Các miếng chèn dạng lược này được thiết kế để gắn trên các giá đỡ đặc biệt và giúp loại bỏ các nếp nhăn trong nhiều ứng dụng trục khuỷu khác nhau.
Một khách hàng đến với bạn với một đơn đặt hàng uốn ống 90 độ. Ứng dụng này yêu cầu ống có đường kính 2 inch. Đường kính ngoài (OD) là 0,065 inch. Độ dày thành ống là 4 inch. Bán kính tâm (CLR) là 4 inch. Khách hàng cần 200 chi tiết mỗi tuần trong một năm.
Các yêu cầu về khuôn: khuôn uốn, khuôn kẹp, khuôn ép, trục gá và khuôn làm sạch. Không vấn đề gì. Có vẻ như tất cả các dụng cụ cần thiết để uốn một số mẫu thử đều có sẵn trong kho và sẵn sàng sử dụng. Sau khi thiết lập chương trình máy, người vận hành nạp ống và thực hiện một lần uốn thử để đảm bảo máy có cần điều chỉnh hay không. Lần uốn đầu tiên thành công và kết quả hoàn hảo. Như vậy, nhà sản xuất gửi một số mẫu ống đã uốn cho khách hàng, người này sau đó ký kết hợp đồng, chắc chắn sẽ dẫn đến một hoạt động kinh doanh thường xuyên và có lợi nhuận. Mọi thứ dường như đều ổn thỏa.
Nhiều tháng trôi qua, và cùng một khách hàng muốn cắt giảm chi phí vật liệu. Ứng dụng mới này yêu cầu ống có đường kính ngoài 2″ x đường kính trong 0.035″, độ dày thành ống và bán kính uốn 3 inch. Công ty có sẵn các dụng cụ từ một ứng dụng khác, vì vậy xưởng có thể sản xuất nguyên mẫu ngay lập tức. Người vận hành nạp tất cả các dụng cụ lên máy uốn và thử kiểm tra độ uốn. Lần uốn đầu tiên ra khỏi máy có nếp gấp bên trong. Tại sao? Điều này là do một bộ phận của dụng cụ đặc biệt quan trọng đối với việc uốn ống có thành mỏng và bán kính nhỏ: khuôn gạt.
Trong quá trình uốn ống dẫn hướng quay, hai điều xảy ra: thành ngoài của ống bị co lại và mỏng đi, trong khi thành trong của ống bị co lại và biến dạng. Yêu cầu tối thiểu đối với dụng cụ uốn ống có tay quay là một khuôn uốn để uốn ống và một khuôn kẹp để giữ ống cố định trong quá trình uốn quanh khuôn uốn.
Khuôn kẹp giúp duy trì áp suất không đổi trên ống tại điểm tiếp tuyến nơi xảy ra chỗ uốn cong. Điều này tạo ra lực phản lực gây ra chỗ uốn cong. Chiều dài của khuôn phụ thuộc vào độ cong của chi tiết và bán kính của đường tâm.
Ứng dụng cụ thể sẽ quyết định loại dụng cụ bạn cần. Trong một số trường hợp, chỉ cần khuôn uốn, khuôn kẹp và khuôn ép là đủ. Nếu chi tiết gia công có thành dày tạo ra bán kính lớn, bạn có thể không cần khuôn gạt hoặc trục gá. Các ứng dụng khác yêu cầu một bộ dụng cụ hoàn chỉnh, bao gồm khuôn mài, trục gá và (trên một số máy) một đầu kẹp để giúp dẫn hướng ống và uốn cong mặt phẳng quay trong quá trình uốn (xem Hình 1).
Khuôn ép giúp duy trì và loại bỏ các nếp nhăn trên bán kính bên trong của đoạn uốn cong. Chúng cũng giảm thiểu sự biến dạng bên ngoài ống. Các nếp nhăn xuất hiện khi trục gá bên trong ống không còn cung cấp đủ lực phản lực.
Khi uốn, dụng cụ gạt luôn được sử dụng với một trục gá được đưa vào trong ống. Nhiệm vụ chính của trục gá là kiểm soát hình dạng bán kính ngoài của chỗ uốn. Trục gá cũng hỗ trợ bán kính trong, mặc dù chúng chỉ hỗ trợ đầy đủ cho các ứng dụng liên quan đến một phạm vi giới hạn của các độ cong D và tỷ lệ thành ống nhất định. Độ cong D là tỷ lệ CLR của chỗ uốn chia cho đường kính ngoài của ống, và hệ số thành ống là đường kính ngoài của ống chia cho độ dày thành ống (xem Hình 2).
Khuôn gạt được sử dụng khi trục gá không còn cung cấp đủ khả năng kiểm soát hoặc hỗ trợ cho bán kính bên trong. Theo nguyên tắc chung, cần có khuôn gạt để uốn bất kỳ trục gá thành mỏng nào. (Trục gá thành mỏng đôi khi được gọi là trục gá bước ren nhỏ, và bước ren là khoảng cách giữa các viên bi trên trục gá.) Việc lựa chọn trục gá và khuôn phụ thuộc vào đường kính ngoài của ống, độ dày thành ống và bán kính uốn.
Việc thiết lập khuôn mài chính xác trở nên đặc biệt quan trọng khi các ứng dụng yêu cầu thành mỏng hơn hoặc bán kính nhỏ hơn. Hãy xem lại ví dụ ở đầu bài viết này. Điều phù hợp với kích thước 4 inch có thể không phù hợp với kích thước 3 inch. Những thay đổi về vật liệu mà CLR và khách hàng yêu cầu để tiết kiệm chi phí đi kèm với độ chính xác cao hơn cần thiết để tinh chỉnh ma trận.
Hình 1. Các bộ phận chính của máy uốn ống quay bao gồm kẹp, khuôn uốn và khuôn kẹp. Một số hệ thống có thể yêu cầu đưa trục gá vào trong ống, trong khi những hệ thống khác yêu cầu sử dụng đầu gạt trục gá. Đầu kẹp (không được đặt tên ở đây, nhưng sẽ nằm ở trung tâm nơi bạn sẽ đưa ống vào) giúp dẫn hướng ống trong quá trình uốn. Khoảng cách giữa tiếp tuyến (điểm xảy ra uốn cong) và đầu gạt được gọi là độ lệch gạt lý thuyết.
Việc lựa chọn khuôn gạt phù hợp, đảm bảo sự hỗ trợ thích hợp từ khuôn uốn, khuôn và trục gá, và tìm vị trí khuôn gạt chính xác để loại bỏ các khe hở gây ra nếp nhăn và biến dạng là chìa khóa để tạo ra các đường uốn chất lượng cao và chắc chắn. Thông thường, vị trí đầu lược nên nằm trong khoảng từ 0,060 đến 0,300 inch so với tiếp tuyến (xem độ lệch lược lý thuyết được thể hiện trong Hình 1), tùy thuộc vào kích thước và bán kính ống. Vui lòng kiểm tra với nhà cung cấp dụng cụ của bạn để biết kích thước chính xác.
Hãy đảm bảo đầu khuôn gạt nằm ngang bằng với rãnh ống và không có khe hở (hoặc "chỗ phồng") giữa đầu gạt và rãnh ống. Đồng thời kiểm tra cài đặt áp lực khuôn. Nếu lược định vị nằm đúng vị trí so với rãnh ống, hãy ấn nhẹ vào khuôn để đẩy ống vào khuôn uốn và giúp làm phẳng các nếp nhăn.
Các loại gạt nước có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Bạn có thể mua khuôn gạt nước hình chữ nhật/vuông cho các ống hình chữ nhật và hình vuông, và bạn cũng có thể sử dụng các loại gạt nước có hình dạng đặc biệt để phù hợp với các hình dạng cụ thể và hỗ trợ các chi tiết độc đáo.
Hai kiểu phổ biến nhất là khuôn gạt nước vuông liền khối và giá đỡ gạt nước dạng lưỡi. Khuôn gạt nước vuông (xem Hình 3) được sử dụng cho các sản phẩm thành mỏng, các đoạn uốn cong hình chữ D hẹp (thường là 1,25D hoặc nhỏ hơn), ngành hàng không vũ trụ, các ứng dụng đòi hỏi tính thẩm mỹ cao và sản xuất theo lô nhỏ đến trung bình.
Đối với các đường cong không phải 2D, bạn có thể bắt đầu với khuôn gạt có mặt sau hình vuông, giúp đơn giản hóa quy trình. Ví dụ, bạn có thể bắt đầu với dao gạt cong 2D có mặt sau hình vuông với hệ số độ dày thành là 150. Hoặc, bạn có thể sử dụng giá đỡ dao gạt có lưỡi dao cho các ứng dụng ít phức tạp hơn như các đường cong 2D với hệ số độ dày thành là 25.
Các tấm gạt bụi hình vuông phía sau cung cấp sự hỗ trợ tối đa cho bán kính bên trong. Chúng cũng có thể được cắt sau khi đầu gạt bị mòn, nhưng bạn sẽ phải điều chỉnh máy để phù hợp với khuôn gạt bụi ngắn hơn sau khi cắt.
Một loại giá đỡ lưỡi gạt phổ biến khác rẻ hơn và tiết kiệm chi phí hơn khi tạo các đường cong (xem Hình 4). Chúng có thể được sử dụng cho các đường cong chữ D từ vừa phải đến hẹp, cũng như để uốn các loại ống khác nhau có cùng đường kính ngoài và CLR. Ngay khi bạn nhận thấy đầu lưỡi bị mòn, bạn có thể thay thế nó. Khi làm như vậy, bạn sẽ thấy đầu lưỡi tự động được đặt ở cùng vị trí với lưỡi cũ, nghĩa là bạn không cần phải điều chỉnh giá đỡ cần gạt. Tuy nhiên, lưu ý rằng cấu hình và vị trí của chốt lưỡi trên giá đỡ ma trận làm sạch là khác nhau, vì vậy bạn cần đảm bảo rằng thiết kế lưỡi khớp với thiết kế giá đỡ bàn chải.
Giá đỡ gạt có miếng chèn giúp giảm thời gian thiết lập nhưng không được khuyến nghị cho các bán kính nhỏ. Chúng cũng không hoạt động với ống hoặc biên dạng hình chữ nhật hoặc hình vuông. Cả lược gạt lưng vuông và tay gạt có miếng chèn đều có thể được sản xuất ở vị trí gần nhau. Khuôn gạt không tiếp xúc được thiết kế để giảm thiểu lãng phí ống, cho phép chiều dài làm việc ngắn hơn bằng cách kéo dài phần gắn phía sau gạt và cho phép kẹp (khối dẫn hướng ống) được định vị gần khuôn uốn hơn (xem Hình 5).
Mục tiêu là rút ngắn chiều dài ống cần thiết, nhờ đó tiết kiệm vật liệu cho ứng dụng phù hợp. Mặc dù các cần gạt nước không tiếp xúc này giúp giảm thiểu lãng phí, nhưng chúng lại cung cấp khả năng hỗ trợ kém hơn so với cần gạt nước phía sau hình vuông tiêu chuẩn hoặc giá đỡ cần gạt nước tiêu chuẩn có chổi quét.
Hãy đảm bảo bạn đang sử dụng vật liệu khuôn gạt tốt nhất có thể. Nên sử dụng đồng nhôm khi uốn các vật liệu cứng như thép không gỉ, titan và hợp kim INCONEL. Khi uốn các vật liệu mềm hơn như thép cacbon thấp, đồng và nhôm, hãy sử dụng khuôn gạt bằng thép hoặc thép crom (xem hình 6).
Hình 2. Nhìn chung, các ứng dụng ít mạnh mẽ hơn không cần chip làm sạch. Để đọc biểu đồ này, hãy xem các chú thích ở trên.
Khi sử dụng cán dao có lưỡi, cán thường được làm bằng thép, nhưng trong một số trường hợp, cả cán và mũi dao đều cần được làm bằng đồng nhôm.
Dù bạn dùng lược hay giá đỡ bàn chải có lưỡi, bạn đều sẽ sử dụng cùng một thiết lập máy. Trong khi giữ ống ở vị trí kẹp chặt, đặt dụng cụ cạo lên chỗ uốn cong và mặt sau của ống. Đầu gạt sẽ khớp vào vị trí bằng cách dùng búa cao su gõ vào mặt sau của dãy gạt.
Nếu không thể sử dụng phương pháp này, hãy dùng mắt và thước kẻ để lắp đặt bộ phận giữ lưỡi gạt mưa. Cẩn thận và dùng ngón tay hoặc mắt để đảm bảo đầu ống thẳng. Đảm bảo đầu ống không bị nhô ra quá nhiều. Bạn cần một sự chuyển tiếp mượt mà khi ống đi qua đầu của bộ phận giữ lưỡi gạt mưa. Lặp lại quá trình này nếu cần để đạt được độ uốn cong tốt.
Góc nghiêng là góc của lưỡi gạt so với bề mặt cần gạt. Một số ứng dụng chuyên nghiệp trong ngành hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác sử dụng lưỡi gạt được thiết kế với góc nghiêng rất nhỏ hoặc bằng không. Nhưng đối với hầu hết các ứng dụng, góc nghiêng thường được đặt trong khoảng từ 1 đến 2 độ, như thể hiện trong hình 1, để tạo đủ khoảng trống nhằm giảm lực cản. Bạn cần xác định độ dốc chính xác trong quá trình thiết lập và thử nghiệm, mặc dù đôi khi bạn có thể thiết lập nó ngay từ lần thử đầu tiên.
Khi sử dụng bộ gạt tiêu chuẩn, hãy đặt đầu gạt hơi lùi về phía sau so với đường tiếp tuyến. Điều này tạo không gian cho người vận hành di chuyển đầu gạt về phía trước khi nó bị mòn. Tuy nhiên, tuyệt đối không được lắp đầu gạt theo đường tiếp tuyến hoặc vượt quá vị trí đó; điều này sẽ làm hỏng đầu gạt.
Khi uốn các vật liệu mềm hơn, bạn có thể sử dụng bao nhiêu lưỡi gạt tùy ý. Tuy nhiên, nếu bạn đang uốn các vật liệu cứng hơn như thép không gỉ hoặc titan, hãy cố gắng giữ độ dốc của khuôn gạt ở mức tối thiểu. Sử dụng vật liệu cứng hơn để làm cho lưỡi gạt càng thẳng càng tốt, điều này sẽ giúp làm sạch các nếp gấp trong các đường cong và các đoạn thẳng sau các đường cong. Cấu hình như vậy cũng nên bao gồm một trục gá vừa khít.
Để đạt được chất lượng uốn tốt nhất, nên sử dụng trục gá và khuôn gạt để hỗ trợ phần bên trong của chỗ uốn và kiểm soát độ méo mó. Nếu ứng dụng của bạn yêu cầu cả gạt và trục gá, hãy sử dụng cả hai và bạn sẽ không hối hận.
Quay trở lại với vấn đề nan giải trước đó, hãy cố gắng giành được hợp đồng tiếp theo cho loại ống có thành mỏng hơn và mật độ CLR cao hơn. Với khuôn gạt nước được đặt đúng vị trí, ống được gia công ra khỏi máy một cách hoàn hảo, không bị nhăn. Điều này thể hiện chất lượng mà ngành công nghiệp mong muốn, và chất lượng chính là điều mà ngành công nghiệp xứng đáng có được.
FABRICATOR là tạp chí hàng đầu Bắc Mỹ về gia công và tạo hình thép. Tạp chí đăng tải tin tức, bài viết kỹ thuật và những câu chuyện thành công giúp các nhà sản xuất làm việc hiệu quả hơn. FABRICATOR đã hoạt động trong ngành này từ năm 1970.
Giờ đây, với quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The FABRICATOR, bạn có thể dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên quý giá trong ngành.
Phiên bản điện tử của Tạp chí Tube & Pipe Journal hiện đã hoàn toàn có thể truy cập được, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận các nguồn tài liệu quý giá trong ngành.
Nhận quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào Tạp chí STAMPING, với những công nghệ mới nhất, các phương pháp tốt nhất và tin tức ngành dành cho thị trường dập kim loại.
Giờ đây, với quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào The Fabricator en Español, bạn có thể dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên quý giá trong ngành.