EN
Producent w branżach motocyklowej, sprzętu medycznego, wyposażenia kuchennego oraz meblowego może się utożsamiać z wyzwaniami związanymi z procesem gięcia rur ze stali nierdzewnej. Rury ze stali nierdzewnej ulegają odkształceniom podczas gięcia, co często prowadzi do wad zwanych pomarszczeniem ścianki wewnętrznej na średnicy wewnętrznej rury – może to wpływać zarówno na wytrzymałość konstrukcyjną, jak i na wygląd końcowych elementów. W Baorui, po 20 latach doświadczenia w technologii obróbki rur, jesteśmy przekonani, że prawidłowe zaprojektowanie mandrylu stanowi skuteczne rozwiązanie. Zrozumienie wpływu poszczególnych parametrów mandrylu na jakość kształtowania jest kluczowym elementem powodzenia procesu gięcia.
Zrozumienie przyczyn występowania pomarszczeń przy gięciu rur ze stali nierdzewnej
Zmarszczanie się rur ze stali nierdzewnej wynika z podstawowego zasady gięcia rur. Ściana zewnętrzna podlega siłom rozciągającym i rozszerza się na zewnątrz, podczas gdy ściana wewnętrzna podlega siłom ściskającym i kurczy się w kierunku środka. Jeśli na powierzchni wewnętrznej nie ma wsparcia wewnętrznego, ściany mogą się zapadnąć pod wpływem ciśnienia, co prowadzi do powstania zmarszczek. Ponieważ stopy ze stali nierdzewnej ulegają umocnieniu w wyniku odkształcenia plastycznego (work hardening) i charakteryzują się większą wytrzymałością, gięcie wymaga większej siły gięcia oraz wsparcia wewnętrznego. Na przykład stal nierdzewna 304 lub stal nierdzewna 316 mogą obie prowadzić do zmarszczek ściany wewnętrznej, jeśli do wnętrza rury nie zostanie wprowadzone odpowiednie narzędzie wspierające lub jego stosowanie będzie niewystarczające. Im wyższy współczynnik grubości ścianki, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia zmarszczek. Współczynnik ten oblicza się, dzieląc średnicę zewnętrzną (OD) rury przez jej grubość ścianki. W przypadku współczynnika grubości ścianki równego 20 lub wyższego należy szczególnie uważać na ryzyko powstania zmarszczek.
Kluczowa rola średnicy i dopasowania mandrela
Średnica rdzenia odgrywa kluczową rolę w zapobieganiu pomarszczeniom wewnętrznej ścianki. Badania wykazały, że zwiększenie średnicy rdzenia prowadzi do większego zmniejszenia okrągłości oraz do zmniejszenia spłaszczenia ścianek rury po stronie ściskanej. Dopasowanie rdzenia powinno być jak najcięższe, ale bez powodowania zadzierania ani nadmiernego obciążenia ścianki rury. Zazwyczaj rdzenie mają dopasowanie w zakresie od 2% do 5% średnicy wewnętrznej (ID). W przypadku rur ze stali nierdzewnej dopasowanie jest jeszcze bardziej ścisłe, aby zapewnić wystarczające wsparcie oraz lepszą i bardziej precyzyjną okrągłość podczas gięcia. Jednak zbyt ścisłe dopasowanie rdzenia może powodować problemy takie jak zadrapania, zadzieranie oraz trudności z jego wyjęciem po procesie gięcia rury.
Wysunięcie i położenie rdzenia w celu zapobiegania pomarszczeniom
Położenie rdzenia względem punktu styczności zakrętu odgrywa kluczową rolę w zapobieganiu powstawaniu fałd. Rdzeń musi być wystawiony wystarczająco daleko do przodu, aby dokładnie wspierał ścianę rury w miejscu gięcia. Wyniki badań wskazują, że w większości przypadków położenie rdzenia powinno znajdować się w odległości 0,5–1,5 mm za punktem styczności. Rdzeń nie powinien być umieszczony zbyt daleko do przodu, ponieważ może to prowadzić do nadmiernego cienienia ściany rury. W przypadku rur o małej grubości ściany można zastosować prosty wzór geometryczny do wyznaczenia położenia rdzenia, choć zawsze konieczna jest wstępna inspekcja.
Konfiguracja rdzenia kulowego do złożonych zakrętów rur ze stali nierdzewnej
W przypadkach, gdy rura ze stali nierdzewnej ma wysoki współczynnik grubości ścianki i/lub promienie gięcia są zbyt małe, do osiągnięcia lepszych wyników w porównaniu do tzw. korek można stosować mandrele kuliste. Mandrele kuliste składają się z wielu segmentów kulistych połączonych ze sobą końcami elastycznych wałków łączących. Te segmentowe narzędzia poruszają się zgodnie z ruchem rury podczas gięcia i mogą dostosowywać się do łuku gięcia, zapewniając wsparcie na całej długości procesu gięcia. Zwiększenie liczby kul oraz odpowiednie ich rozmieszczenie i dobór rozmiarów w mandrelu kulistym poprawia jakość kształtowania i minimalizuje ryzyko powstawania fałd. Badania wykazały, że rodzaj mandrela oraz układ jego segmentów mogą kontrolować niestabilność fałdowania i zapadanie się rury poprzez ograniczanie poprzecznego przepływu materiału ku powierzchni wewnętrznej. Nasze CNC hydrauliczne maszyny do gięcia rur są wyposażone w odpowiednie mandrele kuliste przeznaczone do zastosowań ze stalą nierdzewną.