Operațiunea de îndoire a dornului își începe ciclul. Dornul este introdus în diametrul interior al tubului. Matrița de îndoire (stânga) determină raza. Matrița de prindere (dreapta) ghidează tubul în jurul matriței de îndoire pentru a determina unghiul.
În toate industriile, nevoia de îndoire a țevilor complexe continuă să crească. Fie că este vorba de componente structurale, echipamente medicale mobile, rame pentru ATV-uri sau vehicule utilitare, sau chiar bare metalice de siguranță în băi, fiecare proiect este diferit.
Obținerea rezultatelor dorite necesită echipamente bune și mai ales expertiza potrivită. Ca orice altă disciplină de fabricație, îndoirea eficientă a țevilor începe cu vitalitatea de bază, conceptele fundamentale care stau la baza oricărui proiect.
O parte din vitalitatea de bază ajută la determinarea domeniului de aplicare al unui proiect de țevi sau de îndoire a țevilor. Factori precum tipul de material, utilizarea finală și utilizarea anuală estimată afectează direct procesul de fabricație, costurile implicate și termenele de livrare.
Primul nucleu critic este gradul de curbură (DOB) sau unghiul format de îndoire. Următorul este raza liniei centrale (CLR), care se întinde de-a lungul liniei centrale a țevii sau tubului care urmează să fie îndoită. De obicei, CLR-ul cel mai strâns realizabil este dublul diametrului țevii sau tubului. Dublați CLR-ul pentru a calcula diametrul liniei centrale (CLD), care este distanța de la axa liniei centrale a țevii sau tubului printr-o altă linie centrală a unei curbe de întoarcere de 180 de grade.
Diametrul interior (ID) se măsoară în cel mai lat punct al deschiderii din interiorul țevii sau tubului. Diametrul exterior (OD) se măsoară pe cea mai lată suprafață a unei țevi sau tub, inclusiv peretele. În cele din urmă, grosimea nominală a peretelui se măsoară între suprafețele exterioare și interioare ale țevii sau tubului.
Toleranța standard în industrie pentru unghiul de îndoire este de ±1 grad. Fiecare companie are un standard intern care se poate baza pe echipamentul utilizat și pe experiența și cunoștințele operatorului mașinii.
Tuburile sunt măsurate și cotate în funcție de diametrul exterior și de calibru (adică grosimea peretelui). Calibrele comune includ 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 și 20. Cu cât calibrul este mai mic, cu atât peretele este mai gros: calibru 10. Tubul are un perete de 0,134 inch, iar calibru 20. Tubul are un perete de 0,035 inch, cu diametrul exterior al tubului de 1½” și 0,035″. Peretele este denumit „1½ inch” pe imprimarea piesei. Tub de calibru 20.
Țeava este specificată printr-o dimensiune nominală a țevii (NPS), un număr adimensional care descrie diametrul (în inci) și un tabel de grosimi ale peretelui (sau Sch.). Țevile sunt disponibile într-o varietate de grosimi ale peretelui, în funcție de utilizarea lor. Programele populare includ Sch.5, 10, 40 și 80.
O țeavă cu diametrul exterior de 1,66″ și un diametru net de 0,140 inci (aproximativ 1,66 inci) a marcat peretele pe desenul piesei, urmată de program – în acest caz, „tuburi de 1¼ inci”. Shi.40. Diagrama planului de țevi specifică diametrul exterior și grosimea peretelui NPS asociate și planul.
Factorul de perete, care este raportul dintre diametrul exterior și grosimea peretelui, este un alt factor important pentru coturi. Utilizarea materialelor cu pereți subțiri (egală sau mai mică de calibru 18) poate necesita mai mult sprijin la arcul de îndoire pentru a preveni șifonarea sau îndoirea. În acest caz, o îndoire de calitate va necesita dornuri și alte unelte.
Un alt element important este curba D, diametrul tubului în raport cu raza de curbură, adesea denumită rază de curbură de multe ori mai mare decât valoarea lui D. De exemplu, o rază de curbură 2D este de 3 inch.-OD țeavă este de 6 inch. Cu cât D al curburii este mai mare, cu atât curbura este mai ușor de format. Și cu cât coeficientul peretelui este mai mic, cu atât este mai ușor de îndoit. Această corelație dintre factorul de perete și curba D ajută la determinarea a ceea ce este necesar pentru a începe un proiect de curbură a țevilor.
Figura 1. Pentru a calcula procentul de ovalitate, împărțiți diferența dintre diametrul exterior maxim și minim la diametrul exterior nominal.
Unele specificații de proiect necesită tuburi sau țevi mai subțiri pentru a gestiona costurile materialelor. Cu toate acestea, pereții mai subțiri pot necesita mai mult timp de producție pentru a menține forma și consistența tubului la coturi și a elimina riscul de încrețire. În unele cazuri, aceste costuri crescute cu forța de muncă depășesc economiile de materiale.
Când tubul se îndoaie, acesta își poate pierde 100% din forma rotundă în apropierea și în jurul curburii. Această abatere se numește ovalitate și este definită ca diferența dintre cea mai mare și cea mai mică dimensiune a diametrului exterior al tubului.
De exemplu, un tub cu diametrul exterior de 2″ poate măsura până la 1,975″ după îndoire. Această diferență de 0,025 inch este factorul de ovalitate, care trebuie să se încadreze în toleranțe acceptabile (vezi Figura 1). În funcție de utilizarea finală a piesei, toleranța pentru ovalitate poate fi între 1,5% și 8%.
Principalii factori care afectează ovalitatea sunt cotul D și grosimea peretelui. Raze mici de îndoire în materiale cu pereți subțiri pot fi dificil de menținut ovalitatea în limitele toleranței, dar se poate face.
Ovalitatea se controlează prin plasarea dornului în tub sau țeavă în timpul îndoirii sau, în unele specificații ale pieselor, folosind tubulatură (DOM) trasă pe dorn de la început. (Tubulatura DOM are toleranțe foarte strânse la diametrul interior și exterior.) Cu cât toleranța de ovalitate este mai mică, cu atât sunt necesare mai multe scule și mai mult timp de producție potențial.
Operațiunile de îndoire a țevilor utilizează echipamente specializate de inspecție pentru a verifica dacă piesele formate îndeplinesc specificațiile și toleranțele (vezi Figura 2). Orice ajustări necesare pot fi transferate la mașina CNC, după cum este necesar.
rolă. Ideală pentru producerea de curburi cu rază mare, îndoirea prin rolă implică alimentarea țevii sau tubului prin trei role într-o configurație triunghiulară (vezi Figura 3). Cele două role exterioare, de obicei fixe, susțin partea de jos a materialului, în timp ce rola interioară reglabilă apasă pe partea superioară a materialului.
Îndoire prin compresie. În această metodă destul de simplă, matrița de îndoire rămâne staționară în timp ce contra-matrița îndoaie sau comprimă materialul în jurul dispozitivului de fixare. Această metodă nu utilizează un dorn și necesită o potrivire precisă între matrița de îndoire și raza de îndoire dorită (vezi Figura 4).
Răsucire și îndoire. Una dintre cele mai comune forme de îndoire a tuburilor este îndoirea prin întindere rotativă (cunoscută și sub denumirea de îndoire cu dorn), care utilizează matrițe și dornuri de îndoire și presiune. Dornurile sunt inserții sau miezuri de tijă metalică care susțin țeava sau tubul atunci când este îndoit. Utilizarea unui dorn previne prăbușirea, aplatizarea sau șifonarea tubului în timpul îndoirii, menținând și protejând astfel forma tubului (a se vedea Figura 5).
Această disciplină include îndoirea multi-rază pentru piese complexe care necesită două sau mai multe raze pe linia centrală. Îndoirea multi-rază este, de asemenea, excelentă pentru piese cu raze mari pe linia centrală (sculele dure pot să nu fie o opțiune) sau piese complexe care trebuie formate într-un ciclu complet.
Figura 2. Echipamentele specializate oferă diagnosticare în timp real pentru a ajuta operatorii să confirme specificațiile pieselor sau să abordeze orice corecții necesare în timpul producției.
Pentru a efectua acest tip de îndoire, o mașină de îndoit rotativă este prevăzută cu două sau mai multe seturi de scule, câte unul pentru fiecare rază dorită. Configurațiile personalizate pe o presă de îndoit cu două capuri - una pentru îndoire spre dreapta și cealaltă pentru îndoire spre stânga - pot oferi atât raze mici, cât și mari pe aceeași piesă. Tranziția dintre coturile stânga și dreapta poate fi repetată de câte ori este necesar, permițând formarea completă a formelor complexe fără a îndepărta tubul sau a implica alte utilaje (vezi Figura 6).
Pentru început, tehnicianul configurează mașina în conformitate cu geometria țevii listată în fișa tehnică de îndoire sau în imprimarea de producție, introducând sau încărcând coordonatele din imprimare împreună cu datele de lungime, rotație și unghi. Apoi urmează simularea de îndoire pentru a se asigura că țeava va putea trece de mașină și unelte în timpul ciclului de îndoire. Dacă simularea arată o coliziune sau o interferență, operatorul ajustează mașina după cum este necesar.
Deși această metodă este de obicei necesară pentru piesele din oțel sau oțel inoxidabil, majoritatea metalelor industriale, grosimilor pereților și lungimilor pot fi adaptate.
Îndoirea liberă. O metodă mai interesantă, îndoirea liberă, folosește o matriță de aceeași dimensiune cu țeava sau tubul care este îndoit (vezi Figura 7). Această tehnică este excelentă pentru îndoiri unghiulare sau cu raze multiple mai mari de 180 de grade, cu puține segmente drepte între fiecare îndoire (îndoirile tradiționale prin întindere rotativă necesită câteva segmente drepte pe care scula să le prindă). Îndoirea liberă nu necesită prindere, astfel încât elimină orice posibilitate de marcare a tuburilor sau țevilor.
Tuburile cu pereți subțiri — adesea utilizate în utilaje pentru industria alimentară și a băuturilor, componente de mobilier și echipamente medicale sau de asistență medicală — sunt ideale pentru îndoirea liberă. În schimb, piesele cu pereți mai groși pot să nu fie candidați viabili.
Pentru majoritatea proiectelor de îndoire a țevilor sunt necesare unelte. În îndoirea rotativă prin întindere, cele mai importante trei unelte sunt matrițele de îndoire, matrițele de presiune și matrițele de prindere. În funcție de raza de îndoire și grosimea peretelui, pot fi necesare și un dorn și o matriță de răzuit pentru a obține îndoiri acceptabile. Piesele cu îndoiri multiple necesită o clemă care prinde și se închide ușor la exteriorul tubului, se rotește după cum este necesar și deplasează tubul la următoarea îndoire.
Inima procesului constă în îndoirea matriței pentru a forma raza liniei centrale a piesei. Matrița cu canal concav a matriței se potrivește cu diametrul exterior al tubului și ajută la menținerea materialului în timp ce se îndoaie. În același timp, matrița de presiune menține și stabilizează tubul în timp ce este înfășurat în jurul matriței de îndoire. Matrița de prindere funcționează împreună cu matrița de presare pentru a menține tubul pe segmentul drept al matriței de îndoire în timp ce se mișcă. Aproape de capătul matriței de îndoire, utilizați o matriță de răzuit atunci când este necesar să neteziți suprafața materialului, să susțineți pereții tubului și să preveniți formarea de șifonare și benzi.
Dornuri, inserții din aliaj de bronz sau oțel cromat pentru susținerea țevilor sau tuburilor, prevenirea prăbușirii sau îndoirii tuburilor și minimizarea ovalității. Cel mai comun tip este dornul cu bilă. Ideal pentru curburi cu raze multiple și pentru piese cu grosimi standard de perete, dornul cu bilă este utilizat în tandem cu răzuitorul, dispozitivul de fixare și matrița de presiune; împreună, acestea cresc presiunea necesară pentru a menține, stabiliza și netezi curbura. Dornul de dop este o tijă solidă pentru coturi cu rază mare în țevi cu pereți groși care nu necesită răzuitoare. Dornurile de formare sunt tije solide cu capete îndoite (sau formate) utilizate pentru a susține interiorul tuburilor cu pereți mai groși sau al tuburilor îndoite la o rază medie. În plus, proiectele care necesită tuburi pătrate sau dreptunghiulare necesită dornuri specializate.
Îndoirea precisă necesită scule și o configurare adecvate. Majoritatea companiilor de îndoire a țevilor au scule în stoc. Dacă nu sunt disponibile, trebuie procurate scule care să se potrivească razei specifice de îndoire.
Costul inițial pentru crearea unei matrițe de îndoire poate varia foarte mult. Această taxă unică acoperă materialele și timpul de producție necesare pentru a crea sculele necesare, care sunt de obicei utilizate pentru proiecte ulterioare. Dacă designul piesei este flexibil în ceea ce privește raza de îndoire, dezvoltatorii de produse își pot ajusta specificațiile pentru a profita de sculele de îndoire existente ale furnizorului (în loc să utilizeze scule noi). Acest lucru ajută la gestionarea costurilor și la scurtarea timpilor de livrare.
Figura 3. Ideală pentru producerea de curburi cu rază mare, îndoire prin laminare pentru a forma un tub sau o țeavă cu trei role într-o configurație triunghiulară.
Găurile, fantele sau alte caracteristici specificate la sau în apropierea îndoirii adaugă o operațiune auxiliară lucrării, deoarece laserul trebuie tăiat după ce tubul este îndoit. Toleranțele afectează și costul. Lucrările foarte solicitante pot necesita dornuri sau matrițe suplimentare, ceea ce poate crește timpul de configurare.
Există multe variabile pe care producătorii trebuie să le ia în considerare atunci când achiziționează coturi sau curbe personalizate. Factori precum uneltele, materialele, cantitatea și manopera joacă un rol.
Deși tehnicile și metodele de îndoire a țevilor au evoluat de-a lungul anilor, multe dintre principiile fundamentale ale îndoirii țevilor rămân aceleași. Înțelegerea principiilor fundamentale și consultarea cu un furnizor cu experiență vă vor ajuta să obțineți cele mai bune rezultate.
FABRICATOR este revista lider în industria de formare și fabricare a metalelor din America de Nord. Revista oferă știri, articole tehnice și studii de caz care permit producătorilor să își facă treaba mai eficient. FABRICATOR deservește industria din 1970.
Acum, cu acces complet la ediția digitală a revistei The FABRICATOR, acces facil la resurse valoroase din industrie.
Ediția digitală a revistei The Tube & Pipe Journal este acum complet accesibilă, oferind acces facil la resurse valoroase din industrie.
Bucurați-vă de acces complet la ediția digitală a revistei STAMPING Journal, care oferă cele mai recente progrese tehnologice, cele mai bune practici și știri din industrie pentru piața de ștanțare a metalelor.
Acum, cu acces complet la ediția digitală a revistei The Fabricator en Español, aveți acces facil la resurse valoroase din industrie.