Hvordan beregner du bøjningsradius ved hjælp af formler, materialegrænser og værktøjsregler?

En bøjningsradius, der fungerer, er en, der passer til tre begrænsninger på én gang: materialets mindste bøjningsradius, værktøjets tilgængelige radius og samlingens dimensionskrav. Problemet med butiksgulvet opstår normalt, når kun én af disse begrænsninger tages i betragtning. For eksempel kan et 40 mm OD aluminiumsrør med en 2 mm væg have brug for en 5D radius for at undgå rynker. Hvis en ingeniør specificerer 2D uden at kontrollere legeringens temperament, kan produktionskørslen mislykkes.

Nøglepunktet er, at beregning af bøjningsradius er en designbeslutning, ikke en kontrol efter processen. Det skal ske før værktøjet bestilles eller røret skæres over.

Hvad bøjningsradius virkelig betyder

Det referencepunkt, du bruger, ændrer svaret. jeg rør- og rørbukning , centerlinjeadius (CLR) er standardreferencen. Det måles fra midten af ​​​​bøjningen til rørets midterakse. Den indvendige radius er CLR minus halvdelen af ​​​​rørets OD, og ​​den udvendige radius er CLR plus halvdelen af ​​​​rørets OD. For metalplader er den indvendige bøjningsradius, hvad designere og matriceproducenter normalt diskuterer, fordi den repræsenterer den indvendige overflade af den dannede flange.

Forskellen har betydning, fordi ydervæggen strækkes, og indervæggen komprimeres under bøjningen. Efterhånden som radius bliver mindre, øges ydervægsstrækningen. Når strækningen overstiger materialets forlængelsesgrænse, brækker ydervæggen eller bliver synligt tynd. Det er den fysiske grænse, der driver beregninger af minimum bøjningsradius.

Kerneformlen til beregning af bøjningsradius

Det første tal, du skal bruge, er den mindste bøjningsradius. For plademetal er det enkleste skøn at gange materialetykkelsen med en faktor, der udføres af materialets duktilitet.

Bøjningsgodtgørelse bruges derefter til at estimere delens flade længde. En almindelig formel for en 90-graders bøjning i blødt stål er:

Bøjningsgodtgørelse (BA) = [(0,017453 × indvendig radius) (0,0078 × materialetykkelse)] × bøjningsvinkel

Denne formel giver en tæt tilnærmelse til mange luftbøjningsopsætninger. For rør er bøjningsgodtgørelsen langs centerlinjen simpelthen buelængden af centerlinjen, ofte beregnet som:

BA = (π × CLR × bøjningsvinkel) / 180

Disse formler giver dig et udgangspunkt. De fortæller dig ikke, om en given radius kan fremstilles uden tilbagespring, vægudtynding eller ovalitet.

Typiske minimumsbøjningsradiusfaktorer

Disse faktorer erstatter ikke materialecertificering eller værktøjsdata. De er udgangspunkter for et gennemførlighedstjek.

De virkelige begrænsninger: Materiale, vægtykkelse og værktøj

En mindre radius er ikke automatisk opnåelig med det samme værktøj. Når et rør bøjes til en snæver radius, sker der tre ting: ydervæggen bliver tyndere, tværsnittet bliver ovalt, og tilbagespring skubber den endelige vinkel væk fra den indstillede vinkel. Hver af disse effekter har en målbar tolerance.

• Vægfortynding: For en 1D-bøjning i kulstofstål kan udtynding overstige 20 % af den nominelle væg. For hydraulik- og trykledninger er dette ofte uacceptabelt.
• Ovalitet: En bøjning, der ikke understøttes af en dorn, kan flade med 10 % eller mere. Mange industrikoder begrænser ovalitet til 8 % for trykservice og 5 % for kritiske linjer.
• Tilbagespring: Højstyrkelegeringer og rustfrit stål kan springe flere grader tilbage. Den endelige radius efter tilbagespring er altid lidt større end værktøjsradius.

Dette er grunden til, at en korrekt beregning af værktøjs- og procesindstillinger, ikke kun en geometriformel. En roterende trækbukker med en dorn kan gå strammere end en kompressionsbukker. En CNC-maskine med flere akser kan styre fremførings- og bøjningshastigheden for at reducere udtynding.

CNC M Series Fuldautomatisk Multi-Radius Tube Bukkemaskine Denne fuldautomatiske bøjning tilbyder tre programmerbare servoakser til præcis fremføring og rotation, der understøtter flere bøjningstilstande. Dens dornsmøring og centraliserede smøresystemer øger pålideligheden til komplekse radiusberegninger og materialeudtyndingsproblemer. Se produkt →

Bearbejdet eksempel: Sådan anvender du beregningen

En pålidelig måde at anvende beregningen på er at kontrollere radius-til-OD-forholdet, før du tænker på bøjningsgodtgørelse. Forestil dig, at du skal bøje et 2-tommer skema 40 stålrør. Den faktiske OD er ​​2,375 tommer, og væggen er 0,154 tommer. Hvis kunden ønsker en 90-graders bøjning med en 6-tommers centerlinjeadius, skal du først kontrollere radius-til-OD-forholdet.

1. Beregn forholdet: 6 ÷ 2,375 = 2,53. Dette er en 2,5D bøjning.
2. For blødt stål er 2,5D normalt sikkert med en dorn. Uden en dorn, forvent mere ovalitet og en flad indervæg.
3. Beregn centerliniens buelængde: (π × 6 × 90) / 180 = 9,42 tommer.
4. Tjek tilbagefjedringen: Hvis materialet er kulstofstål af klasse B, kan tilbagefjedringen være omkring 1 til 2 grader. Indstil maskinen til 88 til 89 grader for en 90-graders del.

En semi-automatisk hydraulisk bukker med en dorn kan håndtere denne type stålrørsarbejde konsekvent, især når produktionen er lille til medium.

NC L Series højtydende hydraulisk rørbukkemaskine En semi-automatisk hydraulisk bøjning med uret bøjning og hydraulisk fastspænding, ideel til mellemstore løb. Den gemmer 16 programmer med tilbagespringskompensation og håndterer stål, rustfrit, aluminium og mere, hvilket giver ensartede resultater for radius-til-OD-tjek. Se produkt →

Det samme flow virker for aluminium, rustfrit og kobber, men faktorerne ændrer sig. For aluminium skal radius muligvis øges til 3D eller 4D, uden temperamentet er blødt, og der bruges en dorn.

Praktiske regler for design og værktøj

Når du arbejder på et nyt produkt, skal du følge disse regler, før du citerer et job.

1. Brug altid vægtykkelse, ikke nominel OD, ved evaluering af udtynding.
2. For rør, bekræft, om radius er en centerlinjeadius eller en indvendig radius. Antag ikke, at tegningen bruger samme reference som værktøjet.
3. For metalplader kræver en indvendig radius mindre end materialetykkelsen en skarp matrice med specielle operatører og kan stadig vinde.
4. Når der er flere radier på et rør, skal du holde den korteste radius som udgangspunkt. Alle andre bøjninger skal være lig med eller større end det.
5. Hvis en snæver radius er uundgåelig, planlæg for en dorn eller en højere legering med større forlængelse.

Til produktionsopgaver i områder som HVAC-systemrør eller bilfremstilling påvirker radiusvalget opsætningen af ​​byggeværktøjet, vægudtyndingsgodtgørelsen og den endelige lækagetestbeståelsesrate.

Hvornår skal man konsultere maskinproducenten

Du kan beregne en radius på papir, men svaret, der kan fremstilles, af den bøjning, du kører. En maskine med et værktøjssæt med større centerlinjeradius kan producere ensartede bøjninger til hydrauliske ledninger. En fuldautomatisk CNC-maskine med servohydrauliske kontroller kan kompensere for tilbagespring på tværs af en batch. Det er de spørgsmål, der kræver input fra en maskinproducent.

Angiv rørets OD, vægtykkelse, materialespecifikation og den ønskede centerlinjeadius. Med disse fire værdier kan bøjningsproducenten anbefale et matricesæt, dorntype og bøjningshastighed. Det er en meget kortere vej end at skrotte en værktøjsordre.

Til højblandingsproduktion giver en fuldautomatisk maskine med servohydraulisk styring dig gentagelige bøjningsvinkler og mulighed for at køre flere job uden manuelt at nulstille stop. Til enkeltopgaver kan en semi-automatisk hydraulisk bukker udføre arbejdet til en lavere kapitalomkostning.

CNC L-serien fuldautomatisk rørbukkemaskine med servo-hydraulisk kontrol Denne fuldautomatiske maskine kombinerer servohydraulisk styring med tre programmerbare akser, hvilket muliggør repeterbare vinkler til high-mix produktion. Den omfatter dornsmøring og en berøringsskærm PLC til nem overvågning, velegnet til job, der kræver præcise radiusjusteringer. Se produkt →

Bundlinjen

Beregning af bøjningsradius er en ligetil opgave, når du har de rigtige input. Find den maksimalt tilladte ydervægsstrækning, indstil radius over minimum for materialet, og vælg en bukker med værktøj, der kan holde radius og styre tilbagespring. Hvis du ikke er sikker på røret eller værktøjet, så send materialespecifikationen og den ønskede radius til maskinleverandøren, før du forpligter dig til et matricesæt.