Mga Formula sa Pagbaluktot ng Tube: Binuo na Haba, Bawas ng Bend at Springback

Baluktot ng tubo ang mga pormula ay hindi pang-akademikong pagsasanay. Ang mga ito ang dahilan kung bakit ang isang gawa-gawang bahagi ay nahuhulog sa kabit sa unang pagkakataon, at ang dahilan kung bakit ang isang haba ng tubo ay naputol nang tama bago ang sinumang humipo sa lagari. Gumagawa ka man mula sa isang LRA (linya, radius, angle) na pag-print o isang talahanayan ng mga XYZ na coordinate, patuloy na bumabalik ang ilang bilang ng mga ugnayan: nabuong haba, pag-urong, pagbawas ng baluktot, at mga pagwawasto na tumutukoy sa kung ano talaga ang ginagawa ng materyal sa ilalim ng pagkarga. Narito ang working set na aming pinagkakatiwalaan araw-araw, kasama ang mga lugar kung saan huminto ang matematika at kailangang pumalit sa karanasan.

Tukuyin ang Geometry Bago Mo Kalkulahin ang Anuman

Karamihan sa mga error sa pagkalkula ay nagsisimula sa iisang kalabuan: aling dimensyon ang tinutukoy ng radius? Sa isang pagguhit ng tubo, ang radius ay karaniwang ibinibigay sa centerline ng tubo, na tinatawag na centerline radius o CLR, hindi sa loob ng liko. Kung ang isang print ay sumipi ng inside radius, magdagdag ng kalahati ng diameter sa labas bago mo hawakan ang anumang formula sa ibaba. Ang paghahalo ng dalawa ng 25 mm sa isang 50 mm na tubo ay naglalabas ng nabuong haba ng humigit-kumulang 39 mm sa isang 90-degree na baluktot, na higit pa sa sapat upang i-scrap ang bahagi.

Ang pangalawang kombensiyon ay mahalaga rin: anggulo ng liko kumpara sa mga antas ng liko. Ang isang liko na lumiliko sa tubo sa isang tamang anggulo ay 90 digri ng liko, at ang kasamang anggulo sa pagitan ng dalawang binti ay 90 degrees din sa kasong iyon. Kapag ang tubo ay natitiklop pabalik sa sarili nito, ang kasamang anggulo ay lumiliit habang ang mga antas ng liko ay lumalaki, dahil DOB = 180 degrees minus ang kasamang anggulo. Kumpirmahin kung aling value ang sinipi ng drawing bago ka bumuo ng setup sa paligid nito.

Ang Mga Pangunahing Formula

Binuo na Haba, Tinatawag ding Arc Length

Ang nabuong haba ay ang dami ng tubo na natupok ng mismong kurba, na sinusukat sa gitnang linya:

DL = (pi × CLR × DOB) / 180

Para sa CLR na 150 mm at 90 degrees ng bend, DL = (3.1416 × 150 × 90) / 180 = 235.6 mm. Pinipino ito ng ilang tindahan gamit ang neutral-axis factor, dahil ang materyal ay dumadaloy patungo sa loob ng liko habang bumubuo at ang tunay na neutral na linya ay bahagyang lumilipat papasok: DL = (pi × DOB / 180) × (CLR minus K × t). Ang factor K ay kadalasang lumalapit sa pagitan ng 0.2 at 0.5, at ang tanging matapat na paraan upang ayusin ito para sa iyong materyal ay ang yumuko ng isang piraso ng pagsubok at sukatin ito.

Setback at Tangent Length

Ang setback ay ang distansya mula sa intersection point ng dalawang leg centerlines pabalik sa tangent point, kung saan nagtatapos ang tuwid na binti at nagsisimula ang curve:

SB = CLR × tan(DOB / 2)

Sa 90 degrees, ang tan(45 degrees) ay katumbas ng 1, kaya ang setback ay katumbas ng CLR, na 150 mm sa ating halimbawa. Ang haba ng tangent ay ang parehong bilang na sinusukat mula sa intersection point sa bawat binti, na nagpapadali sa pag-convert sa pagitan ng drawing na dimensyon sa mga intersection at isa na dimensyon sa tangent.

Bend Deduction

Kapag ang isang guhit ay nagbibigay ng mga haba ng binti na sinusukat sa mga intersection point, ang sulok ay binibilang nang dalawang beses. Ang pagbawas ng liko ay nag-aalis ng overlap na iyon:

BD = 2 × SB bawas DL

Para sa 90-degree na halimbawa: 2 × 150 na binawasan ng 235.6 = 64.4 mm. Para sa mababaw na bends ang bawas ay maliit; para sa masikip, mataas na anggulo na baluktot ito ay nagiging sapat na malaki na ang hindi pagpansin dito ay ginagarantiyahan ang isang maikling bahagi.

Kabuuang Haba ng Cut

Haba ng hiwa = kabuuan ng mga haba ng binti na sinusukat sa mga intersection point, binawasan ang kabuuan ng lahat ng mga pagbawas sa liko. Ang katumbas na ruta ay haba ng hiwa = kabuuan ng mga tuwid na tangent-to-tangent na seksyon, kasama ang kabuuan ng mga nabuong haba. Ang parehong mga pamamaraan ay dapat magkasundo. Kapag hindi nila ginawa, ang karaniwang dahilan ay isang liko na nakalimutan sa pagbabawas.

Mga Offset at Distansya sa Pagitan ng mga Baluktot

Para sa isang pares ng pantay na baluktot na nagpapalipat-lipat ng tubo sa layo na O, ang distansya sa pagitan ng mga liko na sinusukat sa tubo ay DBB = O / sin(DOB). Samakatuwid, ang isang pamilyar na 45-degree na offset ay nagpaparami ng offset sa humigit-kumulang 1.414. Para sa hindi pantay na mga anggulo, o para sa anumang nangyayari sa tatlong dimensyon, gumana sa mga coordinate sa halip na subukang i-chain ang mga two-dimensional na formula nang magkasama.

Ano ang Hindi Sinasaklaw ng Mga Formula: Pagnipis ng Wall, Ovality at Minimum Radius

Ipinapalagay ng lahat sa itaas na ang tubo ay nagpapanatili ng hugis nito. Hindi ito. Ang labas ng liko ay umuunat at humihina, ang loob ay pumipiga at lumapot, at ang cross-section ay bahagyang dumilat. Ang mga epektong ito ay nagpapasya kung ang isang teoretikal na tamang bahagi ay talagang nagagawa.

Pagnipis ng Pader sa Labas ng Baluktot

Ang isang kapaki-pakinabang na tantiya sa manipis na pader ay t_min = t × CLR / (CLR OD / 2). Para sa 50 mm OD tube na may 2 mm na pader sa 150 mm radius, na nagbibigay ng humigit-kumulang 14 na porsyentong pagbawas. Tratuhin ito bilang isang konserbatibong geometric na limitasyon sa halip na isang nasusukat na resulta. Sa wastong laki ng mandrel, tamang clearance at naaangkop na boost, ang tunay na pagnipis ay kadalasang kapansin-pansing mas mababa.

Ovality

Ang ovality ay kinakalkula bilang (D_max minus D_min) na hinati sa OD, na i-multiply sa 100. Ang pangkalahatang gawaing pang-industriya ay kadalasang tumatanggap ng 5 porsiyento o mas kaunti, habang ang mga linya ng aerospace at automotive fluid ay madalas na humihiling ng mas mahigpit na mga limitasyon. Mabilis na lumalaki ang ovality habang bumababa ang ratio ng CLR-to-OD, kaya naman ang radius choice at ang tooling choice ay talagang magkaparehong desisyon.

Minimum Bend Radius Rules of Thumb

• Free-form na baluktot na walang mandrel: humigit-kumulang 3 × OD ay isang praktikal na sahig para sa maraming banayad na bakal at aluminyo.
• Gamit ang mandrel at wiper die: 1.5 × OD ang nakagawian, at 1 × OD o mas mahigpit ay makakamit gamit ang katugmang tooling at mas mabigat na pader.
• Ang wall factor (OD na hinati sa t) sa itaas ng humigit-kumulang 30 ay kadalasang ginagawang pagbagsak ng manipis na pader ang limiting factor kaysa sa radius mismo.
• Ang mga stainless at high-strength na haluang metal ay nangangailangan ng higit na radius o higit pang suporta kaysa sa carbon steel sa parehong wall factor.

Isang Nagtrabahong Halimbawa: 90-Degree na Bend sa 50 mm OD Tube

Pagsama-samahin ang mga formula para sa isang karaniwang trabaho: 50 mm OD, 2 mm na dingding, 150 mm centerline radius, 90 degrees ng liko, na may dalawang tuwid na binti na 400 mm na sinusukat sa mga intersection point.

Ang thinning figure ay ang geometric na pinakamasamang kaso para sa isang hindi sinusuportahang liko. Kung ang iyong pagtutukoy ay humahadlang sa pagnipis ng pader sa 10 porsyento, bubuksan mo ang radius, magdagdag ng isang mandrel na may tamang clearance, o lumipat sa isang mas mabigat na pader bago putulin ang anumang materyal.

Mula sa Formula hanggang sa Tapos na Bahagi

Ang mga numero ay nagbibigay sa iyo ng pagguhit; tooling at kontrol ulitin ang pagguhit na iyon ng isang libong beses. Ang Springback ay ang pinakamalinaw na halimbawa. Matapos ang paglabas ng tooling, ang tubo ay nakakarelaks at ang liko ay bumukas nang bahagya, kaya ang makina ay kailangang mag-overbend at ang radius ay lumalaki nang kaunti sa tool. Ang banayad na bakal sa isang 3 × OD radius ay maaaring mangailangan lamang ng isa o dalawang degree ng overbend, habang ang stainless at high-strength na aluminyo ay maaaring mangailangan ng higit pa. Ang praktikal na sagot ay hindi isang mas mahusay na equation ngunit isang kontrol na nag-iimbak ng mga halaga ng kabayaran sa bawat materyal, bawat radius at bawat kapal ng pader, pagkatapos ay awtomatikong inilalapat ang mga ito sa susunod na pagtakbo.

Iyan ang punto kung saan kailangang magkasundo ang mga formula at kagamitan. Ang isang makina na maaaring iposisyon ang liko, hawakan ang mandrel at sundin ang boost curve nang eksakto tulad ng tinukoy ng setup sheet na ginagawang isang paulit-ulit na proseso ang iyong mga nakalkulang numero sa halip na isang solong tagumpay. Kung nagtatrabaho ka sa parehong mga kalkulasyon sa iba't ibang bahagi ng pamilya, nakakatulong na makita ang hanay ng tube bending machine magkatabi, mula sa manu-manong at NC na mga modelo hanggang sa ganap na awtomatikong mga yunit ng CNC.

CNC L Series na Ganap na Awtomatikong Servo-Hydraulic Tube Bending Machine Para sa mga paulit-ulit na kalkuladong pag-setup ng bend, ang modelong SB-219CNC ay nag-aalok ng tatlong programmable axes, servo feeding at rotation, hydraulic at CNC bending mode, at mandrel lubrication. Tingnan ang Produkto →

Ang mga bahagi ng multi-radius ay nararapat sa isang hiwalay na pagbanggit dito. Kapag ang isang tubo ay nagdadala ng ilang baluktot sa magkaibang radii, ang nabuong haba ay kailangang kalkulahin na liko sa pamamagitan ng liko, at ang bawat liko ay nangangailangan ng sarili nitong pag-urong at pagbabawas. Ang aritmetika ay magkapareho, ngunit ang setup ay hindi, at ang mga machine na binuo para sa multi-radius na trabaho ay nag-aalis ng maraming pagsubok at error mula sa trabahong iyon.

Ganap na Awtomatikong Multi-Radius Tube Bending Machine ng CNC M Series Para sa multi-radius tube work, ang modelong SB-75CNC ay nagbibigay ng tatlong programmable axes, hydraulic at servo CNC bending, mandrel lubrication, at touch screen PLC control. Tingnan ang Produkto →

Ang mga tubo ng manipis na pader na may wall factor na higit sa 25 o 30 ay itinutulak nang husto ang geometry, at doon humihinto ang suporta sa mandrel bilang opsyonal. Ang isang mandrel-controlled bender ay nagbibigay-daan sa iyo na i-fine-tune ang posisyon ng mandrel at ang daloy ng lubricant, na kadalasan ay ang pagkakaiba sa pagitan ng 14 porsiyentong thinning estimate at isang bahagi na pumasa sa inspeksyon. Para sa mataas na dami ng trabaho sa mga sektor tulad ng pagmamanupaktura ng sasakyan , mas mahalaga ang repeatability na iyon kaysa sa bahagyang mas mababang presyo ng makina.

NC M Series Hydraulic Tube Bending Machine na may Mandrel Control Para sa mga paulit-ulit na liko sa steel, stainless, aluminum, titanium, at brass, ang semi-automatic na bender na ito ay nag-iimbak ng 16 na programa na may 16 na bend at programmable spring-back compensation. Tingnan ang Produkto →

Mga Praktikal na Pagsusuri Bago Mo Mag-cut Tube

1. Kumpirmahin kung ang radius sa drawing ay nasa gitnang linya o sa loob ng liko, at ayusin bago kalkulahin.
2. Suriin kung ang anggulo ng liko na sinipi ay mga antas ng liko at hindi ang kasamang anggulo sa pagitan ng mga binti.
3. Kalkulahin ang nabuong haba, pag-urong at pagbabawas ng liko para sa bawat liko, hindi lang sa una.
4. Tantyahin ang pagnipis at ovality ng pader laban sa detalye ng customer bago gumawa sa isang radius.
5. Gupitin ang isang piraso ng pagsubok, ibaluktot ito, at sukatin ang resulta laban sa pagguhit bago patakbuhin ang batch.
6. Itala ang springback correction na ginamit mo, kaya ang susunod na kaparehong trabaho ay magsisimula sa isang kilalang halaga sa halip na hulaan.

Ang mga formula ng baluktot ng tubo ay isang panimulang punto, hindi isang garantiya. Sinasabi nila sa iyo kung gaano karaming materyal ang kakainin ng kurba, kung saan bumabagsak ang mga tangent na punto, at kung gaano manipis ang malamang na makuha ng dingding sa labas. Ang hindi nila masasabi sa iyo ay kung paano kikilos ang iyong partikular na init ng hindi kinakalawang, ang kondisyon ng iyong tool at ang iyong pampadulas sa araw na iyon. Tratuhin ang mga kalkulasyon bilang unang piraso ng pagsubok at ang mga sukat bilang pangalawa, at ang agwat sa pagitan ng iyong iginuhit at kung ano ang iyong ipinadala ay nagiging mas maliit sa bawat pagkakataon.