Vzorce ohýbání trubek: rozvinutá délka, odpočet ohybu a odpružení

Ohýbání trubek vzorce nejsou akademická cvičení. Jsou důvodem, proč vyrobený díl spadne do přípravku poprvé, a důvodem, proč se délka trubky správně uřízne, než se kdokoli dotkne pily. Ať už pracujete z tisku LRA (čára, poloměr, úhel) nebo z tabulky souřadnic XYZ, stále se vrací stejná hrstka vztahů: rozvinutá délka, odsazení, odpočet ohybu a opravy, které zohledňují, co materiál skutečně dělá při zatížení. Zde je pracovní sada, na kterou se každý den spoléháme, spolu s místy, kde se matematika zastaví a zkušenosti musí převzít.

Definujte geometrii, než začnete cokoliv počítat

Většina chyb ve výpočtu začíná jednou nejednoznačností: ke kterému rozměru se vztahuje poloměr? Na výkresu trubky je poloměr normálně dán středové ose trubky, nazývané poloměr středové osy nebo CLR, nikoli vnitřku ohybu. Pokud tisk uvádí vnitřní poloměr, přidejte polovinu vnějšího průměru, než se dotknete jakéhokoli vzorce níže. Smíchání těchto dvou o 25 mm na 50mm trubce vrhne rozvinutou délku o zhruba 39 mm na 90stupňovém ohybu, což je více než dost na sešrotování součásti.

Druhá konvence je důležitá stejně: úhel ohybu versus stupně ohybu. Ohyb, který otáčí trubku do pravého úhlu, je ohyb 90 stupňů a úhel mezi oběma nohami je v tomto případě také 90 stupňů. Když se trubka složí zpět k sobě, uzavřený úhel se zmenšuje, zatímco stupně ohybu rostou, protože nar = 180 stupňů mínus sevřený úhel. Než kolem něj vytvoříte nastavení, ověřte, jakou hodnotu výkres uvádí.

Základní vzorce

Vyvinutá délka, také nazývaná délka oblouku

Rozvinutá délka je množství trubky spotřebované samotnou křivkou, měřeno podél středové osy:

DL = (pi × CLR × DOB) / 180

Pro CLR 150 mm a 90 stupňů ohybu je DL = (3,1416 × 150 × 90) / 180 = 235,6 mm. Některé obchody to zpřesňují faktorem neutrální osy, protože materiál proudí směrem dovnitř ohybu během tváření a skutečná neutrální čára se mírně posouvá dovnitř: DL = (pi × DOB / 180) × (CLR mínus K × t). Faktor K se obvykle pohybuje mezi 0,2 a 0,5 a jediný poctivý způsob, jak jej opravit pro váš materiál, je ohnout zkušební kus a změřit jej.

Odstup a délka tečny

Ústup je vzdálenost od průsečíku dvou os nohou zpět k tečnému bodu, kde končí rovná noha a začíná křivka:

SB = CLR × opálení (DOB / 2)

Při 90 stupních se tan (45 stupňů) rovná 1, takže pokles se rovná CLR, což je v našem příkladu 150 mm. Délka tečny je stejné číslo měřené od průsečíku podél každé větve, což usnadňuje převod mezi výkresem, který kótuje na průsečíky, a výkresem, který kótuje na tečny.

Odpočet ohybu

Když výkres uvádí délky nohou měřené k průsečíkům, roh se započítá dvakrát. Odpočet ohybu odstraní toto překrytí:

BD = 2 × SB mínus DL

Pro příklad 90 stupňů: 2 × 150 minus 235,6 = 64,4 mm. Pro mělké zatáčky je srážka malá; pro těsné ohyby pod vysokým úhlem se stává dostatečně velkým, že jeho ignorování zaručuje krátkou část.

Celková délka řezu

Délka řezu = součet délek nohou měřených k průsečíkům mínus součet všech srážek za ohyb. Ekvivalentní trasou je délka řezu = součet přímých úseků mezi tečnami a tečnami plus součet rozvinutých délek. Obě metody by měly souhlasit. Když ne, obvyklou příčinou je ohyb, na který se při odčítání zapomnělo.

Offsety a vzdálenost mezi ohyby

Pro pár stejných ohybů, které posouvají trubku do strany o vzdálenost O, je vzdálenost mezi ohyby měřená podél trubky DBB = O / sin(DOB). Známý 45stupňový offset tedy násobí offset zhruba 1,414. Pro nestejné úhly nebo pro cokoli, co se děje ve třech rozměrech, pracujte v souřadnicích spíše než se pokoušejte zřetězit dvourozměrné vzorce dohromady.

Co vzorce nezahrnují: Ztenčení stěn, oválnost a minimální poloměr

Vše výše uvedené předpokládá, že si trubice zachová svůj tvar. To ne. Vnější strana ohybu se natahuje a ztenčuje, vnitřek se stlačuje a ztlušťuje a průřez se mírně zplošťuje. Tyto efekty rozhodují o tom, zda je teoreticky správný díl skutečně vyrobitelný.

Zeslabení stěny na vnější straně ohybu

Užitečný tenkostěnný odhad je t_min = t × CLR / (CLR OD / 2). Pro trubku o vnějším průměru 50 mm se stěnou 2 mm na poloměru 150 mm to znamená snížení zhruba o 14 procent. Považujte to spíše za konzervativní geometrický limit než jako naměřený výsledek. Se správně dimenzovaným trnem, správnou vůlí a vhodným zesílením je skutečné ztenčení obvykle znatelně menší.

Ovalita

Ovalita 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.

Pravidla pro minimální poloměr ohybu

• Volné ohýbání bez trnu: přibližně 3 × vnější průměr je praktická podlaha pro mnoho měkkých ocelí a hliníku.
• S trnem a stírací matricí: 1,5 × vnější průměr je rutina a 1 × vnější průměr nebo těsnější je dosažitelný s přizpůsobenými nástroji a těžší stěnou.
• Faktor stěny (OD děleno t) nad asi 30 obvykle činí omezujícím faktorem kolaps tenkostěnných stěn spíše než samotný poloměr.
• Nerezové a vysoce pevné slitiny potřebují větší poloměr nebo větší podporu než uhlíková ocel při stejném faktoru stěny.

Zpracovaný příklad: 90stupňový ohyb v 50 mm vnější trubce

Sestavte vzorce pro společnou práci: vnější průměr 50 mm, stěna 2 mm, poloměr středové osy 150 mm, 90 stupňů ohybu, se dvěma rovnými rameny o délce 400 mm měřeno k průsečíkům.

Ztenčující se údaj je geometrický nejhorší případ pro nepodepřený ohyb. Pokud vaše specifikace pokrývá ztenčení stěny o 10 procent, před řezáním jakéhokoli materiálu byste rádius otevřeli, přidali trn se správnou vůlí nebo přešli na těžší stěnu.

Od vzorce k hotovému dílu

Čísla vám nákres; nástroje a ovládání opakujte tento výkres tisíckrát. Springback je nejjasnějším příkladem. Po uvolnění nástroje se trubka uvolní a ohyb se mírně otevře, takže se stroj musí přehýbat a rádius se vzhledem k nástroji trochu zvětší. Měkká ocel s poloměrem 3 × vnější průměr může potřebovat pouze jeden nebo dva stupně nadměrného ohybu, zatímco nerez a vysoce pevný hliník mohou potřebovat mnohem více. Praktickou odpovědí není lepší rovnice, ale ovládání, které ukládá kompenzační hodnoty pro materiál, poloměr a tloušťku stěny a poté je automaticky aplikuje při dalším běhu.

To je bod, kde se vzorce a vybavení musí shodovat. Stroj, který umí umístit ohyb, držet trn a sledovat křivku zesílení přesně tak, jak je specifikováno v listu nastavení, promění vaše vypočítaná čísla na opakovatelný proces, nikoli na jednorázový úspěch. Pokud pracujete se stejnými výpočty napříč různými rodinami součástí, pomůže vám vidět rozsah stroje na ohýbání trubek vedle sebe, od ručních a NC modelů až po plně automatické CNC jednotky.

Plně automatický servohydraulický ohýbač trubek CNC řady L Pro opakovatelná vypočítaná nastavení ohybu nabízí model SB-219CNC tři programovatelné osy, servoposuv a rotaci, režimy hydraulického a CNC ohýbání a mazání trnu. Zobrazit produkt →

Samostatnou zmínku zde zasluhují díly s více poloměry. Když jedna trubka nese několik ohybů o různých poloměrech, rozvinutá délka se musí vypočítat ohyb po ohybu a každý ohyb potřebuje vlastní odsazení a odpočet. Aritmetika je identická, ale nastavení nikoli, a stroje postavené pro práci s více poloměry odstraňují z této práce mnoho pokusů a omylů.

Plně automatický stroj na ohýbání trubek s více poloměry CNC řady M Pro práci s trubkami s více poloměry nabízí model SB-75CNC tři programovatelné osy, hydraulické a servo CNC ohýbání, mazání trnu a ovládání PLC dotykovou obrazovkou. Zobrazit produkt →

Tenkostěnné trubky s faktorem stěny nad 25 nebo 30 silně tlačí na geometrii, a to je místo, kde podpora trnu přestává být volitelná. Ohýbačka řízená trnem vám umožňuje doladit polohu trnu a tok maziva, což je často rozdíl mezi odhadem ztenčení o 14 procent a součástí, která projde kontrolou. Pro velkoobjemové práce v sektorech jako např automobilová výroba , že na opakovatelnosti záleží více než na mírně nižší ceně stroje.

Hydraulická ohýbačka trubek řady NC M s ovládáním trnu Pro opakovatelné ohyby napříč ocelí, nerezem, hliníkem, titanem a mosazí tato poloautomatická ohýbačka ukládá 16 programů se 16 ohyby a programovatelnou kompenzací odpružení. Zobrazit produkt →

Praktické kontroly před řezáním trubky

1. Ověřte, zda je poloměr na výkresu ke středové ose nebo uvnitř ohybu, a před výpočtem jej upravte.
2. Zkontrolujte, zda uvedený úhel ohybu odpovídá stupňům ohybu a ne úhlu mezi nohama.
3. Vypočítejte rozvinutou délku, přesazení a odpočet ohybu pro každý ohyb, nejen pro první.
4. Před stanovením poloměru odhadněte ztenčení a oválnost stěny podle specifikace zákazníka.
5. Odřízněte jeden zkušební kus, ohněte jej a před spuštěním dávky změřte výsledek podle výkresu.
6. Zaznamenejte si korekci odpružení, kterou jste použili, aby další identická úloha začala od známé hodnoty namísto odhadu.

Vzorce ohýbání trubek jsou výchozím bodem, nikoli zárukou. Řeknou vám, kolik materiálu křivka spotřebuje, kam tečné body spadají a jak tenká bude pravděpodobně vnější stěna. Nedokážou vám říci, jak se vaše specifické teplo nerezu, stav vašeho nářadí a vaše mazivo budou chovat v daný den. Zacházejte s výpočty jako s prvním zkušebním kusem a s měřeními s druhým a mezera mezi tím, co jste nakreslili, a tím, co jste odeslali, se pokaždé zmenší.