Formule de îndoire a tubului: lungime dezvoltată, deducere de îndoire și înapoi elastic

Îndoirea tubului formulele nu sunt exerciții academice. Acestea sunt motivul pentru care o piesă fabricată cade în dispozitiv prima dată și motivul pentru care o lungime a tubului este tăiată corect înainte ca cineva să atingă ferăstrăul. Indiferent dacă lucrați dintr-o imprimare LRA (linie, rază, unghi) sau un tabel de coordonate XYZ, aceeași mână de relații continuă să revină: lungimea dezvoltată, abaterea, deducerea îndoirii și corecțiile care țin cont de ceea ce face materialul sub sarcină. Iată setul de lucru pe care ne bazăm în fiecare zi, împreună cu locurile în care matematica se oprește și experiența trebuie să preia.

Definiți geometria înainte de a calcula ceva

Majoritatea erorilor de calcul încep cu o singură ambiguitate: la ce dimensiune se referă raza? Pe un desen de tub, raza este în mod normal dată liniei centrale a tubului, numită raza liniei centrale sau CLR, nu în interiorul curbei. Dacă o imprimare indică o rază interioară, adăugați jumătate din diametrul exterior înainte de a atinge orice formulă de mai jos. Amestecarea celor două cu 25 mm pe un tub de 50 mm reduce lungimea dezvoltată cu aproximativ 39 mm pe o îndoire de 90 de grade, ceea ce este mai mult decât suficient pentru a îndepărta piesa.

O a doua convenție contează la fel de mult: unghiul de îndoire versus grade de îndoire. O îndoire care întoarce tubul într-un unghi drept este de 90 de grade, iar unghiul inclus între cele două picioare este, de asemenea, de 90 de grade în acest caz. Când tubul se pliază înapoi spre el însuși, unghiul inclus se micșorează în timp ce gradele de îndoire cresc, deoarece DOB = 180 de grade minus unghiul inclus. Confirmați ce valoare citează desenul înainte de a construi o configurație în jurul acestuia.

Formulele de bază

Lungimea dezvoltată, numită și lungimea arcului

Lungimea dezvoltată este cantitatea de tub consumată de curba în sine, măsurată de-a lungul liniei centrale:

DL = (pi × CLR × DOB) / 180

Pentru un CLR de 150 mm și 90 de grade de îndoire, DL = (3,1416 × 150 × 90) / 180 = 235,6 mm. Unele magazine rafinează acest lucru cu un factor de axă neutră, deoarece materialul curge spre interiorul îndoirii în timpul formării, iar linia neutră adevărată se deplasează ușor spre interior: DL = (pi × DOB / 180) × (CLR minus K × t). Factorul K aterizează de obicei între 0,2 și 0,5, iar singura modalitate sinceră de a-l repara pentru materialul dvs. este să îndoiți o piesă de testare și să o măsurați.

Recul și lungimea tangentei

Recul este distanța de la punctul de intersecție al celor două linii centrale ale piciorului înapoi la punctul tangent, unde piciorul drept se termină și începe curba:

SB = CLR × tan(DOB / 2)

La 90 de grade, tan(45 de grade) este egal cu 1, deci declinul este egal cu CLR, care este de 150 mm în exemplul nostru. Lungimea tangentei este același număr măsurat de la punctul de intersecție de-a lungul fiecărui segment, ceea ce facilitează conversia între un desen care cotează în intersecții și unul care cotează în tangente.

Îndoiți deducerea

Când un desen oferă lungimi ale picioarelor măsurate la punctele de intersecție, colțul este numărat de două ori. Deducerea îndoirii elimină această suprapunere:

BD = 2 × SB minus DL

Pentru exemplul de 90 de grade: 2 × 150 minus 235,6 = 64,4 mm. Pentru curbele superficiale deducerea este mică; pentru coturi strânse, cu unghi înalt, devine suficient de mare încât ignorând-o să garanteze o porțiune scurtă.

Lungime totală de tăiere

Lungimea tăieturii = suma lungimii picioarelor măsurate până la punctele de intersecție, minus suma tuturor deducțiilor îndoirii. Traseul echivalent este lungimea tăiată = suma secțiunilor drepte tangentă la tangentă, plus suma lungimilor dezvoltate. Ambele metode ar trebui să fie de acord. Când nu o fac, cauza obișnuită este o îndoire care a fost uitată în scădere.

Decalaje și distanță între coturi

Pentru o pereche de coturi egale care deplasează un tub în lateral cu o distanță O, distanța dintre coturi măsurată de-a lungul tubului este DBB = O / sin(DOB). Prin urmare, un decalaj de 45 de grade familiar înmulțește decalajul cu aproximativ 1,414. Pentru unghiuri inegale sau pentru orice se întâmplă în trei dimensiuni, lucrați în coordonate, în loc să încercați să înlănțuiți formule bidimensionale.

Ce nu acoperă formulele: subțierea pereților, ovalitatea și raza minimă

Totul de mai sus presupune că tubul își păstrează forma. Nu. Exteriorul curbei se întinde și se subțiază, interiorul se comprimă și se îngroașă, iar secțiunea transversală se aplatizează ușor. Aceste efecte decid dacă o piesă corectă din punct de vedere teoretic este de fapt fabricabilă.

Subțierea peretelui în exteriorul curbei

O estimare utilă pentru pereți subțiri este t_min = t × CLR / (CLR OD / 2). Pentru un tub de 50 mm OD cu un perete de 2 mm pe o rază de 150 mm, asta oferă o reducere de aproximativ 14 la sută. Tratați aceasta ca o limită geometrică conservatoare, mai degrabă decât un rezultat măsurat. Cu un dorn de dimensiuni adecvate, un spațiu corect și un impuls adecvat, subțierea reală este de obicei semnificativ mai mică.

Ovalitatea

Ovalitatea is calculated as (D_max minus D_min) divided by OD, multiplied by 100. General industrial work often accepts 5 percent or less, while aerospace and automotive fluid lines frequently demand tighter limits. Ovality grows quickly as the CLR-to-OD ratio falls, which is why the radius choice and the tooling choice are really the same decision.

Regulile generale pentru raza de curbură minimă

• Îndoire liberă fără dorn: aproximativ 3 × OD este o pardoseală practică pentru multe oțeluri blânde și aluminiu.
• Cu un dorn și o matriță ștergător: 1,5 × OD este de rutină, iar 1 × OD sau mai strâns este realizabil cu unelte potrivite și un perete mai greu.
• Factorul de perete (OD împărțit la t) peste aproximativ 30 face, de obicei, prăbușirea peretelui subțire ca factor limitator, mai degrabă decât raza în sine.
• Aliajele inoxidabile și de înaltă rezistență au nevoie de mai multă rază sau mai mult suport decât oțelul carbon la același factor de perete.

Un exemplu lucrat: îndoire la 90 de grade într-un tub de 50 mm OD

Puneți formulele împreună pentru o lucrare comună: 50 mm OD, 2 mm perete, 150 mm rază centrală, 90 de grade de îndoire, cu două picioare drepte de 400 mm măsurate până la punctele de intersecție.

Figura de subțiere este cel mai rău caz geometric pentru o îndoire nesusținută. Dacă specificația dvs. limitează subțierea peretelui la 10 procente, ați deschide raza, ați adăuga un dorn cu spațiul potrivit sau ați muta pe un perete mai greu înainte de a tăia orice material.

De la formulă la piesa finită

Numerele vă oferă un desen; sculele și controlul repetă acel desen de o mie de ori. Springback este cel mai clar exemplu. După ce sculele se eliberează, tubul se relaxează și îndoirea se deschide ușor, astfel încât mașina trebuie să se îndoiască excesiv, iar raza crește puțin în raport cu unealta. Oțelul moale la o rază de 3 × OD poate avea nevoie de doar unul sau două grade de supraîndoire, în timp ce inoxidabilul și aluminiul de înaltă rezistență pot avea nevoie de mult mai mult. Răspunsul practic nu este o ecuație mai bună, ci un control care stochează valori de compensare pe material, pe rază și pe grosimea peretelui, apoi le aplică automat la următoarea execuție.

Acesta este punctul în care formulele și echipamentele trebuie să fie de acord. O mașină care poate poziționa îndoirea, ține dornul și urmărește curba de impuls exact așa cum o specifică foaia de configurare transformă numerele tale calculate într-un proces repetabil, mai degrabă decât într-un succes unic. Dacă lucrați la aceleași calcule în diferite familii de piese, vă ajută să vedeți intervalul de mașini de îndoit tuburi unul lângă altul, de la modele manuale și NC până la unități CNC complet automate.

Seria CNC L Mașină de îndoit tuburi servo-hidraulice complet automată Pentru configurații de îndoire calculate repetabile, modelul SB-219CNC oferă trei axe programabile, alimentare și rotație servo, moduri de îndoire hidraulice și CNC și lubrifiere a dornului. Vizualizare produs →

Piesele cu mai multe raze merită o mențiune separată aici. Atunci când un tub poartă mai multe coturi la raze diferite, lungimea dezvoltată trebuie calculată îndoire cu îndoire, iar fiecare îndoire are nevoie de propriul său regres și deducere. Aritmetica este identică, dar configurația nu este, iar mașinile construite pentru lucru cu mai multe raze îndepărtează o mulțime de încercări și erori din acel job.

Mașină de îndoit tuburi cu mai multe raze, complet automată, seria CNC M Pentru lucrul cu tuburi cu mai multe raze, modelul SB-75CNC oferă trei axe programabile, îndoire CNC hidraulică și servo, lubrifiere dornului și control PLC cu ecran tactil. Vizualizare produs →

Tuburile cu pereți subțiri cu un factor de perete mai mare de 25 sau 30 împing geometria tare și aici suportul dornului nu mai este opțional. O mașină de îndoit controlată de dorn vă permite să reglați fin poziția dornului și debitul de lubrifiant, care este adesea diferența dintre o estimare de subțiere de 14% și o piesă care trece inspecția. Pentru lucrări de volum mare în sectoare precum fabricarea de automobile , că repetabilitatea contează mai mult decât un preț ușor mai mic al mașinii.

Mașină de îndoit țevi hidraulice seria NC M cu control dorn Pentru curbe repetabile pe oțel, inoxidabil, aluminiu, titan și alamă, acest îndoit semi-automat stochează 16 programe cu 16 îndoiri și compensare programabilă a returului elastic. Vizualizare produs →

Verificări practice înainte de a tăia tubul

1. Confirmați dacă raza de pe desen este la linia centrală sau la interiorul îndoirii și ajustați înainte de a calcula.
2. Verificați dacă unghiul de îndoire menționat este în grade de îndoire și nu unghiul inclus între picioare.
3. Calculați lungimea dezvoltată, abaterea și deducerea îndoirii pentru fiecare îndoire, nu doar pentru prima.
4. Estimați subțierea și ovalitatea peretelui în funcție de specificațiile clientului înainte de a vă angaja pe o rază.
5. Tăiați o piesă de testare, îndoiți-o și măsurați rezultatul față de desen înainte de a rula lotul.
6. Înregistrați corecția de retur pe care ați folosit-o, astfel încât următoarea lucrare identică să pornească de la o valoare cunoscută în loc de o presupunere.

Formulele de îndoire a tuburilor sunt un punct de plecare, nu o garanție. Ei vă spun cât de mult material va consuma curba, unde cad punctele tangente și cât de subțire este probabil să devină peretele exterior. Ceea ce nu vă pot spune este cum se vor comporta căldura dumneavoastră specifică a inoxului, starea sculelor și lubrifiantul dumneavoastră în ziua respectivă. Tratează calculele ca prima piesă de testare și măsurătorile ca pe a doua, iar decalajul dintre ceea ce ai desenat și ceea ce ai expediat devine mai mic de fiecare dată.