Pradedamas vamzdžio lenkimo ciklas. Įtvaras įkišamas į vidinį vamzdžio skersmenį. Lenkimo matrica (kairėje) nustato spindulį. Prispaudimo matrica (dešinėje) kreipia vamzdį aplink lenkimo matricą, kad būtų nustatytas kampas.
Visose pramonės šakose sudėtingų vamzdžių lenkimo poreikis nemažėja. Nesvarbu, ar tai konstrukciniai komponentai, mobili medicinos įranga, keturračių ar krovininių transporto priemonių rėmai, ar net metalinės apsauginės juostos vonios kambariuose – kiekvienas projektas yra skirtingas.
Norint pasiekti norimų rezultatų, reikia geros įrangos ir ypač tinkamos patirties. Kaip ir bet kurioje kitoje gamybos srityje, efektyvus vamzdžių lenkimas prasideda nuo pagrindinio gyvybingumo – pagrindinių koncepcijų, kuriomis grindžiamas bet kuris projektas.
Kai kurie pagrindiniai gyvybingumai padeda nustatyti vamzdžio ar vamzdžių lenkimo projekto apimtį. Tokie veiksniai kaip medžiagos tipas, galutinis panaudojimas ir numatomas metinis sunaudojimas tiesiogiai veikia gamybos procesą, susijusias išlaidas ir pristatymo laiką.
Pirmasis kritinis rodiklis yra kreivumo laipsnis (DOB) arba kampas, kurį sudaro lenkimas. Toliau seka centrinės linijos spindulys (CLR), kuris eina išilgai lenkiamo vamzdžio ar vamzdelio centrinės linijos. Paprastai mažiausias pasiekiamas CLR yra dvigubai didesnis už vamzdžio ar vamzdelio skersmenį. Padvigubinkite CLR, kad apskaičiuotumėte centrinės linijos skersmenį (CLD), kuris yra atstumas nuo vamzdžio ar vamzdelio centrinės linijos ašies per kitą 180 laipsnių grįžtamojo lenkimo centrinę liniją.
Vidinis skersmuo (ID) matuojamas plačiausioje vamzdžio ar vamzdelio angos vietoje. Išorinis skersmuo (OD) matuojamas plačiausioje vamzdžio ar vamzdelio srityje, įskaitant sienelę. Galiausiai, nominalus sienelės storis matuojamas tarp išorinio ir vidinio vamzdžio ar vamzdelio paviršių.
Pramonės standartinis lenkimo kampo tolerancijos lygis yra ±1 laipsnis. Kiekviena įmonė turi vidinį standartą, kuris gali būti pagrįstas naudojama įranga ir mašinos operatoriaus patirtimi bei žiniomis.
Vamzdžiai matuojami ir nurodomi pagal jų išorinį skersmenį ir storį (t. y. sienelės storį). Įprasti storiai yra 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 ir 20. Kuo mažesnis storis, tuo storesnė sienelė: 10 ga. Vamzdžio sienelės storis yra 0,134 colio, o išorinis skersmuo – 20 ga. Vamzdžio sienelės storis yra 0,035 colio, 1½ colio, o išorinis skersmuo – 0,035 colio. Siena detalės spaudinyje vadinama „1½ colio“. 20 ga. vamzdis.
Vamzdis nurodomas nominaliu vamzdžio dydžiu (NPS), bematiu skaičiumi, apibūdinančiu skersmenį (coliais), ir sienelės storio lentele (arba Sch.). Vamzdžiai būna įvairių sienelių storių, priklausomai nuo jų naudojimo. Populiarūs sąrašai apima Sch.5, 10, 40 ir 80.
1,66 colio (1,66 colio) išorinio skersmens ir 0,140 colio (0,140 colio) skersmens vamzdis. Detalės brėžinyje pažymėta sienelė, o po jos – lentelė – šiuo atveju „1¼“. Vamzdžių schema. Vamzdžių plano diagramoje nurodytas atitinkamos vamzdžių sistemos išorinis skersmuo ir sienelės storis bei planas.
Sienelės koeficientas, kuris yra išorinio skersmens ir sienelės storio santykis, yra dar vienas svarbus alkūnių veiksnys. Naudojant plonasienes medžiagas (lygias arba mažesnes nei 18 ga), gali prireikti daugiau atramos lenkimo lanke, kad būtų išvengta raukšlių ar įlinkimų. Šiuo atveju kokybiškam lenkimui reikės įtvarų ir kitų įrankių.
Kitas svarbus elementas yra lenkimo D, vamzdžio skersmens ir lenkimo spindulio santykis, dažnai vadinamas lenkimo spinduliu, kuris yra daug kartų didesnis už D vertę. Pavyzdžiui, 2D lenkimo spindulys yra 3 colių, o išorinis vamzdžio skersmuo – 6 coliai. Kuo didesnis lenkimo D, tuo lengviau suformuoti lenkimą. Kuo mažesnis sienelės koeficientas, tuo lengviau jį sulenkti. Ši sienelės koeficiento ir lenkimo D koreliacija padeda nustatyti, ko reikia norint pradėti vamzdžio lenkimo projektą.
1 pav. Norėdami apskaičiuoti ovalumo procentą, padalykite skirtumą tarp maksimalaus ir minimalaus OD iš nominalaus OD.
Kai kuriose projekto specifikacijose reikalaujama plonesnių vamzdžių ar vamzdynų, kad būtų galima valdyti medžiagų sąnaudas. Tačiau plonesnėms sienelėms gali prireikti daugiau gamybos laiko, kad būtų išlaikyta vamzdžio forma ir nuoseklumas lenkimuose ir išvengta raukšlių. Kai kuriais atvejais šios padidėjusios darbo sąnaudos nusveria sutaupytas medžiagas.
Kai vamzdis sulenkiamas, jis gali prarasti 100 % savo apvalios formos šalia lenkimo ir aplink jį. Šis nuokrypis vadinamas ovalumu ir apibrėžiamas kaip skirtumas tarp didžiausio ir mažiausio vamzdžio išorinio skersmens matmenų.
Pavyzdžiui, 2 colių išorinio skersmens vamzdis po lenkimo gali būti iki 1,975 colio. Šis 0,025 colio skirtumas yra ovalumo koeficientas, kuris turi būti priimtinų tolerancijų ribose (žr. 1 pav.). Priklausomai nuo galutinio detalės naudojimo, ovalumo tolerancija gali būti nuo 1,5 % iki 8 %.
Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką ovalumui, yra alkūnės D ir sienelės storis. Mažus lenkimo spindulius plonasienėse medžiagose gali būti sunku išlaikyti ovalumą tolerancijos ribose, tačiau tai įmanoma.
Ovalumas kontroliuojamas įstatant įtvarą į vamzdį lenkimo metu arba, kai kuriose detalių specifikacijose, naudojant (DOM) vamzdelį, ištrauktą ant įtvaro nuo pat pradžių. (DOM vamzdžių vidinio ir išorinio skersmens tolerancijos yra labai mažos.) Kuo mažesnė ovalumo tolerancija, tuo daugiau įrankių reikia ir gali pailgėti gamyba.
Vamzdžių lenkimo operacijose naudojama specializuota tikrinimo įranga, siekiant patikrinti, ar suformuotos dalys atitinka specifikacijas ir tolerancijas (žr. 2 pav.). Prireikus visus reikalingus koregavimus galima perkelti į CNC stakles.
Ritininis lenkimas. Idealiai tinka didelio spindulio lenkimams, kai vamzdis arba vamzdynas tiekiamas per tris trikampio formos volelius (žr. 3 pav.). Du išoriniai voleliai, paprastai fiksuoti, laiko medžiagos apačią, o vidinis reguliuojamas volelis spaudžia medžiagos viršų.
Suspaudimo lenkimas. Taikant šį gana paprastą metodą, lenkimo matrica nejuda, o priešinga matrica lenkia arba suspaudžia medžiagą aplink tvirtinimo elementą. Šiuo metodu nenaudojamas įtvaras ir reikalingas tikslus lenkimo matricos ir norimo lenkimo spindulio atitikimas (žr. 4 pav.).
Sukimas ir lenkimas. Viena iš labiausiai paplitusių vamzdžių lenkimo formų yra sukamasis tempimas (dar vadinamas įtvariniu lenkimu), kuriam naudojami lenkimo ir spaudimo matricos bei įtvarai. Įtvarai yra metaliniai strypų įdėklai arba šerdys, kurios laiko vamzdį ar vamzdelį, kai jis sulenkiamas. Įtvaro naudojimas neleidžia vamzdžiui sugriūti, suplokštėti ar susiraukšlėti lenkimo metu, taip išlaikant ir apsaugant vamzdžio formą (žr. 5 pav.).
Ši disciplina apima daugiaspindulį lenkimą sudėtingoms detalėms, kurioms reikia dviejų ar daugiau centrinės linijos spindulių. Daugiaspindulis lenkimas taip pat puikiai tinka detalėms su dideliais centrinės linijos spinduliais (kietieji įrankiai gali būti netinka) arba sudėtingoms detalėms, kurias reikia suformuoti per vieną visą ciklą.
2 pav. Specializuota įranga teikia diagnostiką realiuoju laiku, kad padėtų operatoriams patvirtinti detalių specifikacijas arba atlikti bet kokius gamybos metu reikalingus pataisymus.
Šio tipo lenkimui atlikti rotacinis lenkimo staklės turi du ar daugiau įrankių rinkinių, po vieną kiekvienam norimam spinduliui. Dviejų galvučių presavimo stabdžių specialūs nustatymai – vienas lenkimui į dešinę, kitas lenkimui į kairę – gali suteikti tiek mažus, tiek didelius spindulius toje pačioje detalėje. Perėjimą tarp kairiosios ir dešiniosios alkūnės galima kartoti tiek kartų, kiek reikia, todėl galima visiškai suformuoti sudėtingas formas neišimant vamzdžio ar neįtraukiant jokių kitų mechanizmų (žr. 6 pav.).
Pirmiausia technikas nustato stakles pagal vamzdžio geometriją, nurodytą lenkimo duomenų lape arba gamybos spaudinyje, įvesdamas arba įkeldamas koordinates iš spaudinio kartu su ilgio, sukimosi ir kampo duomenimis. Toliau atliekama lenkimo simuliacija, siekiant užtikrinti, kad vamzdis lenkimo ciklo metu galėtų atlaikyti stakles ir įrankius. Jei simuliacija rodo susidūrimą ar trukdžius, operatorius prireikus pakoreguoja stakles.
Nors šis metodas paprastai reikalingas detalėms, pagamintoms iš plieno arba nerūdijančio plieno, jis gali būti pritaikytas daugumai pramoninių metalų, sienelių storių ir ilgių.
Laisvas lenkimas. Įdomesnis metodas – laisvas lenkimas, kuriame naudojamas tokio pat dydžio kaip ir lenkiamas vamzdis (žr. 7 pav.). Šis metodas puikiai tinka kampiniams arba kelių spindulių lenkimams, didesniems nei 180 laipsnių, kai tarp kiekvieno lenkimo yra nedaug tiesių segmentų (tradiciniams sukamiesiems tempimo lenkimams reikia kelių tiesių segmentų, kad įrankis juos suimtų). Laisvam lenkimui nereikia spaustuko, todėl jis pašalina bet kokią galimybę žymėti vamzdžius.
Plonasieniai vamzdžiai, dažnai naudojami maisto ir gėrimų gamybos mašinose, baldų komponentuose ir medicinos ar sveikatos priežiūros įrangoje, idealiai tinka laisvam lenkimui. Ir atvirkščiai, dalys su storesnėmis sienelėmis gali būti netinkamos.
Daugumai vamzdžių lenkimo projektų reikalingi įrankiai. Atliekant sukamąjį tempiamąjį lenkimą, trys svarbiausi įrankiai yra lenkimo matricos, spaudimo matricos ir prispaudimo matricos. Priklausomai nuo lenkimo spindulio ir sienelės storio, norint pasiekti priimtinus lenkimus, gali prireikti ir įtvaro bei valytuvo matricos. Detalės su keliais lenkimais reikalauja įvorės, kuri sugriebtų ir švelniai priglustų prie vamzdžio išorės, sukasi pagal poreikį ir perkeltų vamzdį į kitą lenkimą.
Proceso esmė – lenkti štampo formą, kad būtų suformuotas detalės centrinės linijos spindulys. Štampo įgaubtas kanalo štampo formos elementas atitinka išorinį vamzdžio skersmenį ir padeda išlaikyti medžiagą jai lenkiantis. Tuo pačiu metu slėgio štampo forma laiko ir stabilizuoja vamzdį, kai jis vyniojamas aplink lenkimo štampo formą. Prispaudimo štampo forma kartu su presavimo štampo forma laiko vamzdį prie tiesaus lenkimo štampo segmento, kai jis juda. Lenkimo štampo galo metu naudokite taisomąją štampo formą, kai reikia išlyginti medžiagos paviršių, paremti vamzdžio sieneles ir išvengti raukšlių bei juostavimosi.
Įtvarai, bronzos lydinio arba chromuoto plieno įdėklai vamzdžiams ar vamzdeliams paremti, neleidžia vamzdžiams sulinkti ar išlinkti ir sumažina ovalumą. Dažniausias tipas yra rutulinis įtvaras. Rutulinis įtvaras idealiai tinka daugiaspinduliams lenkimams ir standartinio sienelių storio ruošiniams, naudojamas kartu su valytuvu, tvirtinimo elementu ir slėgio matrica; kartu jie padidina slėgį, reikalingą lenkimui laikyti, stabilizuoti ir išlyginti. Įkišamasis įtvaras yra tvirtas strypas didelio spindulio alkūnėms storasieniuose vamzdžiuose, kuriems nereikia valytuvų. Formavimo įtvarai yra tvirti strypai su sulenktais (arba suformuotais) galais, naudojami storesnių sienelių vamzdžių arba vamzdžių, sulenktų vidutiniu spinduliu, vidui paremti. Be to, projektams, kuriems reikalingi kvadratiniai arba stačiakampiai vamzdžiai, reikalingi specializuoti įtvarai.
Tiksliam lenkimui reikalingi tinkami įrankiai ir nustatymas. Dauguma vamzdžių lenkimo įmonių turi įrankių sandėlyje. Jei jų nėra, įrankius reikia įsigyti pagal konkretų lenkimo spindulį.
Pradinis lenkimo matricos pagaminimo mokestis gali labai skirtis. Šis vienkartinis mokestis padengia medžiagas ir gamybos laiką, reikalingą reikalingiems įrankiams, kurie paprastai naudojami vėlesniuose projektuose, sukurti. Jei detalės konstrukcija yra lanksti lenkimo spindulio atžvilgiu, produktų kūrėjai gali koreguoti savo specifikacijas, kad pasinaudotų tiekėjo esamais lenkimo įrankiais (o ne naudotų naujus įrankius). Tai padeda valdyti išlaidas ir sutrumpinti gamybos laiką.
3 pav. Idealiai tinka didelio spindulio lenkimams, ritininis lenkimas, siekiant suformuoti vamzdį arba vamzdį su trimis voleliais trikampio formos.
Nurodytos skylės, plyšiai ar kiti elementai lenkimo vietoje arba šalia jos prideda pagalbinę operaciją, nes lazeris turi būti pjaustomas po to, kai vamzdis sulenkiamas. Leidžiamieji nuokrypiai taip pat turi įtakos kainai. Labai sudėtingiems darbams gali prireikti papildomų įtvarų arba štampų, o tai gali pailginti nustatymo laiką.
Gamintojai, ieškodami nestandartinių alkūnių ar lenkimų, turi atsižvelgti į daugelį kintamųjų. Svarbų vaidmenį atlieka tokie veiksniai kaip įrankiai, medžiagos, kiekis ir darbas.
Nors vamzdžių lenkimo būdai ir metodai bėgant metams patobulėjo, daugelis vamzdžių lenkimo pagrindų išliko tie patys. Pagrindinių principų supratimas ir konsultacijos su patyrusiu tiekėju padės pasiekti geriausių rezultatų.
„FABRICATOR“ yra pirmaujantis Šiaurės Amerikos metalo formavimo ir apdirbimo pramonės žurnalas. Žurnale pateikiamos naujienos, techniniai straipsniai ir atvejų istorijos, kurios padeda gamintojams efektyviau atlikti savo darbą. „FABRICATOR“ aptarnauja šią pramonę nuo 1970 m.
Dabar su visiška prieiga prie skaitmeninio „The FABRICATOR“ leidimo ir lengva prieiga prie vertingų pramonės išteklių.
Skaitmeninis „The Tube & Pipe Journal“ leidimas dabar yra visiškai prieinamas, suteikiant lengvą prieigą prie vertingų pramonės išteklių.
Mėgaukitės visiška prieiga prie skaitmeninio „STAMPING Journal“ leidimo, kuriame pateikiami naujausi technologiniai pasiekimai, geriausia praktika ir pramonės naujienos metalo štampavimo rinkoje.
Dabar su visiška prieiga prie skaitmeninio „The Fabricator en Español“ leidimo ir lengva prieiga prie vertingų pramonės išteklių.