Questi inserti a pettine sono progettati per essere montati su staffe speciali e contribuiscono a eliminare le pieghe in diverse applicazioni per alberi a gomiti.
Un cliente si rivolge a voi per una lavorazione di tubi a 90 gradi. Questa applicazione richiede tubi da 2 pollici. Diametro esterno (OD) 0,065 pollici. Spessore della parete 4 pollici. Raggio centrale (CLR). Il cliente necessita di 200 pezzi a settimana per un anno.
Requisiti degli stampi: stampi di piegatura, stampi di serraggio, stampi di pressatura, mandrini e stampi di pulizia. Nessun problema. Sembra che tutti gli strumenti necessari per piegare alcuni prototipi siano in magazzino e pronti all'uso. Dopo aver impostato il programma della macchina, l'operatore carica il tubo ed esegue una piegatura di prova per assicurarsi che la macchina necessiti di regolazioni. La prima piegatura è andata a buon fine ed è risultata perfetta. Pertanto, il produttore invia diversi campioni di tubi piegati al cliente, che poi stipula un contratto, il che porterà sicuramente a un'attività redditizia e regolare. Tutto sembra andare per il meglio.
Passarono i mesi e lo stesso cliente desiderava ridurre i costi dei materiali. Questa nuova applicazione richiedeva tubi con diametro esterno di 2" x spessore della parete di 0,035" e CLR di 3 pollici. Gli utensili di un'altra applicazione erano conservati internamente dall'azienda, quindi l'officina poteva produrre immediatamente i prototipi. L'operatore caricava tutti gli utensili sulla pressa piegatrice e provava a controllare la piega. La prima piega uscì dalla macchina con delle pieghe all'interno. Perché? Ciò era dovuto a un componente dell'utensile particolarmente importante per la piegatura di tubi con pareti sottili e raggi piccoli: la matrice raschiatrice.
Nel processo di piegatura di un tubo di aspirazione rotante, accadono due cose: la parete esterna del tubo collassa e si assottiglia, mentre la parte interna si restringe e collassa. I requisiti minimi per gli utensili di piegatura dei tubi con bracci rotanti sono una matrice di piegatura attorno alla quale viene piegato il tubo e una matrice di bloccaggio per tenere fermo il tubo mentre viene piegato attorno alla matrice di piegatura.
La matrice di serraggio contribuisce a mantenere una pressione costante sul tubo nel punto di tangenza dove si verifica la curvatura. Ciò fornisce la forza di reazione che crea la curvatura. La lunghezza della matrice dipende dalla curvatura del pezzo e dal raggio della linea centrale.
L'applicazione stessa determinerà gli strumenti necessari. In alcuni casi, sono sufficienti solo matrici di piegatura, matrici di serraggio e matrici di pressatura. Se la lavorazione prevede pareti spesse che producono ampi raggi di curvatura, potrebbe non essere necessaria una matrice raschiatrice o un mandrino. Altre applicazioni richiedono un set completo di utensili, tra cui una matrice di rettifica, un mandrino e (su alcune macchine) una pinza per guidare il tubo e piegare il piano di rotazione durante il processo di piegatura (vedere Figura 1).
Le matrici a tergicristallo aiutano a mantenere ed eliminare le pieghe sul raggio interno della curva. Inoltre, riducono al minimo la deformazione all'esterno del tubo. Le pieghe si formano quando il mandrino all'interno del tubo non è più in grado di fornire una forza reattiva sufficiente.
Durante la piegatura, il raschiatore viene sempre utilizzato con un mandrino inserito nel tubo. Il compito principale del mandrino è quello di controllare la forma del raggio esterno della curva. I mandrini supportano anche i raggi interni, sebbene forniscano un supporto completo solo per applicazioni che coinvolgono una gamma limitata di determinate curve a D e rapporti di spessore della parete. La curva a D è data dal rapporto di curvatura (CLR) diviso per il diametro esterno del tubo, e il fattore di spessore della parete è dato dal diametro esterno del tubo diviso per lo spessore della parete del tubo (vedere Figura 2).
Le matrici di raschiatura vengono utilizzate quando il mandrino non è più in grado di fornire un controllo o un supporto adeguato per il raggio interno. In generale, è necessaria una matrice di estrazione per piegare qualsiasi mandrino a parete sottile. (I mandrini a parete sottile sono talvolta chiamati mandrini a passo fine, dove il passo è la distanza tra le sfere sul mandrino.) La scelta del mandrino e della matrice dipende dal diametro esterno del tubo, dallo spessore della parete del tubo e dal raggio di curvatura.
La corretta impostazione della matrice di rettifica diventa particolarmente importante quando le applicazioni richiedono pareti più sottili o raggi più piccoli. Si consideri nuovamente l'esempio all'inizio di questo articolo. Ciò che funziona per 4 pollici potrebbe non essere adatto a CLR per 3 pollici. Le modifiche ai materiali richieste da CLR e dai clienti per risparmiare denaro sono accompagnate dalla maggiore precisione necessaria per calibrare la matrice.
Figura 1 I componenti principali di una piegatrice rotativa per tubi sono il morsetto, la piegatrice e le matrici di serraggio. Alcune installazioni possono richiedere l'inserimento di un mandrino nel tubo, mentre altre richiedono l'uso di una testa raschiatrice per mandrino. La pinza (non denominata in questo contesto, ma situata al centro dove verrà inserito il tubo) aiuta a guidare il tubo durante il processo di piegatura. La distanza tra la tangente (il punto in cui avviene la piegatura) e la punta del raschiatore è chiamata offset teorico del raschiatore.
La scelta della matrice raschiatrice corretta, un adeguato supporto da parte della matrice di piegatura, della matrice stessa e del mandrino, e il posizionamento corretto della matrice di pulizia per eliminare gli spazi vuoti che causano grinze e deformazioni, sono elementi chiave per ottenere curve strette e di alta qualità. In genere, la posizione della punta del pettine dovrebbe essere compresa tra 0,060 e 0,300 pollici dalla tangente (vedere la deflessione teorica del pettine mostrata in Figura 1), a seconda delle dimensioni e del raggio del tubo. Si prega di verificare le dimensioni esatte con il proprio fornitore di utensili.
Assicurarsi che la punta della matrice tergicristallo sia a filo con la scanalatura del tubo e che non vi siano spazi vuoti (o "rigonfiamenti") tra la punta del tergicristallo e la scanalatura del tubo. Verificare inoltre le impostazioni della pressione dello stampo. Se il pettine è nella posizione corretta rispetto alla scanalatura del tubo, applicare una leggera pressione alla matrice di pressione per spingere il tubo nella matrice di piegatura e contribuire a eliminare le pieghe.
Le matrici di raschiatori sono disponibili in diverse forme e dimensioni. È possibile acquistare matrici di raschiatori rettangolari/quadrate per tubi rettangolari e quadrati, oppure utilizzare raschiatori sagomati/contornati per adattarsi a forme specifiche e supportare caratteristiche particolari.
I due stili più comuni sono la matrice di raschiatori a dorso quadrato monoblocco e il porta-raschiatori a lama. Le matrici di raschiatori a dorso quadrato (vedere Figura 3) sono utilizzate per prodotti a parete sottile, curve a D strette (tipicamente 1,25D o inferiori), applicazioni aerospaziali, applicazioni ad alta estetica e produzioni di piccoli e medi lotti.
Per curve inferiori a 2D, è possibile iniziare con una matrice raschiatrice a dorso quadrato, semplificando il processo. Ad esempio, si può iniziare con un raschietto curvo 2D a dorso quadrato con un fattore di parete di 150. In alternativa, per applicazioni meno aggressive come curve 2D con un fattore di parete di 25, è possibile utilizzare un portaraschietto con lama.
Le piastre tergicristallo con parte posteriore quadrata offrono il massimo supporto per il raggio interno. Possono anche essere tagliate dopo l'usura della punta, ma sarà necessario regolare la macchina per adattarsi alla matrice tergicristallo più corta dopo il taglio.
Un altro tipo comune di porta-lame raschianti è più economico e conveniente per realizzare curve (vedere Figura 4). Possono essere utilizzati per curve a D da moderate a strette, nonché per piegare tubi di vario tipo con lo stesso diametro esterno e CLR. Non appena si nota l'usura della punta, è possibile sostituirla. In tal caso, la punta si posizionerà automaticamente nella stessa posizione della lama precedente, il che significa che non è necessario regolare il montaggio del braccio tergicristallo. Si noti, tuttavia, che la configurazione e la posizione della chiave della lama sul porta-matrice di pulizia sono diverse, quindi è necessario assicurarsi che il design della lama corrisponda al design del porta-spazzole.
I porta-tergicristallo con inserti riducono i tempi di impostazione, ma non sono consigliati per raggi di curvatura ridotti. Inoltre, non sono adatti per tubi o profili rettangolari o quadrati. Sia i pettini tergicristallo con dorso quadrato che i bracci tergicristallo con inserto possono essere prodotti in prossimità. Le matrici di tergicristallo senza contatto sono progettate per ridurre al minimo gli sprechi di tubo, consentendo lunghezze di lavoro più corte estendendo l'attacco dietro il tergicristallo e permettendo di posizionare la pinza (blocco guida tubo) più vicino alla matrice di piegatura (vedere Figura 5).
L'obiettivo è ridurre la lunghezza del tubo necessaria, risparmiando così materiale per l'applicazione corretta. Sebbene questi tergicristalli senza contatto riducano gli sprechi, offrono un supporto inferiore rispetto ai tergicristalli posteriori quadrati standard o ai supporti tergicristalli standard con spazzole.
Assicurati di utilizzare il miglior materiale possibile per la matrice raschiatrice. Il bronzo all'alluminio dovrebbe essere utilizzato per piegare materiali duri come acciaio inossidabile, titanio e leghe INCONEL. Quando si piegano materiali più morbidi come acciaio dolce, rame e alluminio, utilizzare una matrice raschiatrice in acciaio o acciaio al cromo (vedi figura 6).
Figura 2 In generale, le applicazioni meno aggressive non richiedono un chip di pulizia. Per leggere questo grafico, vedere le legende sopra.
Quando si utilizza un manico di coltello con una lama, il manico è solitamente in acciaio, ma in alcuni casi sia il manico che la punta possono dover essere in bronzo all'alluminio.
Sia che si utilizzi un pettine o un portaspazzole con lame, la configurazione della macchina sarà la stessa. Tenendo il tubo completamente bloccato, posizionare il raschietto sulla curva e sul retro del tubo. La punta del raschietto si incastrerà in posizione colpendo la parte posteriore del gruppo di raschietti con un martello di gomma.
Se non è possibile utilizzare questo metodo, utilizzare l'occhio e un righello per installare la matrice tergicristallo o il supporto della spazzola tergicristallo. Prestare attenzione e utilizzare un dito o l'occhio per assicurarsi che la punta sia dritta. Assicurarsi che la punta non sia troppo in avanti. È necessario ottenere una transizione graduale quando il tubo passa sopra la punta della matrice tergicristallo. Ripetere il processo se necessario per ottenere una curvatura di buona qualità.
L'angolo di inclinazione è l'angolo formato dalla spatola rispetto alla matrice. Alcune applicazioni professionali nel settore aerospaziale e in altri campi utilizzano tergicristalli progettati con un angolo di inclinazione minimo o nullo. Tuttavia, per la maggior parte delle applicazioni, l'angolo di inclinazione viene solitamente impostato tra 1 e 2 gradi, come mostrato in figura 1, per garantire uno spazio sufficiente a ridurre l'attrito. Sarà necessario determinare l'inclinazione esatta durante la fase di impostazione e le prove, anche se a volte è possibile impostarla già al primo utilizzo.
Utilizzando una matrice tergicristallo standard, posizionare la punta del tergicristallo leggermente indietro rispetto alla tangente. Ciò lascia spazio all'operatore per spostare la punta del pulitore in avanti man mano che si usura. Tuttavia, non montare mai la punta della matrice tergicristallo tangenzialmente o oltre; ciò danneggerebbe la punta della matrice tergicristallo.
Quando si piegano materiali più morbidi, è possibile utilizzare tutti i raschietti necessari. Tuttavia, se si piegano materiali più duri come l'acciaio inossidabile o il titanio, è consigliabile mantenere la matrice di raschiatura con una pendenza minima. Utilizzare un materiale più duro per rendere il raschietto il più dritto possibile; questo aiuterà a pulire le pieghe nelle curve e i tratti rettilinei dopo le curve. Una configurazione di questo tipo dovrebbe includere anche un mandrino a tenuta stagna.
Per ottenere una piegatura di qualità ottimale, è consigliabile utilizzare un mandrino e una matrice raschiatrice per sostenere la parte interna della piega e controllare l'ovalizzazione. Se l'applicazione richiede sia una racla che un mandrino, utilizzateli entrambi e non ve ne pentirete.
Tornando al dilemma precedente, provate ad aggiudicarvi il prossimo contratto per pareti più sottili e CLR più denso. Con lo stampo del tergicristallo in posizione, il tubo è uscito dalla macchina senza problemi e senza pieghe. Questo rappresenta la qualità che l'industria desidera, e la qualità è ciò che l'industria merita.
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