मँड्रेल बेंडिंग प्रक्रियेचे चक्र सुरू होते. मँड्रेल ट्यूबच्या आतील व्यासात घातले जाते. बेंडिंग डाय (डावीकडे) त्रिज्या निश्चित करते. क्लॅम्पिंग डाय (उजवीकडे) कोन निश्चित करण्यासाठी ट्यूबला बेंडिंग डायभोवती मार्गदर्शन करते.
सर्व उद्योगांमध्ये, गुंतागुंतीच्या ट्यूब बेंडिंगची गरज अव्याहतपणे सुरू आहे. मग ते स्ट्रक्चरल घटक असोत, मोबाईल वैद्यकीय उपकरणे असोत, एटीव्ही किंवा युटिलिटी वाहनांच्या फ्रेम्स असोत, किंवा अगदी बाथरूममधील धातूचे सेफ्टी बार असोत, प्रत्येक प्रकल्प वेगळा असतो.
अपेक्षित परिणाम मिळवण्यासाठी चांगली उपकरणे आणि विशेषतः योग्य कौशल्याची आवश्यकता असते. इतर कोणत्याही उत्पादन क्षेत्राप्रमाणे, कार्यक्षम ट्यूब बेंडिंगची सुरुवात कोणत्याही प्रकल्पाचा पाया असलेल्या मूलभूत संकल्पनांपासून होते.
पाईप किंवा पाईप वाकवण्याच्या प्रकल्पाची व्याप्ती निश्चित करण्यासाठी काही मूलभूत घटक मदत करतात. सामग्रीचा प्रकार, अंतिम वापर आणि अंदाजित वार्षिक वापर यांसारखे घटक उत्पादन प्रक्रिया, त्यात लागणारा खर्च आणि वितरणासाठी लागणारा वेळ यांवर थेट परिणाम करतात.
पहिला महत्त्वाचा घटक म्हणजे वक्रतेची डिग्री (DOB), किंवा वाकण्यामुळे तयार होणारा कोन. यानंतर येतो सेंटरलाइन रेडियस (CLR), जो वाकवायच्या पाईप किंवा ट्यूबच्या सेंटरलाइनच्या बाजूने असतो. सामान्यतः, मिळवता येणारी सर्वात कमी CLR ही पाईप किंवा ट्यूबच्या व्यासाच्या दुप्पट असते. सेंटरलाइन डायमीटर (CLD) मोजण्यासाठी CLR दुप्पट करा, जो पाईप किंवा ट्यूबच्या सेंटरलाइन अक्षापासून १८०-डिग्री रिटर्न बेंडच्या दुसऱ्या सेंटरलाइनमधून जाणारे अंतर आहे.
पाईप किंवा ट्यूबच्या आतील उघड्या भागाच्या सर्वात रुंद बिंदूवर आतला व्यास (ID) मोजला जातो. पाईप किंवा ट्यूबच्या भिंतीसह, सर्वात रुंद भागावर बाहेरचा व्यास (OD) मोजला जातो. शेवटी, पाईप किंवा ट्यूबच्या बाहेरील आणि आतील पृष्ठभागांमध्ये नाममात्र भिंतीची जाडी मोजली जाते.
वाकण्याच्या कोनासाठी उद्योग मानक सहनशीलता ±१ अंश आहे. प्रत्येक कंपनीचे स्वतःचे अंतर्गत मानक असते, जे वापरल्या जाणाऱ्या उपकरणांवर आणि मशीन ऑपरेटरच्या अनुभव व ज्ञानावर आधारित असू शकते.
ट्यूबचे मोजमाप आणि दर त्यांच्या बाह्य व्यास आणि गेज (म्हणजेच भिंतीची जाडी) नुसार केले जातात. सामान्य गेजमध्ये 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 आणि 20 यांचा समावेश होतो. गेज जितका कमी, तितकी भिंत जाड असते: 10-गेज ट्यूबची भिंत 0.134 इंच असते, आणि 20-गेज ट्यूबची भिंत 0.035 इंच असते. 1½” आणि 0.035″ बाह्य व्यासाच्या ट्यूबिंगमध्ये, पार्ट प्रिंटवर भिंतीला “1½-इंच” असे म्हटले जाते. 20-गेज ट्यूब.”
पाईपचे वैशिष्ट्य नॉमिनल पाईप साईज (NPS), व्यास (इंचांमध्ये) दर्शवणारा एक परिमाणरहित अंक आणि वॉल थिकनेस टेबल (किंवा Sch.) द्वारे सांगितले जाते. पाईप्स त्यांच्या वापरानुसार विविध वॉल थिकनेसमध्ये येतात. लोकप्रिय शेड्युलमध्ये Sch.5, 10, 40 आणि 80 यांचा समावेश आहे.
पार्ट ड्रॉइंगवर १.६६″ पाईप.OD आणि ०.१४० इंच.NPS ने वॉल चिन्हांकित केली, त्यानंतर शेड्यूल – या प्रकरणात, “१¼”.Shi.४० ट्यूब्स.” पाईप प्लॅन चार्ट संबंधित NPS आणि प्लॅनचा बाह्य व्यास आणि वॉल थिकनेस निर्दिष्ट करतो.
वॉल फॅक्टर, जो बाह्य व्यास आणि भिंतीची जाडी यांचे गुणोत्तर आहे, हा एल्बोसाठी आणखी एक महत्त्वाचा घटक आहे. पातळ-भिंतीचे साहित्य (१८ गेज इतके किंवा त्यापेक्षा कमी) वापरताना, सुरकुत्या पडणे किंवा खाली वाकणे टाळण्यासाठी बेंड आर्कवर अधिक आधाराची आवश्यकता असू शकते. अशा परिस्थितीत, दर्जेदार बेंडिंगसाठी मँड्रेल आणि इतर साधनांची आवश्यकता असेल.
दुसरा महत्त्वाचा घटक म्हणजे बेंड D, जो बेंड रेडियसच्या (bend radius) तुलनेत ट्यूबचा व्यास असतो. या बेंड रेडियसला अनेकदा D च्या मूल्यापेक्षा अनेक पटींनी मोठी असलेली बेंड रेडियस म्हटले जाते. उदाहरणार्थ, 2D बेंड रेडियस म्हणजे 3-इंच-OD पाईपसाठी 6 इंच. बेंडचा D जितका जास्त असतो, तितका तो बेंड तयार करणे सोपे जाते. आणि वॉल कोएफिशियंट (wall coefficient) जितका कमी असतो, तितके वाकवणे सोपे जाते. वॉल फॅक्टर आणि बेंड D यांच्यातील हा सहसंबंध पाईप बेंड प्रकल्प सुरू करण्यासाठी काय आवश्यक आहे हे ठरविण्यात मदत करतो.
आकृती १. टक्केवारी अंडाकृतीपणाची गणना करण्यासाठी, कमाल आणि किमान OD मधील फरकाला नाममात्र OD ने भागा.
काही प्रकल्पांच्या विनिर्देशांनुसार सामग्रीचा खर्च नियंत्रित करण्यासाठी पातळ नळ्या किंवा पाईप वापरण्याची आवश्यकता असते. तथापि, वळणांवर नळीचा आकार आणि सुसंगतता टिकवून ठेवण्यासाठी आणि सुरकुत्या पडण्याची शक्यता टाळण्यासाठी, पातळ भिंतींमुळे उत्पादनासाठी जास्त वेळ लागू शकतो. काही प्रकरणांमध्ये, हा वाढलेला मजुरीचा खर्च सामग्रीच्या बचतीपेक्षा जास्त असतो.
जेव्हा नळी वाकते, तेव्हा ती वाकलेल्या भागाजवळ आणि सभोवताली आपला संपूर्ण गोलाकार आकार गमावू शकते. या विचलनाला अंडाकृतीपणा म्हणतात आणि त्याची व्याख्या नळीच्या बाह्य व्यासाच्या सर्वात मोठ्या आणि सर्वात लहान मापांमधील फरक म्हणून केली जाते.
उदाहरणार्थ, २ इंच बाह्य व्यासाची (OD) ट्यूब वाकवल्यानंतर १.९७५ इंच पर्यंत मोजली जाऊ शकते. हा ०.०२५ इंचाचा फरक म्हणजे अंडाकृतीपणा घटक (ओव्हॅलिटी फॅक्टर), जो स्वीकारार्ह सहनशीलतेच्या (टॉलरन्सच्या) आत असणे आवश्यक आहे (आकृती १ पहा). भागाच्या अंतिम वापरानुसार, अंडाकृतीपणासाठीची सहनशीलता १.५% ते ८% दरम्यान असू शकते.
अंडाकृतीपणावर परिणाम करणारे मुख्य घटक म्हणजे एल्बो डी आणि भिंतीची जाडी. पातळ भिंतीच्या पदार्थांमध्ये लहान त्रिज्या वाकवताना अंडाकृतीपणा सहनशीलतेच्या मर्यादेत ठेवणे कठीण होऊ शकते, परंतु ते करता येते.
वाकवताना ट्यूब किंवा पाईपमध्ये मँड्रेल ठेवून, किंवा काही पार्ट स्पेसिफिकेशन्समध्ये, सुरुवातीपासूनच मँड्रेलवर ओढलेल्या (DOM) ट्यूबिंगचा वापर करून अंडाकृतीपणा नियंत्रित केला जातो. (DOM ट्यूबिंगमध्ये ID आणि OD टॉलरन्स खूपच कमी असतात.) अंडाकृतीपणाचा टॉलरन्स जितका कमी असतो, तितकी जास्त टूलिंग आणि संभाव्य उत्पादन वेळ आवश्यक असते.
ट्यूब बेंडिंग प्रक्रियेमध्ये, तयार झालेले भाग विनिर्देश आणि सहनशीलता पूर्ण करतात की नाही हे तपासण्यासाठी विशेष तपासणी उपकरणांचा वापर केला जातो (आकृती २ पहा). आवश्यकतेनुसार कोणतेही आवश्यक बदल सीएनसी मशीनमध्ये हस्तांतरित केले जाऊ शकतात.
रोल. मोठ्या त्रिज्येचे वळण तयार करण्यासाठी आदर्श असलेल्या रोल बेंडिंगमध्ये, पाईप किंवा ट्यूबिंगला त्रिकोणी रचनेतील तीन रोलर्समधून पुढे सरकवले जाते (आकृती ३ पहा). दोन बाहेरील रोलर्स, जे सहसा स्थिर असतात, ते पदार्थाच्या तळाला आधार देतात, तर आतील समायोजित करता येणारा रोलर पदार्थाच्या वरच्या भागावर दाब देतो.
संपीडन वक्रण. या तुलनेने सोप्या पद्धतीत, बेंडिंग डाय स्थिर राहतो, तर काउंटर-डाय फिक्स्चरच्या भोवती पदार्थाला वाकवतो किंवा संकुचित करतो. या पद्धतीत मँड्रेलचा वापर केला जात नाही आणि बेंडिंग डाय व अपेक्षित वक्रण त्रिज्या यांच्यात अचूक जुळणी आवश्यक असते (आकृती ४ पहा).
पिळणे आणि वाकवणे. ट्यूब वाकवण्याच्या सर्वात सामान्य प्रकारांपैकी एक म्हणजे रोटेशनल स्ट्रेच बेंडिंग (ज्याला मँड्रेल बेंडिंग असेही म्हणतात), ज्यामध्ये बेंडिंग आणि प्रेशर डाय आणि मँड्रेलचा वापर केला जातो. मँड्रेल हे धातूच्या रॉडचे इन्सर्ट किंवा कोअर असतात जे पाईप किंवा ट्यूब वाकवताना त्याला आधार देतात. मँड्रेलच्या वापरामुळे वाकवताना ट्यूब दबण्यापासून, चपटी होण्यापासून किंवा सुरकुतण्यापासून वाचते, ज्यामुळे ट्यूबचा आकार टिकून राहतो आणि त्याचे संरक्षण होते (आकृती ५ पहा).
या शाखेत दोन किंवा अधिक सेंटरलाइन त्रिज्या आवश्यक असलेल्या जटिल भागांसाठी मल्टी-रेडियस बेंडिंगचा समावेश आहे. मोठ्या सेंटरलाइन त्रिज्या असलेल्या भागांसाठी (जिथे हार्ड टूलिंग शक्य नसते) किंवा एका पूर्ण चक्रात तयार करणे आवश्यक असलेल्या जटिल भागांसाठी देखील मल्टी-रेडियस बेंडिंग उत्तम आहे.
आकृती २. विशेष उपकरणे रिअल-टाइम डायग्नोस्टिक्स प्रदान करतात, ज्यामुळे ऑपरेटरना भागांचे तपशील निश्चित करण्यास किंवा उत्पादनादरम्यान आवश्यक असलेल्या कोणत्याही दुरुस्त्या करण्यास मदत होते.
या प्रकारचे वाकवणे करण्यासाठी, रोटरी ड्रॉ बेंडरला दोन किंवा अधिक टूल सेट दिलेले असतात, प्रत्येक इच्छित त्रिज्येसाठी एक. ड्युअल हेड प्रेस ब्रेकवरील कस्टम सेटअप – एक उजवीकडे वाकवण्यासाठी आणि दुसरा डावीकडे वाकवण्यासाठी – एकाच भागावर लहान आणि मोठ्या दोन्ही त्रिज्या देऊ शकतात. डाव्या आणि उजव्या एल्बोमधील संक्रमण आवश्यकतेनुसार कितीही वेळा पुनरावृत्त केले जाऊ शकते, ज्यामुळे ट्यूब न काढता किंवा इतर कोणत्याही यंत्रसामग्रीचा वापर न करता जटिल आकार पूर्णपणे तयार करता येतात (आकृती ६ पहा).
सुरुवात करण्यासाठी, तंत्रज्ञ बेंड डेटा शीट किंवा प्रोडक्शन प्रिंटमध्ये दिलेल्या ट्यूबच्या भूमितीनुसार मशीन सेट करतो. यासाठी तो प्रिंटमधील कोऑर्डिनेट्स, लांबी, रोटेशन आणि अँगल डेटा एंटर करतो किंवा अपलोड करतो. यानंतर बेंडिंग सिम्युलेशन केले जाते, जेणेकरून बेंडिंग सायकल दरम्यान ट्यूब मशीन आणि टूल्सच्या अडथळ्याशिवाय पुढे जाईल याची खात्री करता येते. जर सिम्युलेशनमध्ये टक्कर किंवा अडथळा दिसून आला, तर ऑपरेटर आवश्यकतेनुसार मशीनमध्ये बदल करतो.
जरी ही पद्धत सामान्यतः स्टील किंवा स्टेनलेस स्टीलपासून बनवलेल्या भागांसाठी आवश्यक असली तरी, बहुतेक औद्योगिक धातू, भिंतींची जाडी आणि लांबी यामध्ये सामावून घेता येतात.
मुक्त वाकवणे. ही एक अधिक मनोरंजक पद्धत असून, यामध्ये वाकवल्या जाणाऱ्या पाईप किंवा ट्यूबच्याच आकाराचा डाय वापरला जातो (आकृती ७ पहा). हे तंत्र १८० अंशांपेक्षा जास्त कोनीय किंवा बहु-त्रिज्येच्या वाकणांसाठी उत्तम आहे, ज्यात प्रत्येक वाकणामध्ये सरळ भाग कमी असतात (पारंपारिक रोटेशनल स्ट्रेच बेंड्समध्ये टूलला पकडण्यासाठी काही सरळ भागांची आवश्यकता असते). मुक्त वाकवण्याच्या पद्धतीत क्लॅम्पिंगची आवश्यकता नसते, त्यामुळे ट्यूब किंवा पाईपवर खुणा उमटण्याची शक्यता पूर्णपणे नाहीशी होते.
पातळ भिंतींची नळी—जी अनेकदा अन्न आणि पेय यंत्रसामग्री, फर्निचरचे भाग आणि वैद्यकीय किंवा आरोग्यसेवा उपकरणांमध्ये वापरली जाते—मुक्तपणे वाकण्यासाठी आदर्श असते. याउलट, जाड भिंती असलेले भाग यासाठी योग्य पर्याय असू शकत नाहीत.
बहुतेक पाईप वाकवण्याच्या प्रकल्पांसाठी साधनांची आवश्यकता असते. रोटरी स्ट्रेच बेंडिंगमध्ये, बेंडिंग डाय, प्रेशर डाय आणि क्लॅम्पिंग डाय ही तीन सर्वात महत्त्वाची साधने आहेत. बेंडची त्रिज्या आणि भिंतीच्या जाडीनुसार, स्वीकारार्ह बेंड मिळवण्यासाठी मँड्रेल आणि वायपर डायची देखील आवश्यकता असू शकते. अनेक बेंड असलेल्या भागांसाठी अशा कॉलेटची आवश्यकता असते, जे ट्यूबला पकडून हळुवारपणे बाहेरील बाजूस बंद करते, आवश्यकतेनुसार फिरते आणि ट्यूबला पुढील बेंडकडे सरकवते.
या प्रक्रियेचा गाभा म्हणजे भागाच्या मध्यरेषेची त्रिज्या तयार करण्यासाठी डायला वाकवणे. डायचा अंतर्वक्र चॅनल ट्यूबच्या बाह्य व्यासाशी जुळतो आणि वाकताना मटेरियलला धरून ठेवण्यास मदत करतो. त्याच वेळी, जेव्हा ट्यूब बेंडिंग डायभोवती गुंडाळली जाते, तेव्हा प्रेशर डाय तिला धरून ठेवतो आणि स्थिर करतो. क्लॅम्पिंग डाय, बेंडिंग डायच्या सरळ भागावर ट्यूबला धरून ठेवण्यासाठी प्रेसिंग डायसोबत काम करतो. बेंड डायच्या शेवटी, मटेरियलचा पृष्ठभाग गुळगुळीत करण्यासाठी, ट्यूबच्या भिंतींना आधार देण्यासाठी आणि सुरकुत्या व पट्टे टाळण्यासाठी आवश्यक असेल तेव्हा डॉक्टर डायचा वापर करा.
मँड्रेल हे पाईप किंवा ट्यूबला आधार देण्यासाठी, ट्यूबला चपटी पडण्यापासून किंवा वाकण्यापासून रोखण्यासाठी आणि अंडाकृतीपणा कमी करण्यासाठी वापरले जाणारे कांस्य मिश्रधातू किंवा क्रोम-प्लेटेड स्टीलचे इन्सर्ट आहेत. सर्वात सामान्य प्रकार म्हणजे बॉल मँड्रेल. अनेक त्रिज्यांच्या वळणांसाठी आणि प्रमाणित जाडीच्या भिंती असलेल्या वर्कपीससाठी आदर्श असलेले बॉल मँड्रेल, वायपर, फिक्स्चर आणि प्रेशर डाय यांच्यासोबत वापरले जाते; हे सर्व मिळून वळणाला धरून ठेवण्यासाठी, स्थिर करण्यासाठी आणि गुळगुळीत करण्यासाठी आवश्यक दाब वाढवतात. प्लग मँड्रेल ही एक भरीव कांडी आहे, जी वायपरची आवश्यकता नसलेल्या जाड भिंतींच्या पाईपमधील मोठ्या त्रिज्येच्या एल्बोसाठी वापरली जाते. फॉर्मिंग मँड्रेल या भरीव कांड्या असतात, ज्यांची टोके वाकलेली (किंवा घडवलेली) असतात आणि त्या जाड भिंतींच्या ट्यूबच्या किंवा सरासरी त्रिज्येमध्ये वाकवलेल्या ट्यूबच्या आतील भागाला आधार देण्यासाठी वापरल्या जातात. याव्यतिरिक्त, चौरस किंवा आयताकृती ट्यूबची आवश्यकता असलेल्या प्रकल्पांसाठी विशेष मँड्रेलची गरज असते.
अचूक वाकवण्यासाठी योग्य साधने आणि मांडणी आवश्यक असते. बहुतेक पाईप वाकवणाऱ्या कंपन्यांकडे साधने तयार असतात. जर ती उपलब्ध नसतील, तर विशिष्ट वाकण्याच्या त्रिज्येनुसार साधने मिळवावी लागतात.
बेंडिंग डाय तयार करण्यासाठी लागणारे सुरुवातीचे शुल्क मोठ्या प्रमाणात बदलू शकते. या एक-वेळच्या शुल्कामध्ये आवश्यक साधने तयार करण्यासाठी लागणारे साहित्य आणि उत्पादन वेळेचा समावेश असतो, जी साधने सामान्यतः पुढील प्रकल्पांसाठी वापरली जातात. जर भागाची रचना बेंड रेडियसच्या बाबतीत लवचिक असेल, तर उत्पादन विकासक (नवीन टूलिंग वापरण्याऐवजी) पुरवठादाराच्या विद्यमान बेंडिंग टूलिंगचा फायदा घेण्यासाठी त्यांच्या वैशिष्ट्यांमध्ये बदल करू शकतात. यामुळे खर्च व्यवस्थापित करण्यास आणि लीड टाइम्स कमी करण्यास मदत होते.
आकृती ३. मोठ्या त्रिज्येचे वळण तयार करण्यासाठी आदर्श, रोल बेंडिंगद्वारे नळी किंवा त्रिकोणी संरचनेत तीन रोलर्स असलेली नळी तयार करणे.
वाकलेल्या भागावर किंवा त्याच्या जवळ असलेली विशिष्ट छिद्रे, खाचा किंवा इतर वैशिष्ट्ये कामात एक पूरक क्रिया वाढवतात, कारण ट्यूब वाकवल्यानंतरच लेझर कटिंग करावे लागते. टॉलरन्समुळे खर्चावरही परिणाम होतो. अतिशय आव्हानात्मक कामांसाठी अतिरिक्त मँड्रेल किंवा डायची आवश्यकता भासू शकते, ज्यामुळे सेटअपचा वेळ वाढू शकतो.
सानुकूलित एल्बो किंवा बेंड्सची खरेदी करताना उत्पादकांना अनेक बाबींचा विचार करावा लागतो. साधने, साहित्य, प्रमाण आणि कामगार यांसारखे घटक यात महत्त्वाची भूमिका बजावतात.
जरी गेल्या काही वर्षांत पाईप वाकवण्याची तंत्रे आणि पद्धती प्रगत झाल्या असल्या तरी, पाईप वाकवण्याची अनेक मूलभूत तत्त्वे तीच राहिली आहेत. ही मूलभूत तत्त्वे समजून घेणे आणि जाणकार पुरवठादाराचा सल्ला घेणे तुम्हाला सर्वोत्तम परिणाम मिळविण्यात मदत करेल.
फॅब्रिकेटर हे उत्तर अमेरिकेतील मेटल फॉर्मिंग आणि फॅब्रिकेशन उद्योगाचे अग्रगण्य मासिक आहे. हे मासिक बातम्या, तांत्रिक लेख आणि केस स्टडीज पुरवते, ज्यामुळे उत्पादकांना त्यांचे काम अधिक कार्यक्षमतेने करता येते. फॅब्रिकेटर १९७० पासून या उद्योगाला सेवा देत आहे.
आता 'द फॅब्रिकेटर'च्या डिजिटल आवृत्तीमध्ये पूर्ण प्रवेश मिळाल्याने, मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश मिळतो.
'द ट्यूब अँड पाईप जर्नल'ची डिजिटल आवृत्ती आता पूर्णपणे उपलब्ध झाली असून, त्यामुळे उद्योगाशी संबंधित मौल्यवान संसाधनांपर्यंत सहज पोहोचता येते.
स्टॅम्पिंग जर्नलच्या डिजिटल आवृत्तीचा पूर्ण प्रवेश मिळवा, जे मेटल स्टॅम्पिंग मार्केटसाठी नवीनतम तांत्रिक प्रगती, सर्वोत्तम पद्धती आणि उद्योगविषयक बातम्या पुरवते.
आता 'द फॅब्रिकेटर एन एस्पॅनॉल'च्या डिजिटल आवृत्तीमध्ये पूर्ण प्रवेश मिळाल्याने, मौल्यवान औद्योगिक संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश मिळतो.