Začne se cikel upogibanja s trnom. Trn se vstavi v notranji premer cevi. Upogibni matric (levo) določa polmer. Vpenjalna matrica (desno) vodi cev okoli upogibnega matrice, da določi kot.
V vseh panogah se potreba po kompleksnem upogibanju cevi ne zmanjšuje. Ne glede na to, ali gre za strukturne komponente, mobilno medicinsko opremo, okvirje za štirikolesnike ali komunalna vozila ali celo kovinske varnostne palice v kopalnicah, je vsak projekt drugačen.
Doseganje želenih rezultatov zahteva dobro opremo in predvsem ustrezno strokovno znanje. Kot vsaka druga proizvodna disciplina se tudi učinkovito upogibanje cevi začne z osnovno vitalnostjo, temeljnimi koncepti, ki so podlaga vsakemu projektu.
Nekatera osnovna vitalnost pomaga določiti obseg projekta upogibanja cevi ali cevi. Dejavniki, kot so vrsta materiala, končna uporaba in ocenjena letna poraba, neposredno vplivajo na proizvodni proces, stroške in dobavne roke.
Prvo kritično jedro je stopnja ukrivljenosti (DOB) ali kot, ki ga tvori ovinek. Sledi središčni polmer (CLR), ki poteka vzdolž središčne črte cevi ali cevke, ki jo je treba upogniti. Običajno je najožji dosegljivi CLR dvakratnik premera cevi ali cevke. Podvojite CLR, da izračunate središčni premer (CLD), ki je razdalja od središčne osi cevi ali cevke skozi drugo središčno črto 180-stopinjskega povratnega ovinka.
Notranji premer (ID) se meri na najširši točki odprtine znotraj cevi ali cevke. Zunanji premer (OD) se meri na najširšem območju cevi ali cevke, vključno s steno. Nazadnje se nazivna debelina stene meri med zunanjo in notranjo površino cevi ali cevke.
Industrijski standard tolerance za kot upogiba je ±1 stopinja. Vsako podjetje ima interni standard, ki lahko temelji na uporabljeni opremi ter izkušnjah in znanju upravljavca stroja.
Cevi se merijo in navajajo glede na njihov zunanji premer in debelino stene (tj. debelino stene). Običajni premeri vključujejo 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 in 20. Nižji kot je premer, debelejša je stena: 10-ga. Cev ima steno 0,134 palca in 20-ga. Cev ima steno 0,035 palca. Cev ima zunanji premer 1½” in ​​0,035″. Stena se na odtisu dela imenuje »1½-in«. 20-ga.cev.”
Cev je določena z nazivno velikostjo cevi (NPS), brezdimenzijskim številom, ki opisuje premer (v palcih), in tabelo debeline stene (ali Sch.). Cevi so na voljo v različnih debelinah sten, odvisno od njihove uporabe. Priljubljene tabele vključujejo Sch.5, 10, 40 in 80.
Cev z zunanjim premerom 1,66 palca (3,8 cm) in debelino stene (2,8 cm) sta na risbi dela označili steno, sledi pa ji tabela – v tem primeru »1¼«.Cevi Shi.40.« Diagram načrta cevi določa zunanji premer in debelino stene pripadajočega NPS in načrt.
Faktor stene, ki je razmerje med zunanjim premerom in debelino stene, je še en pomemben dejavnik za komolce. Uporaba tankostenskih materialov (enakih ali manjših od 18 ga.) lahko zahteva večjo oporo na upogibnem loku, da se prepreči gubanje ali posedanje. V tem primeru bodo za kakovostno upogibanje potrebni trni in druga orodja.
Drug pomemben element je upogib D, premer cevi v odnosu do polmera upogiba, pogosto imenovan polmer upogiba, ki je večkrat večji od vrednosti D. Na primer, 2D polmer upogiba je cev z zunanjim premerom 3 palcev (7,6 cm), ki je enaka 6 palcev (15,2 cm). Višji kot je D upogiba, lažje ga je oblikovati. Nižji kot je koeficient stene, lažje ga je upogniti. Ta korelacija med faktorjem stene in D upogiba pomaga določiti, kaj je potrebno za začetek projekta upogibanja cevi.
Slika 1. Za izračun odstotka ovalnosti delite razliko med največjo in najmanjšo optično debelino z nominalno optično debelino.
Nekatere projektne specifikacije zahtevajo tanjše cevi ali cevovode za obvladovanje stroškov materiala. Vendar pa lahko tanjše stene zahtevajo več časa izdelave, da se ohrani oblika in konsistenca cevi na ovinkih ter odpravi možnost gubanja. V nekaterih primerih ti povečani stroški dela odtehtajo prihranke materiala.
Ko se cev upogne, lahko izgubi 100 % svoje okrogle oblike v bližini in okoli upogiba. To odstopanje se imenuje ovalnost in je opredeljeno kot razlika med največjo in najmanjšo dimenzijo zunanjega premera cevi.
Na primer, cev z zunanjim premerom 2 palca (5 cm) lahko po upogibanju meri do 1,975 palca (44,9 cm). Ta razlika 0,025 palca (0,025 palca) je faktor ovalnosti, ki mora biti znotraj sprejemljivih toleranc (glejte sliko 1). Glede na končno uporabo dela je lahko toleranca za ovalnost med 1,5 % in 8 %.
Glavna dejavnika, ki vplivata na ovalnost, sta komolec D in debelina stene. Pri upogibanju majhnih polmerov v tankostenskih materialih je lahko težko ohraniti ovalnost znotraj tolerance, vendar je to mogoče.
Ovalnost se nadzoruje z namestitvijo trna v cev med upogibanjem ali v nekaterih specifikacijah delov z uporabo cevi (DOM), ki je od začetka narisana na trn. (Cevi DOM imajo zelo tesne tolerance notranjega in zunanjega premera.) Nižja kot je toleranca ovalitnosti, več orodja in potencialnega časa izdelave je potrebnih.
Pri upogibanju cevi se uporablja specializirana oprema za pregledovanje, s katero se preveri, ali oblikovani deli ustrezajo specifikacijam in tolerancam (glej sliko 2). Vse potrebne prilagoditve se lahko po potrebi prenesejo na CNC stroj.
Valjanje. Idealno za izdelavo krivin z velikim polmerom, valjčno krivljenje vključuje podajanje cevi ali cevk skozi tri valje v trikotni konfiguraciji (glej sliko 3). Dva zunanja valja, običajno fiksna, podpirata spodnji del materiala, medtem ko notranji nastavljivi valj pritiska na zgornji del materiala.
Kompresijsko upogibanje. Pri tej dokaj preprosti metodi upogibni matrico ostane mirujoča, medtem ko proti-matrica upogiba ali stisne material okoli vpenjala. Ta metoda ne uporablja trna in zahteva natančno ujemanje med upogibno matrico in želenim polmerom upogibanja (glej sliko 4).
Zvijanje in upogibanje. Ena najpogostejših oblik upogibanja cevi je rotacijsko raztezno upogibanje (znano tudi kot upogibanje s trnom), ki uporablja upogibne in tlačne matrice ter trne. Trni so kovinski paličasti vložki ali jedra, ki podpirajo cev med upogibanjem. Uporaba trna preprečuje, da bi se cev med upogibanjem zgrudila, sploščila ali nagubala, s čimer se ohrani in zaščiti oblika cevi (glej sliko 5).
Ta disciplina vključuje večpolmerno upogibanje za kompleksne dele, ki zahtevajo dva ali več središčnih radijev. Večpolmerno upogibanje je odlično tudi za dele z velikimi središčnimi radiji (trdo orodje morda ni mogoče) ali kompleksne dele, ki jih je treba oblikovati v enem celotnem ciklu.
Slika 2. Specializirana oprema zagotavlja diagnostiko v realnem času, ki pomaga operaterjem potrditi specifikacije delov ali odpraviti morebitne popravke, potrebne med proizvodnjo.
Za izvedbo te vrste upogibanja je rotacijski upogibni stroj opremljen z dvema ali več kompleti orodij, enim za vsak želeni polmer. Prilagojene nastavitve na dvojni stiskalnici – ena za upogibanje v desno in druga za upogibanje v levo – lahko zagotovijo tako majhne kot velike polmere na istem delu. Prehod med levim in desnim kolenom se lahko ponovi poljubnokrat, kar omogoča popolno oblikovanje kompleksnih oblik brez odstranitve cevi ali uporabe drugih strojev (glej sliko 6).
Za začetek tehnik nastavi stroj glede na geometrijo cevi, navedeno v podatkovnem listu za upogibanje ali proizvodnem izpisu, pri čemer vnese ali naloži koordinate iz izpisa skupaj s podatki o dolžini, vrtenju in kotu. Sledi simulacija upogibanja, da se zagotovi, da bo cev med ciklom upogibanja lahko zapustila stroj in orodja. Če simulacija pokaže trk ali interferenco, operater po potrebi prilagodi stroj.
Čeprav je ta metoda običajno potrebna za dele iz jekla ali nerjavečega jekla, je mogoče uporabiti večino industrijskih kovin, debelin sten in dolžin.
Prosto upogibanje. Bolj zanimiva metoda prostega upogibanja je uporaba matrice, ki je enake velikosti kot cev ali cev, ki jo upogibamo (glej sliko 7). Ta tehnika je odlična za kotne ali večpolmerne upogibe, večje od 180 stopinj, z nekaj ravnimi segmenti med posameznimi upogibi (tradicionalni rotacijski raztezni upogibi zahtevajo nekaj ravnih segmentov, ki jih orodje lahko prime). Prosto upogibanje ne zahteva vpenjanja, zato odpravlja vsako možnost označevanja cevi.
Tankostenske cevi, ki se pogosto uporabljajo v strojih za hrano in pijačo, pohištveni opremi ter medicinski ali zdravstveni opremi, so idealne za prosto upogibanje. Nasprotno pa deli z debelejšimi stenami morda niso primerni.
Za večino projektov upogibanja cevi je potrebno orodje. Pri rotacijskem razteznem upogibanju so tri najpomembnejša orodja upogibne matrice, tlačne matrice in vpenjalne matrice. Glede na polmer upogibanja in debelino stene sta lahko za doseganje sprejemljivih upogibov potrebna tudi trn in brisalna matrica. Deli z več upogibi potrebujejo stročnico, ki se prime in nežno zapre na zunanjo stran cevi, se po potrebi vrti in premakne cev do naslednjega upogiba.
Bistvo postopka je upogibanje matrice, da se oblikuje središčni polmer dela. Konkavni kanal matrice se prilega zunanjemu premeru cevi in ​​pomaga držati material med upogibanjem. Hkrati tlačna matrica drži in stabilizira cev, ko se navija okoli upogibne matrice. Vpenjalna matrica deluje skupaj s stiskalno matrico, da drži cev ob ravnem delu upogibne matrice med njenim premikanjem. Blizu konca upogibne matrice uporabite zobniško šablono, ko je potrebno zgladiti površino materiala, podpreti stene cevi in ​​preprečiti gubanje in pasanje.
Trni, vložki iz bronaste zlitine ali kromiranega jekla za podporo cevi ali cevk, preprečevanje zrušitve ali upogibanja cevi in ​​zmanjšanje ovalnosti. Najpogostejša vrsta je kroglični trn. Idealen za večpolmerne ovinke in za obdelovance s standardno debelino sten se kroglični trn uporablja skupaj z brisalcem, vpenjalom in tlačno matrico; skupaj povečajo tlak, potreben za držanje, stabilizacijo in glajenje ovinka. Čepni trn je trdna palica za kolena velikega polmera v debelostenskih ceveh, ki ne potrebujejo brisalcev. Oblikovalni trni so trdne palice z upognjenimi (ali oblikovanimi) konci, ki se uporabljajo za podporo notranjosti debelejših stenskih cevi ali cevi, upognjenih na povprečen polmer. Poleg tega projekti, ki zahtevajo kvadratne ali pravokotne cevi, zahtevajo specializirane trne.
Natančno upogibanje zahteva ustrezno orodje in nastavitev. Večina podjetij za upogibanje cevi ima orodje na zalogi. Če orodje ni na voljo, ga je treba nabaviti tako, da ustreza določenemu polmeru upogibanja.
Začetni stroški za izdelavo upogibnega orodja se lahko zelo razlikujejo. Ta enkratna pristojbina krije materiale in čas izdelave, potreben za izdelavo potrebnih orodij, ki se običajno uporabljajo za nadaljnje projekte. Če je zasnova dela prilagodljiva glede polmera upogibanja, lahko razvijalci izdelkov prilagodijo svoje specifikacije, da izkoristijo obstoječe upogibno orodje dobavitelja (namesto da bi uporabili novo orodje). To pomaga pri obvladovanju stroškov in skrajšanju dobavnih rokov.
Slika 3. Idealno za izdelavo krivin z velikim polmerom, valjčno krivljenje za oblikovanje cevi ali cevi s tremi valji v trikotni konfiguraciji.
Določene luknje, reže ali druge značilnosti na ali blizu ovinka dodajo pomožno operacijo, saj je treba lasersko rezanje izvesti po upogibanju cevi. Tolerance vplivajo tudi na stroške. Zelo zahtevna dela lahko zahtevajo dodatne trne ali matrice, kar lahko podaljša čas nastavitve.
Proizvajalci morajo pri iskanju komolcev ali krivin po meri upoštevati veliko spremenljivk. Pomembno vlogo igrajo dejavniki, kot so orodja, materiali, količina in delo.
Čeprav so se tehnike in metode upogibanja cevi skozi leta izboljšale, so številne osnove upogibanja cevi ostale enake. Razumevanje osnov in posvetovanje z izkušenim dobaviteljem vam bosta pomagala doseči najboljše rezultate.
FABRICATOR je vodilna severnoameriška revija za industrijo oblikovanja in obdelave kovin. Revija ponuja novice, tehnične članke in zgodbe primerov, ki proizvajalcem omogočajo učinkovitejše opravljanje dela. FABRICATOR služi industriji že od leta 1970.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje revije The FABRICATOR, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Digitalna izdaja revije The Tube & Pipe Journal je zdaj v celoti dostopna in omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Uživajte v polnem dostopu do digitalne izdaje revije STAMPING Journal, ki ponuja najnovejše tehnološke dosežke, najboljše prakse in novice iz industrije za trg žigosanja kovin.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje revije The Fabricator en Español, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.