tüskés hajlítás), amely hajlító- és nyomószerszámokat, valamint tüskéket használ. A tüskék fémrúdbetétek vagy magok, amelyek hajlításkor megtámasztják a csövet. A tüske használata megakadályozza a cső összeomlását, ellaposodását vagy gyűrődését hajlítás közben, ezáltal megőrzi és védi a cső alakját (lásd az 5. ábrát).
Ez a szakterület magában foglalja a többsugarú hajlítást összetett alkatrészekhez, amelyek két vagy több középvonal-sugarat igényelnek. A többsugarú hajlítás nagyszerűen alkalmazható nagy középvonal-sugaras alkatrészekhez (a kemény szerszámozás nem feltétlenül lehetséges), vagy összetett alkatrészekhez, amelyeket egyetlen teljes ciklusban kell megformázni.
2. ábra. A speciális berendezések valós idejű diagnosztikát biztosítanak, hogy segítsék a kezelőket az alkatrész-specifikációk megerősítésében vagy a gyártás során szükséges korrekciók elvégzésében.
Az ilyen típusú hajlítás elvégzéséhez a forgó húzóhajlító két vagy több szerszámkészlettel van felszerelve, minden kívánt sugárhoz egy-egy. A kettős fejű élhajlító egyedi beállításai – az egyik a jobbra, a másik a balra hajlításhoz – ugyanazon a darabon kis és nagy sugarakat is biztosíthatnak. A bal és jobb könyök közötti átmenet annyiszor ismételhető, ahányszor csak szükséges, így összetett alakzatok is kialakíthatók a cső eltávolítása vagy más gépek használata nélkül (lásd a 6. ábrát).
Kezdésként a technikus a hajlítási adatlapon vagy a gyártási nyomatban feltüntetett csőgeometria szerint állítja be a gépet, a nyomatról beírva vagy feltöltve a koordinátákat a hossz-, forgás- és szögadatokkal együtt. Ezután következik a hajlítási szimuláció, amely biztosítja, hogy a cső a hajlítási ciklus során elférjen a gép és a szerszámok elől. Ha a szimuláció ütközést vagy interferenciát mutat, a kezelő szükség szerint beállítja a gépet.
Bár ezt a módszert jellemzően acélból vagy rozsdamentes acélból készült alkatrészekhez kell alkalmazni, a legtöbb ipari fém, falvastagság és hosszúság alkalmazható.
Szabad hajlítás. Egy érdekesebb módszer a szabad hajlítás, amely egy olyan szerszámot használ, amely megegyezik a hajlítandó cső vagy cső méretével (lásd a 7. ábrát). Ez a technika kiválóan alkalmas 180 foknál nagyobb szögletes vagy több sugarú hajlításokhoz, ahol az egyes hajlítások között kevés egyenes szakasz van (a hagyományos forgó nyújtó hajlításokhoz néhány egyenes szakasz szükséges a szerszám megfogásához). A szabad hajlítás nem igényel befogást, így kiküszöböli a csövek vagy csővezetékek jelölésének lehetőségét.
A vékony falú csövek – amelyeket gyakran használnak élelmiszer- és italgyártó gépekben, bútoralkatrészekben, valamint orvosi vagy egészségügyi berendezésekben – ideálisak a szabad hajlításhoz. Ezzel szemben a vastagabb falú alkatrészek nem feltétlenül alkalmasak erre.
A legtöbb csőhajlítási projekthez szerszámokra van szükség. A forgó-nyújtó hajlításnál a három legfontosabb szerszám a hajlítószerszám, a nyomószerszám és a szorítószerszám. A hajlítási sugártól és a falvastagságtól függően tüskére és törlőszerszámra is szükség lehet az elfogadható hajlítások eléréséhez. A többszörös hajlítással rendelkező alkatrészekhez olyan szorítóhüvelyre van szükség, amely megfogja és finoman záródik a cső külsejéhez, szükség szerint elforgatja, és a csövet a következő hajlításhoz mozgatja.
A folyamat lényege a szerszám hajlítása, hogy kialakítsák az alkatrész középvonalának sugarát. A szerszám konkáv csatornás szerszáma illeszkedik a cső külső átmérőjéhez, és segít megtartani az anyagot hajlítás közben. Ugyanakkor a nyomószerszám tartja és stabilizálja a csövet, miközben az a hajlítószerszám köré tekeredik. A szorítószerszám a présszerszámmal együttműködve a csövet a hajlítószerszám egyenes szakaszához rögzíti mozgás közben. A hajlítószerszám vége közelében használjon lehúzó szerszámot, ha az anyag felületének simítására, a csőfalak megtámasztására, valamint a gyűrődések és csíkozódások megelőzésére van szükség.
Tüskék, bronzötvözetből vagy krómozott acélbetétek csövek vagy csővezetékek megtámasztására, a csövek összeomlásának vagy megtörésének megakadályozására és az ovalitás minimalizálására. A leggyakoribb típus a gömbtüske. Ideális több sugarú hajlításokhoz és szabványos falvastagságú munkadarabokhoz, a gömbtüskét a törővel, a rögzítővel és a nyomószerszámmal együtt használják; együttesen növelik a hajlítás megtartásához, stabilizálásához és simításához szükséges nyomást. A dugótüske egy tömör rúd nagy sugarú könyökökhöz vastag falú csövekben, amelyekhez nincs szükség törlőkendőre. Az alakítótüskék hajlított (vagy formázott) végű tömör rudak, amelyeket vastagabb falú csövek vagy átlagos sugárra hajlított csövek belsejének megtámasztására használnak. Ezenkívül a négyzet vagy téglalap alakú csöveket igénylő projektekhez speciális tüskékre van szükség.
A pontos hajlításhoz megfelelő szerszámok és beállítások szükségesek. A legtöbb csőhajlító cég raktáron tart szerszámokat. Ha ezek nem állnak rendelkezésre, akkor a szerszámokat az adott hajlítási sugárhoz kell beszerezni.
A hajlítószerszám elkészítésének kezdeti költsége széles skálán mozoghat. Ez az egyszeri díj fedezi a szükséges szerszámok elkészítéséhez szükséges anyagokat és gyártási időt, amelyeket jellemzően a későbbi projektekhez használnak. Ha az alkatrész kialakítása rugalmas a hajlítási sugár tekintetében, a termékfejlesztők módosíthatják a specifikációikat, hogy kihasználják a beszállító meglévő hajlítószerszámait (az új szerszámok használata helyett). Ez segít a költségek kezelésében és a gyártási idők lerövidítésében.
3. ábra. Nagy sugarú hajlítások előállításához ideális, hengerelt hajlítás cső vagy három görgővel háromszög alakú cső kialakításához.
A hajlításnál vagy annak közelében lévő meghatározott furatok, rések vagy egyéb jellemzők egy kiegészítő műveletet adnak a munkához, mivel a lézert a cső hajlítása után kell vágni. A tűrések a költségeket is befolyásolják. A nagyon igényes munkákhoz további tüskékre vagy szerszámokra lehet szükség, ami növelheti a beállítási időt.
Számos változót kell figyelembe venniük a gyártóknak az egyedi könyökök vagy ívek beszerzésekor. Az olyan tényezők, mint a szerszámok, az anyagok, a mennyiség és a munkaerő mind szerepet játszanak.
Bár a csőhajlítási technikák és módszerek az évek során sokat fejlődtek, sok csőhajlítási alapelv változatlan maradt. Az alapok megértése és egy hozzáértő beszállítóval való konzultáció segít a legjobb eredmények elérésében.
A FABRICATOR Észak-Amerika vezető fémmegmunkáló és -megmunkáló iparági magazinja. A magazin híreket, műszaki cikkeket és esettanulmányokat közöl, amelyek lehetővé teszik a gyártók számára, hogy hatékonyabban végezzék munkájukat. A FABRICATOR 1970 óta szolgálja az iparágat.
Mostantól teljes hozzáféréssel a The FABRICATOR digitális kiadásához, könnyű hozzáféréssel az értékes iparági forrásokhoz.
A The Tube & Pipe Journal digitális kiadása mostantól teljes mértékben hozzáférhető, könnyű hozzáférést biztosítva az értékes iparági forrásokhoz.
Élvezze a STAMPING Journal digitális kiadásának teljes hozzáférését, amely a fémbélyegző piac legújabb technológiai fejlesztéseit, legjobb gyakorlatait és iparági híreit tartalmazza.
Mostantól teljes hozzáféréssel a The Fabricator en Español digitális kiadásához, könnyű hozzáféréssel az értékes iparági forrásokhoz.