Vzorce ohýbania rúrok: rozvinutá dĺžka, odpočet ohybu a odpruženie

Ohýbanie rúrok vzorce nie sú akademické cvičenia. Sú dôvodom, prečo vyrobený diel spadne do prípravku prvýkrát, a dôvodom, prečo sa dĺžka rúrky správne odreže predtým, ako sa niekto dotkne píly. Či už pracujete z tlače LRA (čiara, polomer, uhol) alebo z tabuľky súradníc XYZ, stále sa vracia rovnaká hŕstka vzťahov: rozvinutá dĺžka, odsadenie, odpočet ohybu a korekcie, ktoré zodpovedajú za to, čo materiál skutočne robí pri zaťažení. Tu je pracovná súprava, na ktorú sa každý deň spoliehame, spolu s miestami, kde sa matematika zastaví a skúsenosti musia prebrať moc.

Definujte geometriu skôr, ako čokoľvek vypočítate

Väčšina chýb vo výpočte začína jednou nejednoznačnosťou: na ktorý rozmer sa vzťahuje polomer? Na výkrese rúrky je polomer normálne daný stredovej línii rúrky, nazývanej polomer stredovej čiary alebo CLR, nie vnútornej strane ohybu. Ak výtlačok uvádza vnútorný polomer, pridajte polovicu vonkajšieho priemeru predtým, ako sa dotknete akéhokoľvek vzorca nižšie. Zmiešanie oboch o 25 mm na 50 mm trubici odhodí rozvinutú dĺžku približne o 39 mm pri 90-stupňovom ohybe, čo je viac než dosť na zošrotovanie dielu.

Druhá konvencia je dôležitá rovnako: uhol ohybu verzus stupne ohybu. Ohyb, ktorý otočí trubicu o pravý uhol, je 90 stupňov a v tomto prípade je uhol medzi oboma nohami tiež 90 stupňov. Keď sa trubica zloží späť k sebe, uzavretý uhol sa zmenšuje, zatiaľ čo stupne ohybu rastú, pretože nar = 180 stupňov mínus uzavretý uhol. Pred vytvorením nastavenia si overte, ktorú hodnotu výkres uvádza.

Základné vzorce

Rozvinutá dĺžka, tiež nazývaná dĺžka oblúka

Rozvinutá dĺžka je množstvo trubice spotrebované samotnou krivkou, merané pozdĺž stredovej čiary:

DL = (pi × CLR × DOB) / 180

Pre CLR 150 mm a 90 stupňov ohybu je DL = (3,1416 × 150 × 90) / 180 = 235,6 mm. Niektoré obchody to spresňujú pomocou faktora neutrálnej osi, pretože materiál prúdi smerom k vnútornej strane ohybu počas tvarovania a skutočná neutrálna čiara sa mierne posúva dovnútra: DL = (pi × DOB / 180) × (CLR mínus K × t). Faktor K sa zvyčajne pohybuje medzi 0,2 a 0,5 a jediný čestný spôsob, ako ho opraviť pre váš materiál, je ohnúť skúšobný kus a zmerať ho.

Odstup a dĺžka dotyčnice

Ústup je vzdialenosť od priesečníka dvoch osí nôh späť k bodu dotyčnice, kde končí rovná noha a začína krivka:

SB = CLR × tan (DOB / 2)

Pri 90 stupňoch sa tan (45 stupňov) rovná 1, takže pokles sa rovná CLR, čo je v našom príklade 150 mm. Dĺžka dotyčnice je rovnaké číslo merané od priesečníka pozdĺž každej vetvy, čo uľahčuje konverziu medzi výkresom, ktorý kótuje na priesečníky, a výkresom, ktorý kótuje na dotyčnice.

Odpočet ohybu

Keď je na výkrese uvedená dĺžka nôh meraná k priesečníkom, roh sa počíta dvakrát. Odpočet ohybu odstráni toto prekrytie:

BD = 2 × SB mínus DL

Pre 90-stupňový príklad: 2 × 150 mínus 235,6 = 64,4 mm. Pre plytké ohyby je zrážka malá; pri úzkych ohyboch pod vysokým uhlom sa stáva dostatočne veľkým, že jeho ignorovanie zaručuje krátku časť.

Celková dĺžka rezu

Dĺžka rezu = súčet dĺžok nôh nameraných k priesečníkom mínus súčet všetkých zrážok za ohyb. Ekvivalentná trasa je dĺžka rezu = súčet priamych úsekov od dotyčnice k dotyčnici plus súčet rozvinutých dĺžok. Obe metódy by sa mali zhodovať. Keď nie, zvyčajnou príčinou je ohyb, na ktorý sa pri odčítaní zabudlo.

Posuny a vzdialenosť medzi ohybmi

Pre pár rovnakých ohybov, ktoré posúvajú rúrku do strany o vzdialenosť O, je vzdialenosť medzi ohybmi meraná pozdĺž rúrky DBB = O / sin(DOB). Známy 45-stupňový posun preto vynásobí posun približne 1,414. Pre nerovnaké uhly alebo pre čokoľvek, čo sa deje v troch dimenziách, pracujte v súradniciach namiesto toho, aby ste sa pokúšali spájať dvojrozmerné vzorce.

Čo vzorce nezahŕňajú: stenčenie steny, oválnosť a minimálny polomer

Všetko vyššie predpokladá, že trubica si zachová svoj tvar. nie je. Vonkajšia časť ohybu sa natiahne a zoslabí, vnútro sa stlačí a zahustí a prierez sa mierne sploští. Tieto efekty rozhodujú o tom, či je teoreticky správny diel skutočne vyrobiteľný.

Preriedenie steny na vonkajšej strane ohybu

Užitočný tenkostenný odhad je t_min = t × CLR / (CLR OD / 2). Pre rúrku s vonkajším priemerom 50 mm s 2 mm stenou na polomere 150 mm to dáva približne 14 percentné zníženie. Považujte to skôr za konzervatívny geometrický limit než ako nameraný výsledok. So správne dimenzovaným tŕňom, správnou vôľou a vhodným zosilnením je skutočné riedenie zvyčajne výrazne menšie.

Oválnosť

Oválnosť 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.

Pravidlá pre minimálny polomer ohybu

• Voľné ohýbanie bez tŕňa: približne 3 × vonkajší priemer je praktická podlaha pre mnohé mäkké ocele a hliníky.
• S tŕňom a stieracou matricou: 1,5 × OD je rutina a 1 × OD alebo tesnejšie je dosiahnuteľné pomocou prispôsobených nástrojov a ťažšej steny.
• Faktor steny (OD delený t) nad približne 30 zvyčajne robí obmedzujúcim faktorom tenkostenný kolaps a nie samotný polomer.
• Nerezové a vysokopevnostné zliatiny potrebujú väčší polomer alebo väčšiu podporu ako uhlíková oceľ pri rovnakom faktore steny.

Spracovaný príklad: 90-stupňový ohyb v rúre s vonkajším priemerom 50 mm

Zložte vzorce pre spoločnú prácu: 50 mm vonkajší priemer, 2 mm stena, 150 mm polomer stredovej čiary, 90 stupňov ohybu, s dvoma rovnými nohami 400 mm meranými k priesečníkom.

Ztenčujúce sa číslo je geometrický najhorší prípad pre nepodporovaný ohyb. Ak vaša špecifikácia obmedzuje stenčenie steny o 10 percent, pred rezaním akéhokoľvek materiálu by ste otvorili polomer, pridali tŕň so správnou vôľou alebo prešli na ťažšiu stenu.

Od formuly po hotovú časť

Čísla vám dajú kresbu; nástroje a ovládanie opakujte túto kresbu tisíckrát. Springback je najjasnejším príkladom. Po uvoľnení nástroja sa rúrka uvoľní a ohyb sa mierne otvorí, takže stroj sa musí prehnúť a polomer sa vzhľadom na nástroj trochu zväčší. Mäkká oceľ s polomerom 3 × OD môže potrebovať iba jeden alebo dva stupne prehnutia, zatiaľ čo nehrdzavejúca a vysokopevnostný hliník môže potrebovať podstatne viac. Praktickou odpoveďou nie je lepšia rovnica, ale ovládanie, ktoré ukladá hodnoty kompenzácie na materiál, na polomer a hrúbku steny a potom ich automaticky aplikuje pri ďalšom spustení.

To je bod, kde sa musia zhodovať vzorce a vybavenie. Stroj, ktorý dokáže umiestniť ohyb, držať tŕň a sledovať krivku zosilnenia presne tak, ako to špecifikuje hárok nastavenia, premení vaše vypočítané čísla na opakovateľný proces a nie na jednorazový úspech. Ak pracujete s rovnakými výpočtami v rôznych rodinách častí, pomôže vám vidieť rozsah stroje na ohýbanie rúr vedľa seba, od manuálnych a NC modelov až po plne automatické CNC jednotky.

Plne automatický servo-hydraulický ohýbačka rúr CNC série L Pre opakovateľné vypočítané nastavenia ohybu ponúka model SB-219CNC tri programovateľné osi, servopodávanie a otáčanie, hydraulické a CNC režimy ohýbania a mazanie tŕňa. Zobraziť produkt →

Samostatnú zmienku si tu zaslúžia časti s viacerými polomermi. Keď jedna rúrka nesie niekoľko ohybov s rôznymi polomermi, rozvinutá dĺžka sa musí vypočítať ohyb po ohybe a každý ohyb potrebuje svoj vlastný odklon a odpočet. Aritmetika je identická, ale nastavenie nie je a stroje postavené na prácu s viacerými polomermi odstraňujú z tejto úlohy veľa pokusov a omylov.

Plne automatický stroj na ohýbanie rúrok s viacerými rádiusmi CNC série M Pre prácu s rúrkami s viacerými polomermi ponúka model SB-75CNC tri programovateľné osi, hydraulické a servo CNC ohýbanie, mazanie tŕňa a ovládanie PLC s dotykovou obrazovkou. Zobraziť produkt →

Tenkostenné rúrky s faktorom steny nad 25 alebo 30 tvrdo tlačia na geometriu, a to je miesto, kde podpora tŕňa prestáva byť voliteľná. Ohýbačka riadená tŕňom vám umožňuje jemne doladiť polohu tŕňa a tok maziva, čo je často rozdiel medzi odhadom 14-percentného stenčenia a dielom, ktorý prejde kontrolou. Pre veľkoobjemovú prácu v sektoroch ako napr automobilovej výroby , že na opakovateľnosti záleží viac ako na mierne nižšej cene stroja.

Hydraulická ohýbačka rúr NC série M s ovládaním tŕňa Pre opakovateľné ohyby cez oceľ, nehrdzavejúcu oceľ, hliník, titán a mosadz táto poloautomatická ohýbačka uchováva 16 programov so 16 ohybmi a programovateľnou kompenzáciou pruženia. Zobraziť produkt →

Praktické kontroly pred prerezaním rúrky

1. Skontrolujte, či je polomer na výkrese k stredovej čiare alebo k vnútornej strane ohybu, a pred výpočtom ho upravte.
2. Skontrolujte, či uvedený uhol ohybu predstavuje stupne ohybu a nie uhol medzi nohami.
3. Vypočítajte rozvinutú dĺžku, odsadenie a odpočet ohybu pre každý ohyb, nielen pre prvý.
4. Pred stanovením polomeru odhadnite stenčenie a oválnosť steny podľa špecifikácie zákazníka.
5. Odrežte jeden skúšobný kus, ohnite ho a pred spustením dávky zmerajte výsledok podľa výkresu.
6. Zaznamenajte si korekciu odpruženia, ktorú ste použili, aby ďalšia rovnaká úloha začala od známej hodnoty namiesto odhadu.

Vzorce na ohýbanie rúr sú východiskovým bodom, nie zárukou. Informujú o tom, koľko materiálu krivka spotrebuje, kam padajú dotyčnice a aká tenká bude pravdepodobne vonkajšia stena. Nedokážu vám povedať, ako sa bude počas dňa správať vaše špecifické teplo nehrdzavejúcej ocele, stav vášho nástroja a vaše mazivo. Berte výpočty ako prvý testovací kus a merania ako druhý a rozdiel medzi tým, čo ste nakreslili a tým, čo ste odoslali, sa zakaždým zmenšuje.