Mil bükme işlemi döngüsüne başlar. Mil, borunun iç çapına yerleştirilir. Bükme kalıbı (solda) yarıçapı belirler. Sıkıştırma kalıbı (sağda), açıyı belirlemek için boruyu bükme kalıbı etrafında yönlendirir.
Çeşitli sektörlerde, karmaşık boru bükme ihtiyacı azalmadan devam ediyor. Yapısal bileşenler, mobil tıbbi ekipmanlar, ATV veya hizmet araçları için çerçeveler veya banyolardaki metal güvenlik barları olsun, her proje farklıdır.
İstenilen sonuçlara ulaşmak iyi ekipman ve özellikle doğru uzmanlık gerektirir. Diğer tüm üretim disiplinlerinde olduğu gibi, verimli boru bükme de temel yaşamsallıkla, her projenin altında yatan temel kavramlarla başlar.
Bir boru veya boru bükme projesinin kapsamını belirlemede bazı temel unsurlar önemlidir. Malzeme türü, kullanım amacı ve tahmini yıllık kullanım gibi faktörler, üretim sürecini, maliyetleri ve teslimat sürelerini doğrudan etkiler.
İlk kritik unsur, eğrilik derecesi (DOB) veya bükülme ile oluşan açıdır. Ardından, bükülecek boru veya tüpün merkez hattı boyunca uzanan Merkez Hattı Yarıçapı (CLR) gelir. Tipik olarak, elde edilebilecek en dar CLR, boru veya tüpün çapının iki katıdır. Merkez Hattı Çapını (CLD) hesaplamak için CLR'yi iki katına çıkarın; bu, boru veya tüpün merkez hattı ekseninden 180 derecelik bir dönüş bükümünün diğer bir merkez hattına kadar olan mesafedir.
İç çap (ID), boru veya tüpün içindeki açıklığın en geniş noktasında ölçülür. Dış çap (OD), boru veya tüpün duvarı da dahil olmak üzere en geniş alanında ölçülür. Son olarak, nominal duvar kalınlığı, boru veya tüpün dış ve iç yüzeyleri arasında ölçülür.
Bükme açısı için endüstri standardı toleransı ±1 derecedir. Her şirketin, kullanılan ekipmana ve makine operatörünün deneyim ve bilgisine bağlı olarak değişen dahili bir standardı vardır.
Borular, dış çaplarına ve kalınlıklarına (yani duvar kalınlıklarına) göre ölçülür ve fiyatlandırılır. Yaygın kalınlıklar arasında 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 ve 20 bulunur. Kalınlık ne kadar düşükse, duvar kalınlığı o kadar fazladır: 10-ga. Borunun duvar kalınlığı 0,134 inçtir ve 20-ga. Borunun duvar kalınlığı 0,035 inçtir. 1½” ve 0,035″ dış çaplı borularda duvar kalınlığı parça çiziminde “1½ inç” olarak belirtilir.
Borular, nominal boru boyutu (NPS), çapı (inç cinsinden) tanımlayan boyutsuz bir sayı ve duvar kalınlığı tablosu (veya Sch.) ile belirtilir. Borular, kullanım amaçlarına bağlı olarak çeşitli duvar kalınlıklarında üretilir. Popüler şemalar arasında Sch.5, 10, 40 ve 80 bulunur.
Parça çiziminde, 1,66 inç dış çap ve 0,140 inç NPS duvar kalınlığı işaretlenmiş, ardından da ilgili NPS ve planın dış çapı ve duvar kalınlığı belirtilmiştir.
Dış çap ile duvar kalınlığı arasındaki oran olan duvar faktörü, dirsekler için bir diğer önemli faktördür. İnce duvarlı malzemeler (18 ga'ya eşit veya daha ince) kullanıldığında, buruşmayı veya sarkmayı önlemek için büküm yayında daha fazla destek gerekebilir. Bu durumda, kaliteli bükme işlemi için mandrel ve diğer aletler gerekecektir.
Bir diğer önemli unsur ise büküm D'dir; bu, borunun çapının büküm yarıçapına oranını ifade eder ve genellikle büküm yarıçapı D değerinden birçok kat daha büyük olarak ifade edilir. Örneğin, 2 boyutlu bir büküm yarıçapı 3 inçtir; dış çaplı boru ise 6 inçtir. Bükümün D değeri ne kadar yüksekse, bükümü oluşturmak o kadar kolaydır. Duvar katsayısı ne kadar düşükse, büküm o kadar kolaydır. Duvar Faktörü ve Büküm D arasındaki bu ilişki, bir boru büküm projesine başlamak için neyin gerekli olduğunu belirlemeye yardımcı olur.
Şekil 1. Ovalite yüzdesini hesaplamak için, maksimum ve minimum dış çap arasındaki farkı nominal dış çapa bölün.
Bazı proje şartnamelerinde malzeme maliyetlerini düşürmek için daha ince boru veya tüp kullanılması gerekmektedir. Ancak, daha ince duvarlar, borunun şeklini ve kıvrımlardaki tutarlılığını korumak ve kırışma olasılığını ortadan kaldırmak için daha fazla üretim süresi gerektirebilir. Bazı durumlarda, bu artan işçilik maliyetleri malzeme tasarruflarından daha ağır basar.
Boru büküldüğünde, bükülme noktasına yakın ve çevresinde yuvarlak şeklinin %100'ünü kaybedebilir. Bu sapmaya ovalite denir ve borunun dış çapının en büyük ve en küçük boyutları arasındaki fark olarak tanımlanır.
Örneğin, 2 inç dış çaplı bir boru, büküldükten sonra 1,975 inç'e kadar ölçülebilir. Bu 0,025 inçlik fark, kabul edilebilir toleranslar içinde olması gereken ovalite faktörüdür (Şekil 1'e bakınız). Parçanın nihai kullanım amacına bağlı olarak, ovalite toleransı %1,5 ile %8 arasında olabilir.
Ovaliteyi etkileyen ana faktörler dirsek çapı (D) ve duvar kalınlığıdır. İnce duvarlı malzemelerde küçük yarıçaplarda bükme işlemi, ovaliteyi tolerans dahilinde tutmayı zorlaştırabilir, ancak bu mümkündür.
Ovalite, bükme işlemi sırasında mandrelin boru veya tüpün içine yerleştirilmesiyle veya bazı parça özelliklerinde baştan itibaren mandrel üzerine çekilen (DOM) boru kullanılarak kontrol edilir. (DOM borunun iç ve dış çap toleransları çok dardır.) Ovalite toleransı ne kadar düşükse, o kadar fazla takım ve potansiyel üretim süresi gerekir.
Boru bükme işlemlerinde, şekillendirilmiş parçaların teknik özelliklere ve toleranslara uygunluğunu doğrulamak için özel muayene ekipmanları kullanılır (Şekil 2'ye bakınız). Gerekli ayarlamalar, ihtiyaç duyulduğunda CNC makinesine aktarılabilir.
Rulo bükme, büyük yarıçaplı bükümler üretmek için idealdir ve boru veya tüpün üçgen şeklinde düzenlenmiş üç silindirden geçirilmesini içerir (Şekil 3'e bakınız). Genellikle sabit olan iki dış silindir, malzemenin altını desteklerken, içteki ayarlanabilir silindir malzemenin üstüne baskı uygular.
Sıkıştırma bükme. Bu oldukça basit yöntemde, bükme kalıbı sabit kalırken, karşı kalıp fikstür etrafındaki malzemeyi büker veya sıkıştırır. Bu yöntemde mandrel kullanılmaz ve bükme kalıbı ile istenen bükme yarıçapı arasında hassas bir eşleşme gerektirir (Şekil 4'e bakınız).
Bükme ve eğme. Boru bükmenin en yaygın biçimlerinden biri, bükme ve basınç kalıpları ile mandreller kullanan dönme germe bükme (mandrel bükme olarak da bilinir) yöntemidir. Mandreller, boru veya tüpün bükülme sırasında desteklenmesini sağlayan metal çubuk ek parçaları veya çekirdeklerdir. Mandrel kullanımı, borunun bükme sırasında çökmesini, düzleşmesini veya kırışmasını önleyerek borunun şeklini korur ve muhafaza eder (Şekil 5'e bakınız).
Bu disiplin, iki veya daha fazla merkez hattı yarıçapı gerektiren karmaşık parçalar için çoklu yarıçaplı bükmeyi içerir. Çoklu yarıçaplı bükme, büyük merkez hattı yarıçaplarına sahip parçalar (sert kalıplama bir seçenek olmayabilir) veya tek bir tam döngüde şekillendirilmesi gereken karmaşık parçalar için de idealdir.
Şekil 2. Özel ekipman, operatörlerin parça özelliklerini doğrulamalarına veya üretim sırasında gerekli düzeltmeleri yapmalarına yardımcı olmak için gerçek zamanlı teşhis olanağı sağlar.
Bu tip bükme işlemini gerçekleştirmek için, istenen her yarıçap için birer tane olmak üzere iki veya daha fazla takım setine sahip bir döner çekme bükme makinesi kullanılır. Çift başlı pres freninde özel kurulumlar – biri sağa, diğeri sola bükme için – aynı parçada hem küçük hem de büyük yarıçaplar sağlayabilir. Sol ve sağ dirsekler arasındaki geçiş gerektiği kadar tekrarlanabilir, bu da boruyu çıkarmadan veya başka herhangi bir makine kullanmadan karmaşık şekillerin tamamen oluşturulmasına olanak tanır (Şekil 6'ya bakınız).
Öncelikle, teknisyen, bükme veri sayfasında veya üretim çiziminde belirtilen boru geometrisine göre makineyi kurar ve uzunluk, dönüş ve açı verileriyle birlikte koordinatları çizimden girer veya yükler. Ardından, borunun bükme döngüsü sırasında makine ve aletlerden geçebileceğinden emin olmak için bükme simülasyonu yapılır. Simülasyon bir çarpışma veya girişim gösterirse, operatör makineyi gerektiği gibi ayarlar.
Bu yöntem genellikle çelik veya paslanmaz çelikten yapılmış parçalar için gerekli olsa da, çoğu endüstriyel metal, duvar kalınlığı ve uzunluk için uygundur.
Serbest bükme. Daha ilginç bir yöntem olan serbest bükme, bükülecek boru veya tüple aynı boyutta bir kalıp kullanır (Şekil 7'ye bakınız). Bu teknik, her büküm arasında az sayıda düz segment bulunan 180 dereceden büyük açılı veya çok yarıçaplı bükümler için mükemmeldir (geleneksel dönme germe bükümlerinde aletin kavraması için bazı düz segmentler gereklidir). Serbest bükme, sıkıştırma gerektirmediğinden, boru veya tüplerde herhangi bir iz bırakma olasılığını ortadan kaldırır.
İnce cidarlı borular (genellikle gıda ve içecek makinelerinde, mobilya parçalarında ve tıbbi veya sağlık ekipmanlarında kullanılır) serbest bükülme için idealdir. Bunun aksine, daha kalın cidarlı parçalar uygun adaylar olmayabilir.
Çoğu boru bükme projesi için aletlere ihtiyaç duyulur. Döner gerdirme bükmede en önemli üç alet bükme kalıpları, basınç kalıpları ve sıkıştırma kalıplarıdır. Bükme yarıçapına ve duvar kalınlığına bağlı olarak, kabul edilebilir bükümler elde etmek için bir mandrel ve silecek kalıbı da gerekebilir. Birden fazla büküm içeren parçalar, borunun dışını kavrayan ve nazikçe kapatan, gerektiği gibi dönen ve boruyu bir sonraki büküme taşıyan bir pens gerektirir.
İşlemin özü, parçanın merkez hattı yarıçapını oluşturmak için kalıbı bükmektir. Kalıbın içbükey kanallı kısmı, borunun dış çapına uyar ve bükülme sırasında malzemenin tutulmasına yardımcı olur. Aynı zamanda, basınç kalıbı, boru bükme kalıbının etrafına sarılırken onu tutar ve stabilize eder. Sıkıştırma kalıbı, boruyu hareket ederken bükme kalıbının düz bölümüne karşı tutmak için baskı kalıbıyla birlikte çalışır. Bükme kalıbının sonuna yakın yerlerde, malzemenin yüzeyini düzleştirmek, boru duvarlarını desteklemek ve kırışmayı ve bantlanmayı önlemek gerektiğinde bir sıyırma kalıbı kullanılır.
Boru veya tüpleri desteklemek, boru çökmesini veya bükülmesini önlemek ve ovalliği en aza indirmek için kullanılan bronz alaşımlı veya krom kaplı çelikten yapılmış mandrel'ler. En yaygın türü bilyalı mandrel'dir. Çoklu yarıçaplı bükümler ve standart duvar kalınlığına sahip iş parçaları için ideal olan bilyalı mandrel, silecek, fikstür ve baskı kalıbı ile birlikte kullanılır; birlikte bükümü tutmak, stabilize etmek ve düzleştirmek için gereken basıncı artırırlar. Fiş mandrel, silecek gerektirmeyen kalın duvarlı borulardaki büyük yarıçaplı dirsekler için katı bir çubuktur. Şekillendirme mandrel'leri, daha kalın duvarlı boruların veya ortalama bir yarıçapa bükülmüş boruların içini desteklemek için kullanılan bükülmüş (veya şekillendirilmiş) uçlara sahip katı çubuklardır. Ayrıca, kare veya dikdörtgen borular gerektiren projeler özel mandrel'ler gerektirir.
Doğru bükme işlemi, uygun alet ve kurulum gerektirir. Çoğu boru bükme firmasının stoklarında aletleri bulunur. Eğer mevcut değilse, belirli bükme yarıçapına uygun aletlerin temin edilmesi gerekir.
Bükme kalıbı oluşturmanın başlangıç ​​maliyeti oldukça değişkenlik gösterebilir. Bu tek seferlik ücret, genellikle sonraki projelerde de kullanılan gerekli aletlerin oluşturulması için gereken malzeme ve üretim süresini kapsar. Parça tasarımı bükme yarıçapı açısından esnek ise, ürün geliştiriciler (yeni aletler kullanmak yerine) tedarikçinin mevcut bükme aletlerinden yararlanmak için özelliklerini ayarlayabilirler. Bu, maliyetleri yönetmeye ve teslim sürelerini kısaltmaya yardımcı olur.
Şekil 3. Büyük yarıçaplı bükümlerin üretimi için ideal olan, üçgen şeklinde üç silindirle boru veya tüp oluşturmak üzere rulo bükme yöntemi.
Borunun bükülme noktasında veya yakınında bulunan belirli delikler, yuvalar veya diğer özellikler, lazer kesim işleminin boru büküldükten sonra yapılması gerektiğinden, işe ek bir işlem daha ekler. Toleranslar da maliyeti etkiler. Çok zorlu işler, kurulum süresini artırabilecek ek mandrel veya kalıplar gerektirebilir.
Üreticilerin özel dirsek veya bükümlü parçalar tedarik ederken dikkate almaları gereken birçok değişken vardır. Aletler, malzemeler, miktar ve işçilik gibi faktörlerin hepsi rol oynar.
Yıllar içinde boru bükme teknikleri ve yöntemleri gelişmiş olsa da, birçok temel prensip aynı kalmıştır. Temel prensipleri anlamak ve bilgili bir tedarikçiyle görüşmek, en iyi sonuçları almanıza yardımcı olacaktır.
FABRICATOR, Kuzey Amerika'nın önde gelen metal şekillendirme ve imalat sektörü dergisidir. Dergi, üreticilerin işlerini daha verimli bir şekilde yapmalarını sağlayan haberler, teknik makaleler ve vaka çalışmaları sunmaktadır. FABRICATOR, 1970'ten beri sektöre hizmet vermektedir.
Artık The FABRICATOR'ın dijital baskısına tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca ulaşabilirsiniz.
Tube & Pipe Journal'ın dijital baskısına artık tamamen erişilebilir ve değerli sektör kaynaklarına kolay erişim sağlanmaktadır.
Metal damgalama pazarı için en son teknolojik gelişmeleri, en iyi uygulamaları ve sektör haberlerini sunan STAMPING Journal'ın dijital baskısına tam erişimin keyfini çıkarın.
Artık The Fabricator en Español'un dijital baskısına tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca ulaşabilirsiniz.