Operácia ohýbania na tŕni začína svoj cyklus. Tŕň sa vloží do vnútorného priemeru rúry. Ohýbacia matrica (vľavo) určuje polomer. Upínacia matrica (vpravo) vedie rúru okolo ohýbacej matrice a určuje uhol.
V rôznych odvetviach pretrváva nezmenšená potreba komplexného ohýbania rúrok. Či už ide o konštrukčné komponenty, mobilné zdravotnícke zariadenia, rámy pre štvorkolky alebo úžitkové vozidlá, alebo dokonca kovové bezpečnostné tyče v kúpeľniach, každý projekt je iný.
Dosiahnutie požadovaných výsledkov si vyžaduje dobré vybavenie a najmä správne odborné znalosti. Rovnako ako každá iná výrobná disciplína, aj efektívne ohýbanie rúrok začína základnými princípmi, ktoré sú základom každého projektu.
Niektoré základné ukazovatele pomáhajú určiť rozsah projektu ohýbania rúr alebo rúrok. Faktory ako typ materiálu, konečné použitie a odhadovaná ročná spotreba priamo ovplyvňujú výrobný proces, súvisiace náklady a dodacie lehoty.
Prvým kritickým jadrom je stupeň zakrivenia (DOB) alebo uhol, ktorý tvorí ohyb. Ďalším je polomer stredovej čiary (CLR), ktorý sa tiahne pozdĺž stredovej čiary ohýbaného potrubia alebo rúry. Najtesnejší dosiahnuteľný CLR je zvyčajne dvojnásobok priemeru potrubia alebo rúry. Zdvojnásobením CLR sa vypočíta priemer stredovej čiary (CLD), čo je vzdialenosť od stredovej osi potrubia alebo rúry cez inú stredovú čiaru 180-stupňového spätného ohybu.
Vnútorný priemer (ID) sa meria v najširšom bode otvoru vo vnútri potrubia alebo trubice. Vonkajší priemer (OD) sa meria cez najširšiu plochu potrubia alebo trubice vrátane steny. Nakoniec sa menovitá hrúbka steny meria medzi vonkajším a vnútorným povrchom potrubia alebo trubice.
Štandardná tolerancia uhla ohybu v priemysle je ±1 stupeň. Každá spoločnosť má interný štandard, ktorý môže byť založený na použitom zariadení a skúsenostiach a znalostiach obsluhy stroja.
Rúry sa merajú a uvádzajú v cenovej ponuke podľa ich vonkajšieho priemeru a hrúbky (t. j. hrúbky steny). Bežné hrúbky zahŕňajú 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 a 20. Čím nižšia je hrúbka, tým hrubšia je stena: 10-ga. Rúra má stenu 0,134 palca a 20-ga. Rúra má stenu 0,035 palca. Rúra s vonkajším priemerom 1½” a 0,035″. Stena sa na výtlačku dielu nazýva „1½-in“. 20-ga.rúra.”
Potrubie je špecifikované menovitou veľkosťou potrubia (NPS), bezrozmerným číslom opisujúcim priemer (v palcoch) a tabuľkou hrúbky steny (alebo Sch.). Potrubia sa dodávajú v rôznych hrúbkach steny v závislosti od ich použitia. Medzi obľúbené tabuľky patria Sch.5, 10, 40 a 80.
Stena na výkrese súčiastky bola označená rúrou s vonkajším priemerom 1,66 palca a hrúbkou NPS 0,140 palca, za ktorou nasledoval rozpis – v tomto prípade „rúry s šírkou 1¼ palca, 40 palca“. Diagram plánu rúry určuje vonkajší priemer a hrúbku steny príslušnej NPS a plán.
Ďalším dôležitým faktorom pre lakte je faktor steny, čo je pomer medzi vonkajším priemerom a hrúbkou steny. Použitie tenkostenných materiálov (rovnakých alebo menších ako 18 ga.) môže vyžadovať väčšiu oporu v ohybovom oblúku, aby sa zabránilo pokrčeniu alebo prehýbaniu. V tomto prípade bude kvalitné ohýbanie vyžadovať tŕne a ďalšie nástroje.
Ďalším dôležitým prvkom je ohyb D, priemer rúry vo vzťahu k polomeru ohybu, často označovaný ako polomer ohybu, ktorý je mnohonásobne väčší ako hodnota D. Napríklad polomer ohybu 2D je rúra s vonkajším priemerom 3 palce, čo je 6 palcov. Čím vyšší je D ohybu, tým ľahšie sa ohyb vytvorí. A čím nižší je koeficient steny, tým ľahšie sa ohýba. Táto korelácia medzi faktorom steny a D ohybu pomáha určiť, čo je potrebné na začatie projektu ohýbania rúry.
Obrázok 1. Na výpočet percentuálnej ovality vydeľte rozdiel medzi maximálnou a minimálnou OD nominálnou OD.
Niektoré projektové špecifikácie vyžadujú tenšie rúry alebo potrubia na zvládnutie nákladov na materiál. Tenšie steny však môžu vyžadovať dlhší výrobný čas na zachovanie tvaru a konzistencie rúry v ohyboch a elimináciu možnosti pokrčenia. V niektorých prípadoch tieto zvýšené náklady na pracovnú silu prevažujú nad úsporami materiálu.
Keď sa rúrka ohýba, môže stratiť 100 % svojho okrúhleho tvaru v blízkosti ohybu a okolo neho. Táto odchýlka sa nazýva ovalita a je definovaná ako rozdiel medzi najväčším a najmenším rozmerom vonkajšieho priemeru rúrky.
Napríklad rúra s vonkajším priemerom 2 palce (5 cm) môže mať po ohnutí rozmer až 1,975 palca (4,9 cm). Tento rozdiel 0,025 palca (0,025 palca) predstavuje faktor ovality, ktorý musí byť v rámci prijateľných tolerancií (pozri obrázok 1). V závislosti od konečného použitia dielu môže byť tolerancia ovality medzi 1,5 % a 8 %.
Hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi ovalitu sú koleno D a hrúbka steny. Ohýbanie malých polomerov v tenkostenných materiáloch môže byť náročné na udržanie ovality v rámci tolerancie, ale je to možné.
Ovalita sa riadi umiestnením tŕňa do rúry alebo potrubia počas ohýbania alebo v niektorých špecifikáciách dielov pomocou (DOM) rúrky nakreslenej na tŕni od začiatku. (Rúrka DOM má veľmi prísne tolerancie vnútorného a vonkajšieho priemeru.) Čím nižšia je tolerancia ovality, tým viac nástrojov a potenciálne viac času na výrobu je potrebných.
Pri ohýbaní rúr sa využívajú špecializované kontrolné zariadenia na overenie, či tvarované diely spĺňajú špecifikácie a tolerancie (pozri obrázok 2). Všetky potrebné úpravy je možné podľa potreby preniesť do CNC stroja.
valček. Ideálne na výrobu ohybov s veľkým polomerom, ohýbanie valčekom zahŕňa podávanie rúry alebo rúrky cez tri valce v trojuholníkovej konfigurácii (pozri obrázok 3). Dva vonkajšie valce, zvyčajne pevné, podopierajú spodnú časť materiálu, zatiaľ čo vnútorný nastaviteľný valec tlačí na vrchnú časť materiálu.
Ohýbanie tlakom. Pri tejto pomerne jednoduchej metóde zostáva ohýbacia matrica nehybná, zatiaľ čo protiľahlá matrica ohýba alebo stláča materiál okolo upínacieho prípravku. Táto metóda nepoužíva tŕň a vyžaduje presné zladenie medzi ohýbacou matricou a požadovaným polomerom ohybu (pozri obrázok 4).
Ohýbanie a skrútenie. Jednou z najbežnejších foriem ohýbania rúrok je rotačné naťahovanie (tiež známe ako ohýbanie tŕňom), ktoré využíva ohýbacie a tlakové matrice a tŕne. Tŕne sú kovové tyčové vložky alebo jadrá, ktoré podopierajú rúru alebo trubicu pri ohýbaní. Použitie tŕňa zabraňuje kolapsu, splošteniu alebo pokrčeniu rúry počas ohýbania, čím sa zachováva a chráni tvar rúry (pozri obrázok 5).
Táto disciplína zahŕňa ohýbanie s viacerými polomermi pre zložité diely vyžadujúce dva alebo viac polomerov stredovej čiary. Ohýbanie s viacerými polomermi je tiež skvelé pre diely s veľkými polomermi stredovej čiary (tvrdé nástroje nemusia byť možné) alebo pre zložité diely, ktoré je potrebné tvarovať v jednom celom cykle.
Obrázok 2. Špecializované zariadenie poskytuje diagnostiku v reálnom čase, ktorá pomáha operátorom potvrdiť špecifikácie dielov alebo riešiť akékoľvek opravy potrebné počas výroby.
Na vykonanie tohto typu ohýbania je rotačná ohýbačka vybavená dvoma alebo viacerými sadami nástrojov, jednou pre každý požadovaný polomer. Vlastné nastavenia na dvojhlavovom ohraňovacom lise – jedna na ohýbanie doprava a druhá na ohýbanie doľava – môžu poskytnúť malé aj veľké polomery na tej istej časti. Prechod medzi ľavým a pravým kolenom sa môže opakovať toľkokrát, koľkokrát je potrebné, čo umožňuje úplné tvarovanie zložitých tvarov bez odstránenia rúry alebo použitia akýchkoľvek iných strojov (pozri obrázok 6).
Na začiatok technik nastaví stroj podľa geometrie rúry uvedenej v hárku s údajmi o ohybe alebo vo výrobnej tlači, pričom zadá alebo nahrá súradnice z tlače spolu s údajmi o dĺžke, rotácii a uhle. Nasleduje simulácia ohýbania, aby sa zabezpečilo, že rúra bude môcť počas ohýbacieho cyklu vyjsť zo stroja a nástrojov. Ak simulácia preukáže kolíziu alebo interferenciu, operátor podľa potreby upraví stroj.
Hoci sa táto metóda zvyčajne vyžaduje pre diely vyrobené z ocele alebo nehrdzavejúcej ocele, je možné ju použiť pre väčšinu priemyselných kovov, hrúbok stien a dĺžok.
Voľné ohýbanie. Zaujímavejšou metódou je voľné ohýbanie, ktoré využíva matricu rovnakej veľkosti ako ohýbaná rúra alebo trubica (pozri obrázok 7). Táto technika je skvelá pre uhlové alebo viacpolomerové ohyby väčšie ako 180 stupňov s niekoľkými rovnými segmentmi medzi jednotlivými ohybmi (tradičné rotačné napínacie ohyby vyžadujú niekoľko rovných segmentov, ktoré nástroj uchopí). Voľné ohýbanie nevyžaduje upnutie, takže eliminuje akúkoľvek možnosť značenia rúr alebo potrubí.
Tenkostenné rúrky – často používané v potravinárskych a nápojových strojoch, nábytkových súčiastkach a zdravotníckych zariadeniach – sú ideálne na voľné ohýbanie. Naopak, diely s hrubšími stenami nemusia byť vhodnými kandidátmi.
Pre väčšinu projektov ohýbania rúrok sú potrebné nástroje. Pri rotačnom ohýbaní natiahnutím sú tri najdôležitejšie nástroje ohýbacie matrice, tlakové matrice a upínacie matrice. V závislosti od polomeru ohybu a hrúbky steny môže byť na dosiahnutie prijateľných ohybov potrebný aj tŕň a stieracia matrica. Súčiastky s viacerými ohybmi vyžadujú klieštinu, ktorá uchopí a jemne sa zatvorí na vonkajšej strane rúrky, podľa potreby sa otáča a posúva rúrku k ďalšiemu ohybu.
Srdcom procesu je ohýbanie matrice, aby sa vytvoril polomer stredovej čiary dielu. Konkávna kanálová matrica matrice sa prispôsobí vonkajšiemu priemeru rúrky a pomáha držať materiál počas ohýbania. Zároveň prítlačná matrica drží a stabilizuje rúrku, keď sa navíja okolo ohýbacej matrice. Upínacia matrica spolupracuje s prítlačnou matricou, aby držala rúrku oproti rovnému segmentu ohýbacej matrice počas jej pohybu. V blízkosti konca ohýbacej matrice použite škrabku, keď je potrebné vyhladiť povrch materiálu, podoprieť steny rúrky a zabrániť pokrčeniu a pásovaniu.
Tŕne, vložky z bronzovej zliatiny alebo chrómovanej ocele na podopretie rúrok alebo trubíc, zabránenie zrúteniu alebo ohnutiu rúrok a minimalizáciu ovality. Najbežnejším typom je guľový tŕň. Guľový tŕň je ideálny pre ohyby s viacerými polomermi a pre obrobky so štandardnou hrúbkou steny a používa sa v spojení so stieračom, upínacím prípravkom a tlakovou matricou; spoločne zvyšujú tlak potrebný na držanie, stabilizáciu a vyhladenie ohybu. Zátkový tŕň je pevná tyč pre kolená s veľkým polomerom v hrubostenných rúrkach, ktoré nevyžadujú stierače. Tvarovacie tŕne sú pevné tyče s ohnutými (alebo tvarovanými) koncami, ktoré sa používajú na podopretie vnútra hrubostenných rúrok alebo rúrok ohnutých na priemerný polomer. Okrem toho projekty vyžadujúce štvorcové alebo obdĺžnikové rúry vyžadujú špecializované tŕne.
Presné ohýbanie si vyžaduje správne nástroje a nastavenie. Väčšina spoločností na ohýbanie rúrok má nástroje na sklade. Ak nie sú k dispozícii, je potrebné zabezpečiť nástroje, ktoré vyhovujú konkrétnemu polomeru ohybu.
Počiatočný poplatok za vytvorenie ohýbacieho nástroja sa môže značne líšiť. Tento jednorazový poplatok pokrýva materiály a výrobný čas potrebný na vytvorenie požadovaných nástrojov, ktoré sa zvyčajne používajú v nasledujúcich projektoch. Ak je návrh dielu flexibilný z hľadiska polomeru ohybu, vývojári produktov môžu upraviť svoje špecifikácie tak, aby využili existujúce ohýbacie nástroje dodávateľa (namiesto použitia nových nástrojov). To pomáha riadiť náklady a skracovať dodacie lehoty.
Obrázok 3. Ideálne na výrobu ohybov s veľkým polomerom, valcovanie na vytvorenie rúry alebo rúrky s tromi valcami v trojuholníkovej konfigurácii.
Špecifikované otvory, drážky alebo iné prvky v ohybe alebo v jeho blízkosti pridávajú k úlohe pomocnú operáciu, pretože rezanie laserom sa musí vykonať po ohnutí rúry. Tolerancie tiež ovplyvňujú náklady. Veľmi náročné úlohy môžu vyžadovať ďalšie tŕne alebo matrice, čo môže predĺžiť čas nastavenia.
Pri obstarávaní lakťov alebo ohybov na mieru musia výrobcovia zvážiť mnoho premenných. Úlohu zohrávajú faktory ako nástroje, materiály, množstvo a práca.
Hoci sa techniky a metódy ohýbania rúrok v priebehu rokov zdokonalili, mnohé základy ohýbania rúrok zostávajú rovnaké. Pochopenie základov a konzultácia so skúseným dodávateľom vám pomôže dosiahnuť najlepšie výsledky.
FABRICATOR je popredný severoamerický časopis zameraný na tvárnenie a spracovanie kovov. Časopis poskytuje novinky, technické články a prípadové štúdie, ktoré umožňujú výrobcom vykonávať svoju prácu efektívnejšie. FABRICATOR slúži tomuto odvetviu od roku 1970.
Teraz s plným prístupom k digitálnej edícii časopisu The FABRICATOR máte jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Digitálne vydanie časopisu The Tube & Pipe Journal je teraz plne dostupné a poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Využite plný prístup k digitálnemu vydaniu časopisu STAMPING Journal, ktorý poskytuje najnovšie technologické pokroky, osvedčené postupy a novinky z odvetvia pre trh s lisovaním kovov.
Teraz s plným prístupom k digitálnemu vydaniu časopisu The Fabricator en Español máte jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.