Rørbøjningsformler: Udviklet længde, bøjningsfradrag og tilbagespring

Rørbøjning formler er ikke akademiske øvelser. De er årsagen til, at en fremstillet del falder ind i armaturet første gang, og årsagen til, at en længde af røret bliver skåret korrekt, før nogen rører saven. Uanset om du arbejder ud fra et LRA-udskrift (linje, radius, vinkel) eller en tabel med XYZ-koordinater, bliver den samme håndfuld relationer ved med at komme tilbage: udviklet længde, tilbageslag, bøjningsfradrag og de korrektioner, der tager højde for, hvad materialet faktisk gør under belastning. Her er arbejdssættet, vi stoler på hver dag, sammen med de steder, hvor matematikken stopper, og erfaringen skal tage over.

Definer geometrien, før du beregner noget

De fleste regnefejl starter med en enkelt tvetydighed: hvilken dimension refererer radiussen til? På en rørtegning gives radius normalt til rørets midterlinje, kaldet centerlinjeradius eller CLR, ikke til indersiden af ​​bøjningen. Hvis et tryk angiver en indvendig radius, skal du tilføje halvdelen af ​​den udvendige diameter, før du trykker på en formel nedenfor. At blande de to op med 25 mm på et 50 mm rør kaster den udviklede længde af med cirka 39 mm på en 90-graders bøjning, hvilket er mere end nok til at kassere delen.

En anden konvention betyder lige så meget: bøjningsvinkel versus bøjningsgrader. En bøjning, der drejer røret gennem en ret vinkel, er 90 graders bøjning, og den inkluderede vinkel mellem de to ben er i så fald også 90 grader. Når røret foldes tilbage mod sig selv, krymper den inkluderede vinkel, mens bøjningsgraderne vokser, fordi DOB = 180 grader minus den inkluderede vinkel. Bekræft, hvilken værdi tegningen angiver, før du bygger en opsætning omkring den.

Kerneformlerne

Udviklet længde, også kaldet buelængde

Den udviklede længde er mængden af rør, der forbruges af selve kurven, målt langs centerlinjen:

DL = (pi × CLR × DOB) / 180

For en CLR på 150 mm og 90 graders bøjning er DL = (3,1416 × 150 × 90) / 180 = 235,6 mm. Nogle butikker forfiner dette med en neutral-akse-faktor, fordi materialet flyder mod indersiden af ​​bøjningen under formning, og den sande neutrale linje forskydes lidt indad: DL = (pi × DOB / 180) × (CLR minus K × t). Faktoren K lander normalt mellem 0,2 og 0,5, og den eneste ærlige måde at rette den på til dit materiale er at bøje et prøvestykke og måle det.

Tilbageslag og Tangent Længde

Tilbageslag er afstanden fra skæringspunktet mellem de to bens midterlinjer tilbage til tangentpunktet, hvor det lige ben slutter og kurven begynder:

SB = CLR × tan(DOB / 2)

Ved 90 grader er tan(45 grader) lig med 1, så tilbageslaget er lig med CLR, som er 150 mm i vores eksempel. Tangentlængde er det samme tal målt fra skæringspunktet langs hvert ben, hvilket gør det nemt at konvertere mellem en tegning, der dimensionerer til skæringspunkter, og en, der dimensionerer til tangenter.

Bøjningsfradrag

Når en tegning giver benlængder målt til skæringspunkterne, tælles hjørnet to gange. Bøjningsfradrag fjerner dette overlap:

BD = 2 × SB minus DL

For 90-graders eksempel: 2 × 150 minus 235,6 = 64,4 mm. For lavvandede sving er fradraget lille; til snævre, højvinklede bøjninger bliver den stor nok til, at ignorering af den garanterer en kort del.

Samlet skærelængde

Kliplængde = summen af benlængder målt til skæringspunkter, minus summen af alle bøjningsfradrag. Den ækvivalente rute er skåret længde = summen af ​​lige tangent-til-tangens sektioner, plus summen af ​​udviklede længder. Begge metoder bør stemme overens. Når de ikke gør det, er den sædvanlige årsag en bøjning, der blev glemt i subtraktionen.

Forskydninger og afstand mellem bøjninger

For et par lige bøjninger, der forskyder et rør sidelæns med en afstand O, er afstanden mellem bøjninger målt langs røret DBB = O / sin(DOB). En velkendt 45-graders offset multiplicerer derfor offset med cirka 1,414. For ulige vinkler eller for noget, der sker i tre dimensioner, skal du arbejde i koordinater i stedet for at prøve at kæde todimensionelle formler sammen.

Hvad formlerne ikke dækker: Vægudtynding, ovalitet og minimumsradius

Alt ovenfor antager, at røret holder sin form. Det gør den ikke. Ydersiden af ​​bøjningen strækkes og tyndes, indersiden komprimeres og fortykkes, og tværsnittet flader lidt ud. Disse effekter afgør, om en teoretisk korrekt del faktisk kan fremstilles.

Vægudtynding på ydersiden af svinget

Et nyttigt tyndvægs-estimat er t_min = t × CLR / (CLR OD / 2). For et 50 mm OD-rør med en 2 mm væg på en 150 mm radius giver det en reduktion på ca. 14 procent. Behandl dette som en konservativ geometrisk grænse snarere end et målt resultat. Med en dorn i den rigtige størrelse, korrekt frigang og passende forstærkning er reel udtynding normalt mærkbart mindre.

Ovalitet

Ovalitet 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.

Tommelfingerregler for minimum bøjningsradius

• Friform bukning uden dorn: ca. 3 × OD er et praktisk gulv til mange bløde stål og aluminium.
• Med en dorn og viskermatrice: 1,5 × OD er ​​rutine, og 1 × OD eller strammere kan opnås med matchet værktøj og en tungere væg.
• Vægfaktor (OD divideret med t) over ca. 30 gør normalt tyndvægget kollaps til den begrænsende faktor i stedet for selve radius.
• Rustfri og højstyrkelegeringer har brug for mere radius eller mere støtte end kulstofstål ved samme vægfaktor.

Et bearbejdet eksempel: 90-graders bøjning i 50 mm OD-rør

Sæt formlerne sammen til et fælles job: 50 mm OD, 2 mm væg, 150 mm centerlinjeradius, 90 graders bøjning, med to lige ben på 400 mm målt til skæringspunkterne.

Udtyndingsfiguren er det geometriske værste tilfælde for en ustøttet bøjning. Hvis din specifikation dækker vægudtynding med 10 procent, ville du åbne radius, tilføje en dorn med den rigtige frigang eller flytte til en tungere væg, før du skærer noget materiale.

Fra formel til færdig del

Tal giver dig en tegning; værktøj og kontrol gentag denne tegning tusind gange. Springback er det klareste eksempel. Efter at værktøjet er sluppet, slapper røret af, og bøjningen åbner sig en smule, så maskinen skal bøje over, og radius vokser lidt i forhold til værktøjet. Blødt stål med en radius på 3 × OD behøver måske kun en eller to graders overbøjning, mens rustfrit og højstyrke aluminium kan have brug for betydeligt mere. Det praktiske svar er ikke en bedre ligning, men en kontrol, der gemmer kompensationsværdier pr. materiale, pr. radius og pr. vægtykkelse, og derefter anvender dem automatisk ved næste kørsel.

Det er det punkt, hvor formler og udstyr skal stemme overens. En maskine, der kan placere bøjningen, holde dornen og følge boost-kurven præcis som opsætningsarket angiver, forvandler dine beregnede tal til en gentagelig proces snarere end en engangssucces. Hvis du arbejder gennem de samme beregninger på tværs af forskellige delfamilier, hjælper det at se rækkevidden af rørbukkemaskiner side om side, fra manuelle og NC-modeller til fuldautomatiske CNC-enheder.

CNC L-serien fuldautomatisk servo-hydraulisk rørbøjningsmaskine Til gentagelige beregnede bøjningsopsætninger tilbyder model SB-219CNC tre programmerbare akser, servofremføring og rotation, hydrauliske og CNC bøjningstilstande og dornsmøring. Se produkt →

Multi-radius dele fortjener en separat omtale her. Når et rør bærer flere bøjninger med forskellige radier, skal den udviklede længde beregnes bøjning for bøjning, og hver bøjning har brug for sit eget tilbageslag og fradrag. Regnestykket er identisk, men opsætningen er det ikke, og maskiner bygget til arbejde med flere radier fjerner meget af trial and error fra det job.

CNC M Series Fuldautomatisk Multi-Radius Tube Bukkemaskine Til rørarbejde med flere radier giver model SB-75CNC tre programmerbare akser, hydraulisk og servo-CNC-bøjning, dornsmøring og berøringsskærm PLC-kontrol. Se produkt →

Tyndvæggede rør med en vægfaktor over 25 eller 30 presser geometrien hårdt, og det er her, at dornstøtten stopper med at være valgfri. En dornstyret bukker giver dig mulighed for at finjustere dornposition og smøremiddelflow, hvilket ofte er forskellen mellem et 14 procent udtyndingsestimat og en del, der består inspektion. Til højvolumenarbejde i sektorer som f.eks bilfremstilling , at repeterbarhed betyder mere end en lidt lavere maskinpris.

NC M Series hydraulisk rørbukkemaskine med dornstyring Til gentagelige bøjninger på tværs af stål, rustfrit stål, aluminium, titanium og messing gemmer denne semi-automatiske bøjning 16 programmer med 16 bøjninger og programmerbar tilbagefjedringskompensation. Se produkt →

Praktisk kontrol før du skærer røret

1. Bekræft om radius på tegningen er til centerlinjen eller indersiden af bøjningen, og juster før beregning.
2. Kontroller, at den angivne bøjningsvinkel er bøjningsgrader og ikke den medfølgende vinkel mellem benene.
3. Beregn udviklet længde, tilbageslag og bøjningsfradrag for hvert bøjning, ikke kun det første.
4. Vurdér vægudtynding og ovalitet i forhold til kundespecifikationen, før du forpligter dig til en radius.
5. Klip et prøvestykke, bøj ​​det, og mål resultatet i forhold til tegningen, før du kører batchen.
6. Registrer den tilbagespringskorrektion, du brugte, så det næste identiske job starter fra en kendt værdi i stedet for et gæt.

Rørbøjningsformler er et udgangspunkt, ikke en garanti. De fortæller dig, hvor meget materiale kurven vil forbruge, hvor tangenterne falder, og hvor tynd ydervæggen sandsynligvis bliver. Hvad de ikke kan fortælle dig er, hvordan din specifikke varme i rustfrit stål, dit værktøjstilstand og dit smøremiddel vil opføre sig på dagen. Behandl beregningerne som det første prøvestykke og målingerne som det andet, og afstanden mellem det, du tegnede, og det, du sendte, bliver mindre hver gang.