Formule za savijanje cijevi: razvijena duljina, smanjenje zavoja i opruga

Savijanje cijevi formule nisu akademske vježbe. Oni su razlog zbog kojeg proizvedeni dio prvi put padne u učvršćenje i razlog zbog kojeg se duljina cijevi ispravno prereže prije nego što itko dotakne pilu. Bilo da radite s ispisom LRA (linija, polumjer, kut) ili tablicom XYZ koordinata, uvijek se vraća ista pregršt odnosa: razvijena duljina, odmak, odbitak savijanja i ispravci koji objašnjavaju što materijal zapravo radi pod opterećenjem. Ovo je radni skup na koji se oslanjamo svaki dan, zajedno s mjestima gdje matematika prestaje i iskustvo mora preuzeti.

Definirajte geometriju prije nego što bilo što izračunate

Većina pogrešaka u izračunu počinje s jednom nejasnoćom: na koju se dimenziju radijus odnosi? Na crtežu cijevi radijus se obično daje središnjoj liniji cijevi, koja se naziva radijus središnje crte ili CLR, a ne unutarnjoj strani zavoja. Ako ispis navodi unutarnji radijus, dodajte polovicu vanjskog promjera prije nego što dodirnete bilo koju formulu ispod. Miješanje to dvoje za 25 mm na cijevi od 50 mm odbacuje razvijenu duljinu za otprilike 39 mm na savijanju od 90 stupnjeva, što je više nego dovoljno za odbacivanje dijela.

Jednako je važna i druga konvencija: kut savijanja u odnosu na stupnjeve savijanja. Zavoj koji okreće cijev pod pravim kutom je zavoj od 90 stupnjeva, a uključeni kut između dva kraka je također 90 stupnjeva u tom slučaju. Kada se cijev savije prema sebi, uključeni kut se smanjuje dok stupnjevi savijanja rastu, jer je DOB = 180 stupnjeva minus uključeni kut. Potvrdite koju vrijednost crtež navodi prije nego što oko toga napravite postavku.

Osnovne formule

Razvijena duljina, također se naziva i duljina luka

Razvijena duljina je količina cijevi koju troši sama krivulja, mjerena duž središnje crte:

DL = (pi × CLR × DOB) / 180

Za CLR od 150 mm i 90 stupnjeva savijanja, DL = (3,1416 × 150 × 90) / 180 = 235,6 mm. Neke trgovine to poboljšavaju faktorom neutralne osi, jer materijal teče prema unutrašnjosti savijanja tijekom oblikovanja, a prava neutralna linija malo se pomiče prema unutra: DL = (pi × DOB / 180) × (CLR minus K × t). Faktor K obično se kreće između 0,2 i 0,5, a jedini pošteni način da ga popravite za svoj materijal je da savijete ispitni komad i izmjerite ga.

Odmak i tangentna duljina

Odmak je udaljenost od sjecišta dviju središnjih linija kraka natrag do tangentne točke, gdje ravni krak završava i krivulja počinje:

SB = CLR × tan (DOB / 2)

Na 90 stupnjeva, tan (45 stupnjeva) je jednak 1, tako da je odmak jednak CLR, koji je 150 mm u našem primjeru. Duljina tangente je isti broj mjeren od točke sjecišta duž svakog kraka, što olakšava pretvorbu između crteža koji kotira na sjecištima i crteža koji kotira na tangente.

Bend Deduction

Kada crtež daje duljine krakova izmjerene do točaka sjecišta, kut se broji dvaput. Odbitak savijanja uklanja to preklapanje:

BD = 2 × SB minus DL

Za primjer od 90 stupnjeva: 2 × 150 minus 235,6 = 64,4 mm. Za plitke zavoje odbitak je mali; za uske zavoje pod visokim kutom postaje dovoljno velik da njegovo ignoriranje jamči kratki dio.

Ukupna duljina reza

Duljina reza = zbroj duljina krakova izmjerenih do točaka sjecišta, minus zbroj svih odbitaka savijanja. Ekvivalentna trasa je duljina presjeka = zbroj ravnih dionica tangente na tangentu, plus zbroj razvijenih duljina. Obje metode trebale bi se slagati. Kada nisu, uobičajeni uzrok je savijanje koje je zaboravljeno pri oduzimanju.

Odmaci i udaljenost između zavoja

Za par jednakih zavoja koji pomiču cijev bočno za udaljenost O, udaljenost između zavoja mjerena duž cijevi je DBB = O / sin(DOB). Poznati pomak od 45 stupnjeva stoga množi pomak s otprilike 1,414. Za nejednake kutove, ili za bilo što što se događa u tri dimenzije, radite u koordinatama umjesto da pokušavate povezati dvodimenzionalne formule zajedno.

Što formule ne pokrivaju: stanjivanje stijenke, ovalnost i minimalni radijus

Sve gore navedeno pretpostavlja da cijev zadržava svoj oblik. Ne čini se. Vanjska strana zavoja rasteže se i stanje, unutarnja se sabija i zadeblja, a presjek se lagano spljošti. Ovi učinci odlučuju je li teoretski ispravan dio zapravo moguće proizvesti.

Stanjenje stijenke na vanjskoj strani zavoja

Korisna procjena tankog zida je t_min = t × CLR / (CLR OD / 2). Za 50 mm OD cijevi sa stijenkom od 2 mm na radijusu od 150 mm, to daje otprilike 14 posto smanjenja. Tretirajte ovo kao konzervativnu geometrijsku granicu, a ne kao izmjereni rezultat. S pravilno dimenzioniranim trnom, ispravnim zazorom i odgovarajućim pojačanjem, stvarno stanjivanje obično je znatno manje.

Ovalnost

Ovalnost 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.

Pravila minimalnog radijusa savijanja

• Savijanje slobodnog oblika bez trna: otprilike 3 × OD je praktična podnica za mnoge meke čelike i aluminij.
• S trnom i matricom za brisanje: 1,5 × OD je rutina, a 1 × OD ili više moguće je postići s odgovarajućim alatom i težom stijenkom.
• Faktor stijenke (OD podijeljen s t) iznad otprilike 30 obično čini kolaps tanke stijenke ograničavajućim faktorom, a ne sam radijus.
• Nehrđajući čelik i legure visoke čvrstoće trebaju veći radijus ili veću potporu od ugljičnog čelika uz isti faktor stijenke.

Radni primjer: savijanje od 90 stupnjeva u cijevi promjera 50 mm

Sastavite formule za zajednički posao: 50 mm OD, 2 mm zid, 150 mm polumjer središnje linije, 90 stupnjeva zavoja, s dva ravna kraka od 400 mm mjereno do sjecišta.

Stanji oblik je geometrijski najgori slučaj za neoslonjeni zavoj. Ako vaša specifikacija ograničava stanjivanje stijenke na 10 posto, povećali biste radijus, dodali trn s pravim razmakom ili priješli na teži zid prije rezanja bilo kojeg materijala.

Od formule do gotovog dijela

Brojevi vam donose crtež; alata i kontrole ponovite taj crtež tisuću puta. Springback je najjasniji primjer. Nakon što se alat oslobodi, cijev se opusti i zavoj se malo otvori, tako da se stroj mora pretjerano savijati i radijus malo raste u odnosu na alat. Blagi čelik radijusa 3 × OD može trebati samo jedan ili dva stupnja pregiba, dok nehrđajući čelik i aluminij visoke čvrstoće mogu trebati znatno više. Praktičan odgovor nije bolja jednadžba, već kontrola koja pohranjuje vrijednosti kompenzacije po materijalu, po radijusu i po debljini stijenke, a zatim ih automatski primjenjuje pri sljedećem izvođenju.

To je točka u kojoj se formule i oprema moraju slagati. Stroj koji može pozicionirati zavoj, držati trn i pratiti krivulju pojačanja točno kako je navedeno na stranici za postavljanje pretvara vaše izračunate brojeve u ponovljivi proces, a ne u jednokratni uspjeh. Ako radite kroz iste izračune u različitim obiteljima dijelova, pomaže vidjeti raspon strojevi za savijanje cijevi rame uz rame, od ručnih i NC modela do potpuno automatskih CNC jedinica.

CNC L serija potpuno automatski servo-hidraulički stroj za savijanje cijevi Za ponovljive izračunate postavke savijanja, model SB-219CNC nudi tri programibilne osi, servo uvlačenje i rotaciju, hidrauličke i CNC načine savijanja i podmazivanje trna. Pogledajte proizvod →

Dijelovi s više radijusa zaslužuju poseban spomen ovdje. Kada jedna cijev nosi nekoliko zavoja na različitim radijusima, razvijena duljina mora se izračunati zavoj po zavoj, a svaki zavoj treba svoj odmak i odbitak. Aritmetika je identična, ali postavke nisu, a strojevi izgrađeni za rad s više radijusa uklanjaju mnogo pokušaja i pogrešaka iz tog posla.

CNC M serija potpuno automatski stroj za savijanje cijevi s više radijusa Za rad s cijevima s više radijusa, model SB-75CNC nudi tri programabilne osi, hidrauličko i servo CNC savijanje, podmazivanje trna i PLC kontrolu na dodirnom zaslonu. Pogledajte proizvod →

Cijevi s tankim stijenkama s faktorom stijenke iznad 25 ili 30 snažno guraju geometriju i to je mjesto gdje potpora trna prestaje biti izborna. Savijač kontroliran iglom omogućuje vam fino podešavanje položaja igle i protoka maziva, što je često razlika između procjene stanjivanja od 14 posto i dijela koji prolazi pregled. Za rad velikog obima u sektorima kao što su automobilska proizvodnja , da je ponovljivost važnija od nešto niže cijene stroja.

Hidraulički stroj za savijanje cijevi serije NC M s kontrolom trna Za ponovljiva savijanja čelika, nehrđajućeg čelika, aluminija, titana i mesinga, ova poluautomatska savijačica pohranjuje 16 programa sa 16 savijanja i programibilnom kompenzacijom povratne opruge. Pogledajte proizvod →

Praktične provjere prije rezanja cijevi

1. Potvrdite je li radijus na crtežu prema središnjoj crti ili unutarnjoj strani savijanja i prilagodite prije izračuna.
2. Provjerite je li navedeni kut savijanja stupanj savijanja, a ne uključeni kut između krakova.
3. Izračunajte razvijenu duljinu, odbitak i odbitak zavoja za svaki zavoj, a ne samo za prvi.
4. Procijenite stanjivanje i ovalnost stijenke u odnosu na specifikaciju kupca prije nego što odredite radijus.
5. Izrežite jedan ispitni komad, savijte ga i izmjerite rezultat prema crtežu prije pokretanja serije.
6. Zabilježite korekciju povratnog povrata koju ste koristili, tako da sljedeći identični posao počinje od poznate vrijednosti umjesto nagađanja.

Formule za savijanje cijevi početna su točka, a ne jamstvo. Oni vam govore koliko će materijala krivulja potrošiti, gdje padaju tangentne točke i koliko će vanjski zid vjerojatno postati tanji. Ono što vam ne mogu reći je kako će se vaša specifična toplina nehrđajućeg čelika, stanje vašeg alata i vaše mazivo ponašati na dan. Tretirajte izračune kao prvi ispitni komad, a mjerenja kao drugi, i jaz između onoga što ste nacrtali i onoga što ste otpremili bit će svaki put manji.