Chu trình uốn của trục bắt đầu. Trục được đưa vào đường kính bên trong của ống. Khuôn uốn (trái) xác định bán kính. Khuôn kẹp (phải) dẫn ống quanh khuôn uốn để xác định góc.
Trong mọi ngành công nghiệp, nhu cầu uốn ống phức tạp vẫn không hề suy giảm. Cho dù đó là các thành phần cấu trúc, thiết bị y tế di động, khung cho xe địa hình hoặc xe tiện ích, hay thậm chí là thanh an toàn bằng kim loại trong phòng tắm, mỗi dự án đều khác nhau.
Để đạt được kết quả mong muốn cần có thiết bị tốt và đặc biệt là chuyên môn phù hợp. Giống như bất kỳ ngành sản xuất nào khác, quá trình uốn ống hiệu quả bắt đầu từ sức sống cốt lõi, các khái niệm cơ bản làm nền tảng cho bất kỳ dự án nào.
Một số yếu tố cốt lõi giúp xác định phạm vi của dự án uốn ống hoặc đường ống. Các yếu tố như loại vật liệu, mục đích sử dụng cuối cùng và ước tính mức sử dụng hàng năm ảnh hưởng trực tiếp đến quy trình sản xuất, chi phí liên quan và thời gian giao hàng.
Lõi quan trọng đầu tiên là độ cong (DOB) hoặc góc tạo thành bởi chỗ uốn. Tiếp theo là Bán kính đường tâm (CLR), chạy dọc theo đường tâm của ống hoặc ống cần uốn. Thông thường, CLR chặt nhất có thể đạt được là gấp đôi đường kính của ống hoặc ống. Nhân đôi CLR để tính đường kính đường tâm (CLD), là khoảng cách từ trục đường tâm của ống hoặc ống đi qua một đường tâm khác của chỗ uốn cong trả về 180 độ.
Đường kính bên trong (ID) được đo tại điểm rộng nhất của lỗ mở bên trong ống hoặc ống. Đường kính ngoài (OD) được đo trên diện tích rộng nhất của ống hoặc ống, bao gồm cả thành ống. Cuối cùng, độ dày thành danh nghĩa được đo giữa bề mặt ngoài và trong của ống hoặc ống.
Dung sai tiêu chuẩn công nghiệp cho góc uốn là ±1 độ. Mỗi công ty đều có tiêu chuẩn nội bộ có thể dựa trên thiết bị được sử dụng cũng như kinh nghiệm và kiến ​​thức của người vận hành máy.
Ống được đo và báo giá theo đường kính ngoài và cỡ ống (tức là độ dày thành ống). Cỡ ống phổ biến bao gồm 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 và 20. Cỡ ống càng thấp thì thành ống càng dày: 10-ga. Ống có thành ống 0,134 inch và 20-ga. Ống có thành ống 0,035 inch. Ống có đường kính ngoài 1½” và 0,035″. Thành ống được gọi là “1½-in” trên bản in chi tiết. Ống 20-ga.”
Ống được chỉ định bằng kích thước ống danh nghĩa (NPS), một con số không có thứ nguyên mô tả đường kính (tính bằng inch) và bảng độ dày thành ống (hoặc Sch.). Ống có nhiều độ dày thành ống khác nhau, tùy thuộc vào mục đích sử dụng. Các bảng phổ biến bao gồm Sch.5, 10, 40 và 80.
Đường kính ngoài của ống là 1,66 inch và NPS là 0,140 inch được đánh dấu trên thành bản vẽ chi tiết, theo sau là lịch trình – trong trường hợp này là “ống Shi.40” 1¼. Biểu đồ mặt bằng ống chỉ định đường kính ngoài và độ dày thành của NPS và mặt bằng liên quan.
Hệ số thành, là tỷ lệ giữa đường kính ngoài và độ dày thành, là một yếu tố quan trọng khác đối với cút. Sử dụng vật liệu có thành mỏng (bằng hoặc nhỏ hơn 18 ga.) có thể cần nhiều hỗ trợ hơn tại cung uốn để tránh nhăn hoặc sụt. Trong trường hợp này, uốn chất lượng sẽ cần đến trục và các công cụ khác.
Một yếu tố quan trọng khác là độ cong D, đường kính của ống liên quan đến bán kính uốn cong, thường được gọi là bán kính uốn cong lớn hơn nhiều lần so với giá trị D. Ví dụ, bán kính uốn cong 2D là 3 in. - Đường kính ngoài của ống là 6 inch. Độ cong D càng cao thì độ cong càng dễ tạo. Và hệ số thành càng thấp thì độ cong càng dễ. Mối tương quan giữa Hệ số thành và Độ cong D này giúp xác định những gì cần thiết để bắt đầu dự án uốn ống.
Hình 1. Để tính phần trăm độ bầu dục, hãy chia hiệu số giữa OD tối đa và tối thiểu cho OD danh nghĩa.
Một số thông số kỹ thuật của dự án yêu cầu ống hoặc đường ống mỏng hơn để quản lý chi phí vật liệu. Tuy nhiên, thành ống mỏng hơn có thể cần nhiều thời gian sản xuất hơn để duy trì hình dạng và độ đồng nhất của ống tại các khúc cua và loại bỏ khả năng bị nhăn. Trong một số trường hợp, chi phí nhân công tăng thêm này lớn hơn chi phí tiết kiệm vật liệu.
Khi ống bị uốn cong, nó có thể mất 100% hình dạng tròn gần và xung quanh chỗ uốn cong. Độ lệch này được gọi là độ bầu dục và được định nghĩa là sự khác biệt giữa kích thước lớn nhất và nhỏ nhất của đường kính ngoài của ống.
Ví dụ, ống có đường kính ngoài 2″ có thể đo được tới 1,975″ sau khi uốn. Sự khác biệt 0,025 inch này là hệ số hình bầu dục, phải nằm trong phạm vi dung sai cho phép (xem Hình 1). Tùy thuộc vào mục đích sử dụng cuối cùng của bộ phận, dung sai cho hình bầu dục có thể nằm trong khoảng từ 1,5% đến 8%.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ oval là khuỷu tay D và độ dày thành. Việc uốn các bán kính nhỏ trong vật liệu có thành mỏng có thể khó giữ độ oval trong phạm vi dung sai, nhưng vẫn có thể thực hiện được.
Độ oval được kiểm soát bằng cách đặt trục bên trong ống hoặc đường ống trong quá trình uốn, hoặc trong một số thông số kỹ thuật của bộ phận, bằng cách sử dụng ống (DOM) được vẽ trên trục ngay từ đầu. (Ống DOM có dung sai ID và OD rất chặt chẽ.) Dung sai độ oval càng thấp thì càng cần nhiều dụng cụ và thời gian sản xuất tiềm năng.
Hoạt động uốn ống sử dụng thiết bị kiểm tra chuyên dụng để xác minh rằng các bộ phận đã tạo hình đáp ứng các thông số kỹ thuật và dung sai (xem Hình 2). Bất kỳ điều chỉnh cần thiết nào cũng có thể được chuyển sang máy CNC khi cần thiết.
cuộn. Lý tưởng để tạo ra các đường cong bán kính lớn, uốn cuộn bao gồm việc đưa ống hoặc ống dẫn qua ba con lăn theo cấu hình tam giác (xem Hình 3). Hai con lăn bên ngoài, thường cố định, hỗ trợ phần dưới của vật liệu, trong khi con lăn có thể điều chỉnh bên trong ép vào phần trên của vật liệu.
Uốn nén. Trong phương pháp khá đơn giản này, khuôn uốn vẫn đứng yên trong khi khuôn đối diện uốn hoặc nén vật liệu xung quanh vật cố định. Phương pháp này không sử dụng trục và yêu cầu phải khớp chính xác giữa khuôn uốn và bán kính uốn mong muốn (xem Hình 4).
Xoắn và uốn cong. Một trong những hình thức uốn ống phổ biến nhất là uốn kéo quay (còn gọi là uốn trục), sử dụng khuôn uốn và khuôn ép và trục. Trục là thanh kim loại chèn hoặc lõi đỡ ống hoặc ống khi uốn cong. Việc sử dụng trục ngăn ống bị sụp đổ, dẹt hoặc nhăn trong quá trình uốn, do đó duy trì và bảo vệ hình dạng của ống (xem Hình 5).
Bộ môn này bao gồm uốn nhiều bán kính cho các bộ phận phức tạp đòi hỏi hai hoặc nhiều bán kính đường tâm. Uốn nhiều bán kính cũng rất phù hợp cho các bộ phận có bán kính đường tâm lớn (có thể không có lựa chọn gia công cứng) hoặc các bộ phận phức tạp cần được tạo hình trong một chu kỳ đầy đủ.
Hình 2. Thiết bị chuyên dụng cung cấp khả năng chẩn đoán thời gian thực để giúp người vận hành xác nhận thông số kỹ thuật của bộ phận hoặc giải quyết bất kỳ sửa chữa nào cần thiết trong quá trình sản xuất.
Để thực hiện kiểu uốn này, máy uốn quay được cung cấp hai hoặc nhiều bộ dụng cụ, một bộ cho mỗi bán kính mong muốn. Các thiết lập tùy chỉnh trên máy ép thủy lực đầu kép - một để uốn sang phải và một để uốn sang trái - có thể cung cấp cả bán kính nhỏ và lớn trên cùng một bộ phận. Quá trình chuyển đổi giữa khuỷu tay trái và phải có thể được lặp lại nhiều lần tùy theo nhu cầu, cho phép tạo hình hoàn chỉnh các hình dạng phức tạp mà không cần tháo ống hoặc liên quan đến bất kỳ máy móc nào khác (xem Hình 6).
Để bắt đầu, kỹ thuật viên thiết lập máy theo hình dạng ống được liệt kê trong bảng dữ liệu uốn hoặc bản in sản xuất, nhập hoặc tải lên tọa độ từ bản in cùng với dữ liệu về chiều dài, độ quay và góc. Tiếp theo là mô phỏng uốn để đảm bảo ống có thể thoát khỏi máy và các công cụ trong chu trình uốn. Nếu mô phỏng cho thấy có va chạm hoặc nhiễu, người vận hành sẽ điều chỉnh máy khi cần.
Mặc dù phương pháp này thường được yêu cầu đối với các bộ phận làm bằng thép hoặc thép không gỉ, nhưng hầu hết các kim loại công nghiệp, độ dày thành và chiều dài đều có thể áp dụng được.
Uốn tự do. Một phương pháp thú vị hơn, uốn tự do sử dụng khuôn có cùng kích thước với ống hoặc ống được uốn (xem Hình 7). Kỹ thuật này rất phù hợp cho các đường cong góc cạnh hoặc nhiều bán kính lớn hơn 180 độ với một vài đoạn thẳng giữa mỗi lần uốn (các đường cong kéo giãn quay truyền thống yêu cầu một số đoạn thẳng để dụng cụ có thể kẹp). Uốn tự do không yêu cầu kẹp, do đó loại bỏ mọi khả năng đánh dấu ống hoặc đường ống.
Ống có thành mỏng - thường được sử dụng trong máy móc thực phẩm và đồ uống, các bộ phận đồ nội thất và thiết bị y tế hoặc chăm sóc sức khỏe - lý tưởng để uốn cong tự do. Ngược lại, các bộ phận có thành dày hơn có thể không phải là ứng cử viên khả thi.
Hầu hết các dự án uốn ống đều cần đến các công cụ. Trong uốn căng quay, ba công cụ quan trọng nhất là khuôn uốn, khuôn ép và khuôn kẹp. Tùy thuộc vào bán kính uốn và độ dày thành ống, có thể cần đến khuôn mandrel và wiper để đạt được độ uốn chấp nhận được. Các bộ phận có nhiều độ uốn cần có một kẹp kẹp chặt và đóng nhẹ nhàng vào bên ngoài ống, xoay khi cần và di chuyển ống đến độ uốn tiếp theo.
Cốt lõi của quá trình này là uốn khuôn để tạo thành bán kính đường tâm của chi tiết. Khuôn rãnh lõm của khuôn khớp với đường kính ngoài của ống và giúp giữ vật liệu khi uốn. Đồng thời, khuôn áp suất giữ và ổn định ống khi nó được quấn quanh khuôn uốn. Khuôn kẹp hoạt động kết hợp với khuôn ép để giữ ống trên đoạn thẳng của khuôn uốn khi nó di chuyển. Gần cuối khuôn uốn, hãy sử dụng khuôn bác sĩ khi cần làm phẳng bề mặt vật liệu, hỗ trợ thành ống và ngăn ngừa nhăn và băng.
Các trục, hợp kim đồng hoặc chèn thép mạ crôm để hỗ trợ ống hoặc ống, ngăn ống bị sụp đổ hoặc gấp khúc và giảm thiểu độ bầu dục. Loại phổ biến nhất là trục bi. Lý tưởng cho các khúc cua có nhiều bán kính và cho các phôi có độ dày thành tiêu chuẩn, trục bi được sử dụng cùng với cần gạt, đồ gá và khuôn áp suất; cùng nhau chúng làm tăng áp suất cần thiết để giữ, ổn định và làm mịn khúc cua. Trục cắm là một thanh rắn cho các cút có bán kính lớn trong các ống có thành dày không cần cần gạt. Trục định hình là các thanh rắn có đầu cong (hoặc đã định hình) được sử dụng để hỗ trợ phần bên trong của các ống có thành dày hơn hoặc các ống được uốn cong theo bán kính trung bình. Ngoài ra, các dự án yêu cầu ống vuông hoặc hình chữ nhật yêu cầu các trục chuyên dụng.
Uốn chính xác đòi hỏi phải có dụng cụ và thiết lập phù hợp. Hầu hết các công ty uốn ống đều có dụng cụ trong kho. Nếu không có sẵn, phải tìm dụng cụ phù hợp với bán kính uốn cụ thể.
Chi phí ban đầu để tạo khuôn uốn có thể thay đổi rất nhiều. Phí một lần này bao gồm vật liệu và thời gian sản xuất cần thiết để tạo ra các công cụ cần thiết, thường được sử dụng cho các dự án tiếp theo. Nếu thiết kế bộ phận linh hoạt về bán kính uốn, nhà phát triển sản phẩm có thể điều chỉnh thông số kỹ thuật của họ để tận dụng công cụ uốn hiện có của nhà cung cấp (thay vì sử dụng công cụ mới). Điều này giúp quản lý chi phí và rút ngắn thời gian hoàn thành.
Hình 3. Thích hợp để sản xuất các đường cong bán kính lớn, uốn lăn để tạo thành ống hoặc ống có ba con lăn theo hình tam giác.
Các lỗ, khe hoặc các đặc điểm khác được chỉ định tại hoặc gần chỗ uốn cong sẽ thêm một thao tác phụ vào công việc, vì tia laser phải được cắt sau khi ống được uốn cong. Dung sai cũng ảnh hưởng đến chi phí. Các công việc rất khó khăn có thể yêu cầu thêm trục hoặc khuôn, điều này có thể làm tăng thời gian thiết lập.
Có nhiều biến số mà nhà sản xuất cần cân nhắc khi tìm nguồn cung ứng khuỷu tay hoặc khúc uốn tùy chỉnh. Các yếu tố như công cụ, vật liệu, số lượng và nhân công đều đóng vai trò nhất định.
Mặc dù kỹ thuật và phương pháp uốn ống đã có nhiều tiến bộ qua nhiều năm, nhưng nhiều nguyên tắc cơ bản về uốn ống vẫn giữ nguyên. Hiểu được những nguyên tắc cơ bản và tham khảo ý kiến ​​của nhà cung cấp có hiểu biết sẽ giúp bạn có được kết quả tốt nhất.
FABRICATOR là tạp chí hàng đầu về ngành chế tạo và định hình kim loại tại Bắc Mỹ. Tạp chí cung cấp tin tức, bài viết kỹ thuật và lịch sử tình huống giúp các nhà sản xuất thực hiện công việc hiệu quả hơn. FABRICATOR đã phục vụ ngành công nghiệp này kể từ năm 1970.
Bây giờ bạn có thể truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The FABRICATOR, dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị trong ngành.
Phiên bản kỹ thuật số của The Tube & Pipe Journal hiện đã có thể truy cập đầy đủ, giúp bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị trong ngành.
Tận hưởng quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của Tạp chí STAMPING, nơi cung cấp những tiến bộ công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và tin tức ngành cho thị trường dập kim loại.
Bây giờ bạn có thể truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The Fabricator en Español, dễ dàng truy cập vào các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.