Existem muitos métodos de dobragem de tubos, que podem ser divididos em dobragem por pressão, dobragem por tração, dobragem por pressão, dobragem por rolo e perfilagem de acordo com o método de dobragem; em dobragem a frio e dobragem a quente, consoante seja ou não aquecido durante a dobragem; e em dobragem com núcleo (enchimento) e dobragem sem núcleo (enchimento), consoante haja ou não enchimento durante a dobragem.
Por vezes, para satisfazer os requisitos específicos de forma dos acessórios para tubos, ou para reduzir a dificuldade do processamento de dobragem, são também utilizados outros métodos especiais de dobragem, tais como o método de dobragem por crimpagem, etc. O resumo dos vários métodos de processo de dobragem é o seguinte.
A dobragem por prensa é o método de processo mais antigo utilizado na dobragem de tubos. Envolve dobrar o tubo em bruto numa prensa hidráulica ou prensa mecânica utilizando um molde ou mandril. O princípio da dobragem por pressão é apresentado na Figura 4-10. O método de dobragem por pressão pode ser utilizado para dobrar acessórios para tubos com secções rectas, bem como cotovelos. Atualmente, a dobragem por pressão é utilizada principalmente para dobrar cotovelos e tem sido amplamente aplicada na produção de cotovelos.
1-Soco
2-Billet
3-Matriz côncava giratória
A curvatura por tração é o método que consiste em pressionar o tubo contra uma matriz convexa fixa, aplicando uma força de tração axial F e um momento de flexão a ambas as extremidades do tubo ao mesmo tempo, de modo a que o tubo seja formado ao longo da matriz convexa, como se mostra na Figura 4-11. Em geral dobragem e conformaçãoO ângulo de flexão máximo é de cerca de 180°.
1-Acessórios para tubos
2-Placa de flexão fixa
3-Molde fixo
Durante a dobragem, o tubo é sujeito a uma força de tração axial durante a dobragem para ultrapassar o enrugamento no interior e melhorar a distribuição da tensão no interior da secção, reduzir o retorno elástico e melhorar a precisão da forma. Em comparação com outros processos de dobragem, a conformação por dobragem tem as seguintes características
1) Pode formar peças com estruturas espaciais complexas.
2) Pode dobrar peças com uma maior relação de forma e resistência.
3) Elevada precisão de dobragem, pequeno retorno elástico.
4) Pode efetivamente eliminar a tensão residual no interior do material dobrado, boa estabilidade do tamanho do produto.
5) Devido ao endurecimento a frio dos materiais metálicos, as propriedades mecânicas globais do material podem ser melhoradas após a dobragem por estiramento.
No entanto, o método de dobragem por estiramento é difícil de manter a forma da secção transversal da peça em bruto dobrada, principalmente adequado para perfis de secção aberta com peças de suporte de força, e este método não é adequado para formar tubos de paredes finas.
A dobragem por pressão consiste em colocar primeiro o tubo a ser dobrado na manga guia do molde de dobragem, sob a força de pressão do punção, o tubo em bruto está num estado de tensão de compressão e, no processo de passagem através da matriz, é dobrado na forma de curvatura pretendida, como mostra a Figura 4-12.
1-Coluna de pressão
2-Manga de guia
3-Billet
4-Molde de dobragem
A dobragem por pressão é um processo de dobragem efectuado numa prensa geral, prensa hidráulicaO método de curvatura por pressão, ou máquina de empurrar especial, é utilizado principalmente para curvar cotovelos. No entanto, o método de dobragem por pressão requer a passagem completa através da matriz de dobragem, pelo que este método não pode fazer cotovelos com secções rectas e também não é adequado para dobrar tubos com pequenos raios de dobragem.
De acordo com as características do processo de curvatura por pressão, este pode ser dividido em dois tipos: curvatura por pressão a frio com um molde e curvatura por pressão a quente com um mandril. A dobragem a frio com um molde consiste em pressionar o lingote num molde com uma cavidade de dobragem à temperatura ambiente, formando assim um cotovelo de tubo.
A dobragem por pressão a quente com um mandril é efectuada sob a ação do impulso e da resistência do mandril de chifre de touro, aquecendo enquanto empurra, fazendo com que o lingote sofra uma expansão circunferencial e uma deformação por flexão axial, empurrando assim o lingote de menor diâmetro para um cotovelo de maior diâmetro. O princípio de funcionamento é apresentado na Figura 4-13.
1-Arco-íris
2-Forno de aquecimento por reflexão
3-Fonte de calor
4-Bullhorn mandril
Haste de 5 núcleos
6-Placa de pressão
7-Pipe blank
8-Suporte
A curvatura é uma forma de processamento em que a matriz ativa gira em torno do molde de curvatura fixo para realizar a curvatura, dividida em modo de compressão e modo de estiramento, conforme ilustrado na Figura 4-14. A principal diferença entre os dois métodos é o facto de o punção rodar ou não com o material do tubo. O método em que o punção não roda com o material do tubo é o modo de compressão, caso contrário, é o modo de estiramento. Este método tem uma distorção relativamente grande da secção transversal e também não é adequado para formar tubos de paredes finas.
1-Punção fixa
2 tubos de encaixe
3-Matriz rotativa
4-Apertar o molde côncavo
A dobragem divide-se em dobragem manual e dobragem por máquina.
A curvatura manual é o processo de curvar o tubo em bruto utilizando um dispositivo de curvatura simples. Dependendo da aplicação de aquecimento durante a dobragem, esta pode ser dividida em dobragem a frio e dobragem a quente. Geralmente, para tubos em branco de pequeno diâmetro (diâmetro do tubo em branco D≤25mm), devido ao menor binário de curvatura, é utilizada a curvatura a frio; enquanto os tubos em branco de maior diâmetro são maioritariamente curvados a quente. A dobragem manual não requer equipamento de dobragem especializado, o custo de fabrico do dispositivo de dobragem é baixo e é conveniente para ajustar e utilizar, pelo que é adequado para a produção de pequenos lotes sem equipamento de dobragem especializado. A desvantagem é que requer muita mão de obra e tem baixa produtividade.
A dobragem por máquina é um processo de dobragem realizado numa máquina de dobragem vertical ou horizontal. De acordo com as características do processo, pode ser dividido em três tipos: dobra com mandril, dobra sem mandril e dobra por pressão. Uma vez que a dobragem por máquina é realizada num estado frio, este tipo de máquina de dobragem é também chamado de máquina de dobragem a frio. Durante a máquina de dobragem, o tubo em branco não é preenchido com material, mas é dobrado usando um mandril ou sem um mandril, o que resulta em alta eficiência de produção e boa qualidade de dobragem, por isso é amplamente utilizado na produção em massa.
O curvamento por rolo é o processo de curvar o material do tubo utilizando três ou quatro rolos accionados, como se mostra na Figura 4-15. O princípio de funcionamento do método de curvatura por rolo é basicamente o mesmo que o da curvatura por rolo de chapa, sendo a única diferença o facto de os rolos utilizados para a curvatura por rolo de tubos terem superfícies de trabalho que correspondem à forma da secção transversal do tubo curvado.
1-Peça dobrada
2-Rolo de tração
Ao alterar o espaçamento entre os rolos, é possível obter uma curvatura de qualquer raio de curvatura. O método de curvatura por rolos tem certas limitações no que respeita à raio de curvaturae só é adequado para peças de tubos de paredes espessas que requerem um grande raio de curvatura, especialmente conveniente para dobrar peças de tubos em forma de anel ou em espiral.
A área de deformação por flexão do tubo em bruto é diretamente influenciada pelo molde rígido, incluindo métodos comuns como a flexão por pressão, a flexão por tração, a flexão por pressão, a flexão por rolo, etc. As características são alta repetibilidade e velocidade rápida. Para melhorar a precisão da dobragem, é normalmente necessário ajustar a forma e o tamanho da peça de trabalho do molde rígido para compensar o retorno elástico que ocorre depois de a peça ser descarregada. O valor da compensação é difícil de calcular com exatidão e, muitas vezes, tem de ser determinado pela experiência.
A área de deformação por flexão não é diretamente influenciada por um molde rígido e a forma final do tubo é determinada pelo movimento relativo da ferramenta e da peça de trabalho. A curvatura a laser pertence à curvatura sem molde.
A curvatura a frio refere-se à tecnologia de processamento de curvatura do tubo à temperatura ambiente com força mecânica. Uma vez que o endurecimento por trabalho ocorre no metal durante a dobragem a frio, o tubo de metal após a dobragem a frio é muito mais duro do que o tubo de metal após a dobragem a quente, mas a dobragem a frio não destrói as propriedades originais do metal.
Após a dobragem a frio, não é necessário limpar e remover a pele de óxido, e não ocorre deformação térmica. Em comparação com a dobragem a quente, a dobragem a frio consome mais energia de dobragem, e tanto o retorno elástico como a tensão residual aumentam significativamente. Além disso, a dobragem a frio não consegue dobrar curvas acentuadas de raio muito pequeno.
A tecnologia de processamento que aquece o encaixe do tubo até à temperatura de dobragem especificada do encaixe do tubo antes de o dobrar. A curvatura a quente tem uma adaptabilidade que não se compara à curvatura a frio. Por exemplo, a distância reta entre dois cotovelos adjacentes num tubo pode ser mantida muito pequena, ou mesmo a dobragem contínua pode ser realizada sem deixar um intervalo de secção de tubo reto; os materiais com fraca ductilidade a frio podem ser transformados em cotovelos; os cotovelos que requerem muita energia mecânica durante a dobragem a frio podem ser transformados, e os materiais frágeis que são propensos a rachar durante a dobragem a frio podem ser dobrados.
A dobragem a quente pode dobrar cotovelos de raio pequeno em tubos. Para tubos de aço-carbono e a maioria dos tubos de aço-liga, o raio de curvatura da curvatura a quente é muito mais pequeno do que o da curvatura a frio, e o raio de curvatura pode ser tão pequeno como 0,7 a 1,5 vezes o diâmetro exterior do tubo. No entanto, a dobragem a quente tem as seguintes desvantagens: equipamento complexo, custos de processamento elevados, baixa eficiência de produção e valores elevados de rugosidade da superfície. Para os tubos de cobre, é utilizado o processo de curvatura a frio e, uma vez que o aquecimento a alta temperatura é evitado, a possibilidade de "doença do hidrogénio" é eliminada.
Tomar o controlo numérico CNC processo de curvatura de tubos da empresa Yituo como exemplo, o equipamento de curvatura utilizado é um curvador de tubos de controlo numérico CNC, e o processo de curvatura de tubos utilizado para a curvatura de tubos de controlo numérico é a curvatura de tubos a frio, que, de acordo com o princípio de formação do curvador de tubos de controlo numérico, se divide em curvatura por tração e curvatura por pressão.
Princípio de formação de dobragem por tração: Sob a ação da força de tração F que segura o encaixe do tubo na extremidade dianteira do molde da roda, o encaixe do tubo roda com um determinado raio do molde da roda e envolve o tubo à volta do molde para dobrar e formar, como se mostra na Figura 4-16. A dobragem por tração é semelhante à dobragem da indústria.
Princípio de formação da curvatura por pressão: Sob a ação da força de pressão F aplicada por trás do encaixe do tubo, o tubo é formado e o raio de curvatura do arco é determinado utilizando o ângulo de posicionamento do braço de curvatura da cabeça da máquina, como mostra a Figura 4-17. A curvatura por pressão é semelhante à curvatura por rolo da indústria.
A base para a seleção do método de formação de tubos é a seguinte:
Flexão por estiramento: A conformação por flexão por tração é utilizada na condição de 2,5≤R s ≤6.
Flexão por pressão: A enformação por flexão por pressão é utilizada na condição de R s ≥6.
Nota: R s =R/D onde R é o raio da camada neutra de um encaixe de tubo curvado; D é o diâmetro do tubo na direção da curvatura (ver Figura 4-18).
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