Šerdies vamzdyno lenkimas vs be šerdies vamzdyno lenkimas: kuris pašalina vidines raukšles?

Vidiniai raukšlėjimai gali būti tikras varganas vamzdžių lenkimo metu. Jie neatrodo patraukliai galutiniame dalyje ir plonina vamzdžio sienelę, taip pat sukuria susiaurėjimus skysčių linijose. Norint to išvengti, dažniausiai taikoma dvi technikos, skirtos išspręsti vidinius raukšlėjimus vamzdžiuose: lenkimas su šerdimi ir lenkimas be šerdies. Nors abi technikos turi savo panaudojimo sritis, jų veiksmingumas užkertant kelią vidinio spindulio raukšlėjimams skiriasi labai žymiai. Šiame straipsnyje aptariamos abi metodikos, siekiant vieną ir visą kartą nustatyti, kuri iš jų tikrai išsprendžia vidinius raukšlėjimus.

Suprasti, kodėl susidaro vidiniai raukšlėjimai

Efektyviai, kai vamzdis lenkiamas, išorinė siena turi išsitiesti, o vidinė – suspaustis. Daugelio vamzdžių plonos sienos arba per smailiai lenkti vamzdziai negali sukurti pakankamos stiprumo, kad atlaikytų suspaudimo jėgas, todėl vidinė siena susiformuoja raukšlėmis ir deformuojasi. Būtent ši deformacija sukelia raukšles. Plonesnės sienos, smailūs lenkimai ir tokios medžiagos kaip nerūdijantis plienas (kuris natūraliai yra gana kietas) šią problemą dar labiau pablogina. Bet koks sprendimas turi arba remti vamzdžio vidinę sieną, arba rasti būdą, kaip pakeisti suspaudimo jėgą. Žemiau pateikiamos dvi technikos, kurios šią problemą sprendžia iš dviejų skirtingų krypčių.

Be mandro lenkimas: paprastumas su apribojimais

Yra įvairių technikų lenkiant be vidinės atramos, paprasčiausia iš jų yra tuščioji arba be šerdies lenkimo technika. Šio tipo lenkime vamzdis lenkiamas tik naudojant lenkimo, spaustukų ir spaudimo (kartais – šluostymo) plokštumą. Į vamzdį neįvedamas joks daiktas. Ši metodika puikiai veikia storasieniams vamzdiams, kuriuos galima lenkti į pakankamai didelį spindulį. 2,5 mm sienelės storio vamzdis, lenkiamas 3D spinduliu, puikiai lenkiamas be šerdies. Spaudimo plokštuma, stumianti vamzdį į priekį, kartu su besisukančia lenkimo plokštuma sukuria įtempimą išorinėje paviršiaus dalyje, dėl ko medžiaga susitraukia į vidų, kad atsispindėtų šias jėgas. Tačiau jei vidinės sienelės storis mažesnis nei 1,5 mm, o vidinio lenkimo spindulys didesnis nei 2D, vidinės raukšlės išvengti visiškai neįmanoma, nes vamzdyje nebus nieko, kas palaikytų jo apskritą formą. Pagrindinis be šerdies lenkimo privalumas yra tai, kad jis vyksta greičiau ir reikalauja žymiai mažiau įrankių nei šerdimi lenkimas; tačiau kompromisas yra tas, kad tai iš tikrųjų nėra sprendimas vidinėms raukšlėms pašalinti.

Šerdies lenkimas: vidinė palaikymo sistema be raukšlių rezultatams

Šiame procese naudojamas šerdies lenkimas, kuris įtraukia įmontuojamąjį elementą į vamzdį. Paprastai tai kietasis strypas, turintis vieną ar daugiau sujungtų rutuliukų, kurie remia vidinę sienelę tik tuo metu, kai vyksta suspaudimas. Lenkiant vamzdį, šerdies dėka vidinė sienelė tiesiog neleidžiama susmukti į vidų. Pačios rutulės yra sujungtos taip, kad, būdamos traukiamos per vamzdį, kol jis lenkiamas, jos visos gali prisitaikyti prie vamzdžio sienelės sukurtų kreivių. Tai, be abejo, sėkmingiausias metodas sprendžiant tokias problemas kaip plonos sienelės vamzdžiai, stačios lenktos linijos ir kietos medžiagos, pvz., nerūdijantis plienas. Tuo pačiu scenarijumi, aprašytu ankstesniame skyriuje (25 mm skersmens nerūdijantis plienas, 1,2 mm sienelės storis, 1,8D lenkimas), dviejų rutuliukų sujungta šerdis neįveikiamai išvengs raukšlių tūkstančiuose vamzdelių. Kaip matyti priešais pateiktuose brėžiniuose, toks šerdies lenkimo metodas žymiai pranašesnis už šerdies nenaudojantį lenkimą. Pagrindiniai šerdies lenkimo trūkumai yra: įrankių kaina žymiai aukštesnė, o mažoms partijoms šis procesas gali būti labai laiko reikalaujantis, be to, visiems detalėms reikia tepalo, kad būtų užkirstas kelias nerūdijančio plieno vamzdžio „prilipimui“ prie šerdies paviršiaus.

Našumo palyginimas realiose programose

Panagrinėkime tipišką automobilio detalę – 25 mm skersmens vamzdį, kurio sienelės storis 1,2 mm, o centrinės linijos spindulys – 1,8D. Kai vamzdis lenkiamas be šerdies (mandrel), vidinėje jo pusėje beveik visada susidaro raukšlėjimų; apie 30 % detalės būna su raukšlėmis. Priklausomai nuo detalės, raukšlės gali būti vos pastebimos ir neitikti kritinės reikšmės jos funkcionalumui, tačiau tikrai nėra estetiškai patrauklios ir gali riboti skysčio tekėjimą. Jei tą patį vamzdį lenkiate naudodami gerai suprojektuotą dviejų rutulių šerdį, ši problema visiškai išsprendžiama, o dešimtys tūkstančių vamzdžių praeina be jokios raukšlės. Medicinos komponentai dažnai yra gaminami tik su apie 1 mm storio sienelėmis ir lenkiami naudojant šerdį, nes tai paprasčiausiai vienintelis įmanomas būdas pasiekti tinkamą rezultatą.

Kada neturint šerdies (mandrel) lenkimas yra tinkamas pasirinkimas

Vis dėlto viskas aukščiau minėta, nevaldymo įrankiu lenkimo metodas tikrai pateisinamas, kai dirbama su labai storasieniais vamzdžiais (2 mm ar daugiau) ir dideliu lenkimo spinduliu (3D ar daugiau), arba kai prototipų gamybos laikas ir sąnaudos svarbesni už galutinį paviršiaus kokybės lygį. Dažnai pastebima, kad mažesni gamintojai gali apsieiti be valdymo įrankių, tiksliai apskaičiuodami lenkimo spindulį remdamiesi sienelės storumu labai storiems vamzdžiams ir tiesiog vengdami gaminti vamzdžius, kuriems vidiniam spinduliui suformuoti būtinas valdymo įrankis. Tačiau jei jūsų detalės jau raukšlėja, o jūs naudojate nevaldymo įrankiu lenkimą, į įrenginį pridėti valdymo įrankį yra tik vienintelis akivaizdus sprendimas.

Praktiniai valdymo įrankiu lenkimo veiksniai

Svarbu prisiminti, kad naudojant mandrel lenkimą reikia tinkamos šablonų rinkinio, kad būtų pasiekti optimalūs rezultatai. Visuotinai pripažįstama, kad optimaliems rezultatams pasiekti tarp vamzdžio sienelės ir išorinio šablono vidinės paviršiaus turi būti ne daugiau kaip 0,1–0,2 mm tarpas. Be to, rutuliukų padėtis santykinai prie taško, kuriame vamzdis liečia lenkimo šabloną, yra lemtinga: jei rutuliukai nustatyti per toli į priekį, mandrelis įstrigsta vamzdyje, o jei per toli atgal – vamzdis vėl suspaudžiamas. Šiuolaikiniai CNC hidrauliniai vamzdžių lenktuvai turi programuojamą mandrelio atitraukimą, kuris palengvina nustatymą.

Išvada

Jei norite pašalinti vidines raukšles — arba lenkiate plonos sienelės vamzdį su mažu lenkimo spinduliu, arba detalės išvaizda yra kritinė — tada šerdies lenkimas tikrai yra tinkamas pasirinkimas. Bešerdžio lenkimo metodas tam tikrais atvejais gali būti naudingas, tačiau jis negali išspręsti pagrindinės problemos. Visos mūsų vamzdžių lenkimo mašinos „Baorui“ yra sukurtos taip, kad būtų galima taikyti abu lenkimo metodus. Pasirinkimas tarp vieno ar kito metodo visada priklauso nuo konkrečios taikymo sritys, tačiau jei jums reikia be raukšlių vamzdelių, šerdies lenkimo negalima pralenkti.