EN
Vnitřní vrásky mohou být při ohýbání trubek opravdu obtížným problémem. V hotovém dílu nevypadají esteticky a ztenčují stěnu trubky, navíc způsobují zúžení průtokových kanálů pro kapaliny. Abychom tomuto problému předešli, používají se dvě běžné techniky pro odstranění vnitřních vrásek v trubkách: ohýbání trubek s jádrem a ohýbání trubek bez jádra. I když mají obě metody své uplatnění, jejich účinnost při prevenci vrásek na vnitřním poloměru se liší zásadně. V tomto článku se podrobněji zabýváme oběma metodami, abychom jednou provždy určili, která z nich skutečně řeší vznik vnitřních vrásek.
Pochopte, proč se vnitřní vrásky vytvářejí
Ve skutečnosti, když se trubka ohýbá, musí se vnější stěna protáhnout, zatímco vnitřní stěna se musí stlačit. Tenké stěny mnoha trubek nebo trubky ohnuté příliš ostrým poloměrem nemají dostatečnou pevnost, aby odolaly tlakovým silám, a proto se vnitřní stěna přehne a vlní. Právě toto vlnění způsobuje vrásky. Tento problém zhoršují tenčí stěny, ostré ohyby a materiály jako je nerezová ocel (která je přirozeně poměrně tvrdá). Jakékoliv řešení tohoto problému musí buď podporovat vnitřní stěnu trubky, nebo najít způsob, jak změnit tlakovou sílu. Níže jsou uvedeny dvě techniky, které tento problém řeší z dvou různých směrů.
Ohýbání bez mandrelu: jednoduchost s omezeními
Existuje několik technik ohýbání bez použití vnitřní podpory, nejjednodušší z nich je tzv. prázdné nebo nemandrelové ohýbání. Při tomto typu ohýbání se trubka ohýbá pouze pomocí ohýbacího nástroje, přídržného nástroje a tlačícího nástroje (nebo někdy i vyhladňovacího nástroje). Do trubky se žádný předmět nezavádí. Tato metoda funguje velmi dobře u trubek s tlustou stěnou, které jsou ohnuty s rozumným poloměrem. Trubka s tloušťkou stěny 2,5 mm ohnutá na poloměr 3D se bez mandrelu ohne výborně. Tlačící nástroj, který trubku posunuje vpřed, spolu s rotujícím ohýbacím nástrojem, vyvolá napětí na vnější povrchu, čímž se materiál donutí směřovat dovnitř, aby odolal působícím silám. Nicméně u jakékoli tloušťky stěny menší než 1,5 mm a vnitřního poloměru ohybu většího než 2D je nelze úplně zabránit vzniku vrás na vnitřní straně, protože uvnitř trubky není nic, co by ji udrželo kulatou. Hlavní výhodou nemandrelového ohýbání je jeho vyšší rychlost a výrazně nižší náročnost na nástroje ve srovnání s mandrelovým ohýbáním; kompromisem je, že tato metoda není skutečným řešením problému vnitřních vrás.
Ohýbání na mandrelu: vnitřní podpora pro bezzáhybové výsledky
Při tomto procesu se používá ohýbání na mandrilu, při kterém se do trubky vkládá vložka. Mandril je obvykle pevná tyč obsahující jeden nebo více článkovaných kuliček, které přesně podporují vnitřní stěnu trubky v místě, kde dochází ke stlačení. Během ohýbání trubky mandril jednoduše zabrání tomu, aby se vnitřní stěna trubky smáčkla dovnitř. Samotné kuličky jsou článkované, takže se při jejich tažení skrz trubku během jejího ohýbání dokážou přizpůsobit zakřivení vytvořenému stěnou trubky. Tato metoda je zdaleka nejúspěšnější pro řešení problémů, jako jsou tenkostěnné trubky, ostré oblouky s malým poloměrem a tvrdé materiály, například nerezová ocel. Pro stejný scénář popsaný v předchozí části (trubka z nerezové oceli o průměru 25 mm, tloušťce stěny 1,2 mm, ohnutí s poloměrem 1,8D) bude článkovaný mandril se dvěma kuličkami zaručeně bez jakéhokoli vrásčení vyrobit tisíce trubek. Jak je patrné z doprovodných diagramů, zlepšení oproti ohýbání bez mandrilu je velmi výrazné. Hlavní nevýhody ohýbání na mandrilu jsou: výrazně vyšší náklady na nástroje a u menších šarží může být velmi časově náročné; navíc všechny díly vyžadují mazivo, aby nedošlo k „zaklenutí“ (galling) trubky ze zámečnické oceli proti povrchu mandrilu.
Porovnání výkonu na reálných aplikacích
Uvažujme typickou autodíl – trubku o průměru 25 mm s tloušťkou stěny 1,2 mm a poloměrem střední čáry 1,8D. Pokud se trubka ohýbá bez použití jádra (mandrelu), vnitřní strana trubky téměř vždy vykazuje jistý stupeň zvrásnění; přibližně 30 % dílu bude zvrásněno. V závislosti na konkrétním dílu může být toto zvrásnění jen málo patrné a nemusí kriticky ovlivňovat funkčnost dílu, avšak rozhodně není esteticky přijatelné a může omezovat proudění tekutiny. Pokud je stejná trubka ohnuta pomocí dobře navrženého dvoukuličkového jádra, problém je úplně vyřešen a desítky tisíc trubek prochází bez jakéhokoli zvrásnění. Lékařské součásti jsou často k dispozici pouze s tloušťkou stěny kolem 1 mm a ohýbají se metodou s jádrem, protože je to jediná proveditelná metoda, která umožňuje dosáhnout přijatelného výsledku.
Kdy je nevhodné použít ohýbání s jádrem
To říkáme všechno toto, ale použití ohýbání bez mandrelu je rozhodně oprávněné v případě velmi tlustostěnných trubek (2 mm a více) a velkého poloměru ohybu (3D a více) nebo tehdy, kdy je čas a náklady na výrobu vzorků důležitější než konečný povrch. Často se ukazuje, že menší výrobci dokážou obejít potřebu mandrelového nástroje pečlivým výpočtem poloměru ohybu na základě tloušťky stěny u velmi tlustých trubek a prostě se vyhýbají výrobě trubek, u nichž by pro vnitřní poloměr bylo nutné použít mandrel. Pokud se však vaše díly již vrásnějí a používáte ohýbání trubek bez mandrelu, jedinou zřejmou odpovědí je skutečně přidání mandrelu do zařízení.
Praktické aspekty ohýbání s mandrelem
Je důležité si uvědomit, že při ohýbání trubek s mandrelem je nutné použít správnou sadu nástrojů, aby byly dosaženy optimální výsledky. Všeobecně se považuje za optimální mezera mezi stěnou trubky a vnitřní povrchem vnějšího nástroje maximálně 0,1 mm až 0,2 mm. Dále je rozhodující poloha kuliček vzhledem k bodu, ve kterém se trubka dotýká ohýbacího nástroje: pokud jsou kuličky nastaveny příliš daleko vpředu, mandrel se zaklíní do trubky; pokud jsou nastaveny příliš daleko vzadu, dochází opět ke kolapsu trubky. Moderní CNC hydraulické trubkové ohýbače mají programové stahování mandrelu, což usnadňuje nastavení.
Závěr
Pokud chcete eliminovat vnitřní záhyby — ať už ohýbáte tenkostěnnou trubku s malým poloměrem ohybu nebo je pro vás kritický vzhled součásti — pak je ohýbání s jádrem rozhodně správnou volbou. Ohýbání bez jádra je užitečné za určitých okolností, avšak samo o sobě nemůže vyřešit základní problém. Všechny naše trubkové ohýbače v Baorui jsou navrženy tak, aby umožnily obě metody ohýbání. Volba mezi jednou či druhou metodou vždy závisí na konkrétní aplikaci, avšak pokud požadujete trubky bez záhybů, pak ohýbání s jádrem nemá konkurenci.