Починається цикл гнуття на оправці. Оправка вставляється у внутрішній діаметр труби. Згинальний штамп (ліворуч) визначає радіус. Затискний штамп (праворуч) направляє трубу навколо згинального штампа для визначення кута.
У різних галузях промисловості потреба у складному згинанні труб залишається незмінною. Чи то конструкційні компоненти, мобільне медичне обладнання, рами для всюдиходів або комунальних транспортних засобів, чи навіть металеві захисні поручні у ванних кімнатах, кожен проект відрізняється.
Досягнення бажаних результатів вимагає гарного обладнання та, особливо, належного досвіду. Як і будь-яка інша виробнича дисципліна, ефективне гнуття труб починається з основної життєздатності, фундаментальних концепцій, що лежать в основі будь-якого проекту.
Деяка основна життєва сила допомагає визначити обсяг проекту згинання труби або труб. Такі фактори, як тип матеріалу, кінцеве використання та передбачуване річне використання, безпосередньо впливають на виробничий процес, пов'язані з цим витрати та терміни поставки.
Першим критичним показником є ​​ступінь кривизни (DOB) або кут, утворений вигином. Далі йде радіус центральної лінії (CLR), який простягається вздовж центральної лінії труби або трубки, що згинається. Зазвичай, найменший досяжний CLR дорівнює подвійному діаметру труби або трубки. Подвоїти CLR, щоб обчислити діаметр центральної лінії (CLD), який є відстанню від осі центральної лінії труби або трубки через іншу центральну лінію зворотного вигину на 180 градусів.
Внутрішній діаметр (ID) вимірюється в найширшій точці отвору всередині труби або трубки. Зовнішній діаметр (OD) вимірюється по найширшій ділянці труби або трубки, включаючи стінку. Нарешті, номінальна товщина стінки вимірюється між зовнішньою та внутрішньою поверхнями труби або трубки.
Стандартний галузевий допуск кута вигину становить ±1 градус. Кожна компанія має внутрішній стандарт, який може базуватися на використовуваному обладнанні, а також на досвіді та знаннях оператора верстата.
Труби вимірюються та котируються відповідно до їхнього зовнішнього діаметра та калібру (тобто товщини стінки). Поширені калібри включають 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 та 20. Чим нижчий калібр, тим товстіша стінка: 10-га. Труба має стінку 0,134 дюйма, а 20-га. Труба має стінку 0,035 дюйма. Зовнішній діаметр труби 1½ дюйма та 0,035 дюйма. Стінка називається «1½ дюйма» на роздруківці деталі. 20-га.трубка.
Труба визначається номінальним розміром труби (NPS), безрозмірним числом, що описує діаметр (у дюймах), та таблицею товщини стінки (або Sch.). Труби бувають різної товщини стінки, залежно від їх використання. Популярні таблиці включають Sch.5, 10, 40 та 80.
Труба із зовнішнім діаметром 1,66 дюйма та номінальним діаметром 0,140 дюйма позначена як стінка на кресленні деталі, а потім у таблиці – у цьому випадку «трубки шириною 1¼ дюйма, 40 дюйма». Схема трубопроводу визначає зовнішній діаметр та товщину стінки відповідного номінального діаметра та план.
Коефіцієнт стінки, який є співвідношенням між зовнішнім діаметром і товщиною стінки, є ще одним важливим фактором для ліктів. Використання тонкостінних матеріалів (рівних або менше 18 ga.) може вимагати більшої підтримки на дузі вигину, щоб запобігти зморшкуванню або прогинанню. У цьому випадку для якісного гнуття знадобляться оправки та інші інструменти.
Ще одним важливим елементом є вигин D, діаметр труби відносно радіуса вигину, який часто називають радіусом вигину, що у багато разів перевищує значення D. Наприклад, радіус вигину 2D для труби із зовнішнім діаметром 3 дюйми становить 6 дюймів. Чим вищий D вигину, тим легше його сформувати. А чим нижчий коефіцієнт стінки, тим легше його згинати. Ця кореляція між коефіцієнтом стінки та D вигину допомагає визначити, що потрібно для початку проекту згинання труби.
Рисунок 1. Щоб розрахувати відсоток овальності, поділіть різницю між максимальною та мінімальною оптичною товщиною на номінальну оптичну товщину.
Деякі проектні специфікації вимагають тонших труб або трубопроводів для управління витратами на матеріали. Однак, тонші стінки можуть вимагати більше часу на виробництво, щоб зберегти форму та консистенцію труби на вигинах та усунути ймовірність утворення зморшок. У деяких випадках ці збільшені витрати на оплату праці переважують економію матеріалів.
Коли трубка згинається, вона може втратити 100% своєї круглої форми поблизу та навколо вигину. Це відхилення називається овальністю та визначається як різниця між найбільшим та найменшим розмірами зовнішнього діаметра трубки.
Наприклад, труба із зовнішнім діаметром 2 дюйми після згинання може мати діаметр до 1,975 дюйма. Ця різниця в 0,025 дюйма є коефіцієнтом овальності, який повинен бути в межах допустимих допусків (див. Рисунок 1). Залежно від кінцевого використання деталі, допуск на овальність може становити від 1,5% до 8%.
Основними факторами, що впливають на овальність, є кут вигину D та товщина стінки. Згинання малих радіусів у тонкостінних матеріалах може бути складним для збереження овальності в межах допуску, але це можливо.
Овальність контролюється шляхом розміщення оправки всередині труби під час згинання, або, в деяких специфікаціях деталей, використанням трубки (DOM), натягнутої на оправку з самого початку. (Трубка DOM має дуже жорсткі допуски внутрішнього та зовнішнього діаметрів.) Чим нижчий допуск овальності, тим більше інструментів і потенційно більше часу потрібно на виробництво.
Для операцій згинання труб використовується спеціалізоване контрольне обладнання для перевірки відповідності відформованих деталей специфікаціям та допускам (див. Рисунок 2). Будь-які необхідні налаштування можуть бути передані на верстат з ЧПК за потреби.
Рулон. Ідеально підходить для виготовлення вигинів великого радіуса, гнуття рулонами передбачає подачу труби або трубки через три ролики в трикутній конфігурації (див. Рисунок 3). Два зовнішні ролики, зазвичай нерухомі, підтримують нижню частину матеріалу, тоді як внутрішній регульований ролик тисне на верхню частину матеріалу.
Згинання на стиснення. У цьому досить простому методі згинальний штамп залишається нерухомим, тоді як контрштамп згинає або стискає матеріал навколо пристосування. Цей метод не використовує оправку та вимагає точного підбору згинального штампа для потрібного радіуса згину (див. Рисунок 4).
Скручування та згинання. Однією з найпоширеніших форм гнуття труб є обертальне розтягування (також відоме як гнуття на оправці), яке використовує штампи для згинання та тиску, а також оправки. Оправки - це металеві стрижні-вставки або стрижні, які підтримують трубу або трубку під час згинання. Використання оправки запобігає руйнуванню, сплющенню або зморщування трубки під час згинання, тим самим зберігаючи та захищаючи форму трубки (див. Рисунок 5).
Ця дисципліна включає багаторадіусне гнуття для складних деталей, що потребують двох або більше радіусів центральної лінії. Багаторадіусне гнуття також чудово підходить для деталей з великими радіусами центральної лінії (тверді інструменти можуть бути неможливими) або складних деталей, які необхідно сформувати за один повний цикл.
Рисунок 2. Спеціалізоване обладнання забезпечує діагностику в режимі реального часу, щоб допомогти операторам підтвердити специфікації деталей або внести будь-які необхідні корективи під час виробництва.
Для виконання цього типу гнуття роторний листозгинальний верстат постачається з двома або більше наборами інструментів, по одному для кожного потрібного радіуса. Спеціальні налаштування двоголовкового листозгинального преса – один для гнуття праворуч, а інший для гнуття ліворуч – можуть забезпечити як малі, так і великі радіуси на одній і тій самій деталі. Перехід між лівим і правим колінами можна повторювати скільки завгодно разів, що дозволяє повністю формувати складні форми без зняття труби або залучення будь-якого іншого обладнання (див. Рисунок 6).
Щоб розпочати, технік налаштовує машину відповідно до геометрії труби, зазначеної в аркуші даних згинання або виробничому роздруківці, вводячи або завантажуючи координати з роздруківки разом з даними про довжину, обертання та кут. Далі відбувається симуляція згинання, щоб переконатися, що труба зможе виходити за межі машини та інструментів під час циклу згинання. Якщо симуляція показує зіткнення або перешкоди, оператор налаштовує машину за потреби.
Хоча цей метод зазвичай потрібен для деталей, виготовлених зі сталі або нержавіючої сталі, він може бути використаний для більшості промислових металів, товщини стінок та довжини.
Вільне згинання. Цікавіший метод — вільне згинання, при якому використовується матриця такого ж розміру, як і труба, що згинається (див. рисунок 7). Цей метод чудово підходить для кутових або багаторадіусних згинів більше 180 градусів з кількома прямими сегментами між кожним згином (традиційні обертальні розтягувальні згини вимагають кількох прямих сегментів для захоплення інструментом). Вільне згинання не вимагає затискання, тому воно виключає будь-яку можливість маркування труб.
Тонкостінні труби, які часто використовуються в обладнанні для харчової промисловості та виробництва напоїв, компонентах меблів, а також медичному або охоронному обладнанні, ідеально підходять для вільного згинання. І навпаки, деталі з товстішими стінками можуть бути непридатними.
Для більшості проектів з гнуття труб потрібні інструменти. При ротаційному гнутті з розтягуванням трьома найважливішими інструментами є гнучкі штампи, штампи під тиском та затискні штампи. Залежно від радіуса вигину та товщини стінки, для досягнення прийнятних вигинів також можуть знадобитися оправка та скребкова матриця. Деталі з кількома вигинами потребують цанги, яка захоплює та м’яко закриває трубу зовні, обертається за потреби та переміщує її до наступного вигину.
Суть процесу полягає у згинанні матриці для формування радіуса центральної лінії деталі. Увігнута канальна матриця матриці відповідає зовнішньому діаметру труби та допомагає утримувати матеріал під час її згинання. Водночас притискна матриця утримує та стабілізує трубу, коли вона намотується на згинальний штамп. Затискна матриця працює разом із пресувальною матрицею, щоб утримувати трубу на прямому сегменті згинального штампа під час її руху. Ближче до кінця згинального штампа використовуйте ракель, коли необхідно згладити поверхню матеріалу, підтримати стінки труби та запобігти утворенню зморшок та смуг.
Оправки, вставки з бронзового сплаву або хромованої сталі для підтримки труб або трубок, запобігання руйнуванню або перегину трубок та мінімізації овальності. Найпоширенішим типом є кульова оправка. Ідеально підходить для багаторадіусних згинів та для заготовок зі стандартною товщиною стінок, кульова оправка використовується разом із скребком, пристосуванням та штампом; разом вони збільшують тиск, необхідний для утримання, стабілізації та згладжування згину. Заглушкова оправка - це суцільний стрижень для колін великого радіуса в товстостінних трубах, які не потребують скребків. Формувальні оправки - це суцільні стрижні з вигнутими (або формованими) кінцями, що використовуються для підтримки внутрішньої частини товстіших стінок трубок або трубок, вигнутих до середнього радіуса. Крім того, проекти, що потребують квадратних або прямокутних труб, потребують спеціалізованих оправок.
Точне згинання вимагає належного оснащення та налаштування. Більшість компаній, що займаються згинанням труб, мають інструменти в наявності. Якщо інструменти недоступні, їх необхідно підібрати відповідно до конкретного радіуса згину.
Початкова плата за створення штампа для згинання може значно варіюватися. Ця одноразова плата покриває матеріали та час виробництва, необхідні для створення необхідних інструментів, які зазвичай використовуються для наступних проектів. Якщо конструкція деталі гнучка з точки зору радіуса згину, розробники продукту можуть коригувати свої специфікації, щоб скористатися перевагами існуючого інструментарію постачальника для згинання (замість використання нового інструментарію). Це допомагає керувати витратами та скорочувати терміни виконання робіт.
Рисунок 3. Ідеально підходить для виготовлення згинів великого радіуса, вальцьування для формування труби або труби з трьома роликами в трикутній конфігурації.
Зазначені отвори, пази або інші елементи на вигині або поблизу нього додають допоміжну операцію до роботи, оскільки лазерне різання має виконуватися після того, як труба згинається. Допуски також впливають на вартість. Дуже вимогливі роботи можуть вимагати додаткових оправок або штампів, що може збільшити час налаштування.
Існує багато змінних, які виробники повинні враховувати під час пошуку колін або відводів на замовлення. Такі фактори, як інструменти, матеріали, кількість та робоча сила, відіграють певну роль.
Хоча методи та методи гнуття труб з роками вдосконалилися, багато основ гнуття труб залишаються незмінними. Розуміння основ та консультація з досвідченим постачальником допоможуть вам отримати найкращі результати.
FABRICATOR – провідний журнал Північної Америки, присвячений металообробці та виробництву. Журнал пропонує новини, технічні статті та приклади з практики, що дозволяють виробникам виконувати свою роботу ефективніше. FABRICATOR обслуговує галузь з 1970 року.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The FABRICATOR, легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання журналу «The Tube & Pipe Journal» тепер повністю доступне, забезпечуючи легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Насолоджуйтесь повним доступом до цифрового видання журналу STAMPING, який містить найновіші технологічні досягнення, передовий досвід та новини галузі для ринку штампування металу.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The Fabricator en Español, легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.