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Mar 09, 2024

Wischen Sie die Falten beim Rohrbiegen weg

Diese Wiper-Matrizeneinsätze sind für die Montage an speziellen Haltern konzipiert und tragen dazu bei, Falten bei verschiedenen Rohrbiegeanwendungen zu glätten. Ein Kunde wendet sich mit einem Rohrformauftrag an Sie

Diese Wiper-Matrizeneinsätze sind für die Montage an speziellen Haltern konzipiert und tragen dazu bei, Falten bei verschiedenen Rohrbiegeanwendungen zu glätten.

Ein Kunde wendet sich mit einem Rohrumformungsauftrag mit 90-Grad-Bögen an Sie. Die Anwendung umfasst einen Schlauch mit einem 2-Zoll. Außendurchmesser (OD), ein 0,065 Zoll. Wandstärke und eine 4-Zoll. Mittellinienradius (CLR). Der Kunde möchte ein Jahr lang 200 Stück pro Woche.

Zu den Werkzeuganforderungen gehören eine Biegematrize, eine Klemmmatrize, eine Druckmatrize, ein Dorn und eine Abstreifmatrize. Kein Problem. Es sieht so aus, als ob alle notwendigen Werkzeuge zum Biegen einiger Prototypen in der Werkstatt sind und einsatzbereit sind. Nach der Einstellung des Maschinenprogramms lädt der Bediener das Rohr und führt eine Testbiegung durch, um festzustellen, ob die Maschine angepasst werden muss. Die erste Biegung kommt von der Maschine, und sie ist perfekt. Daher schickt der Hersteller ein paar Muster gebogener Rohre an den Kunden, der dann den Auftrag vergibt, der mit Sicherheit zu lukrativen wiederkehrenden Geschäften führt. Mit der Welt scheint alles in Ordnung zu sein.

Es vergehen ein paar Monate und derselbe Kunde möchte die Materialkosten senken. Diese neue Anwendung erfordert ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 2 Zoll und einem Durchmesser von 0,035 Zoll. Wandstärke und 3 Zoll. CLR. Die Werkzeuge aus einer anderen Anwendung befinden sich im eigenen Haus, sodass die Werkstatt sofort Prototypen herstellen kann. Die Bediener laden alle Werkzeuge in die Biegemaschine und versuchen eine Probebiegung. Die erste Biegung kommt mit Falten im Inneren der Biegung aus der Maschine. Warum? Dabei handelt es sich um eine Werkzeugkomponente, die bei Rohrbiegeanwendungen mit dünnen Wänden und engen Radien besonders wichtig ist: die Abstreifdüse.

Beim Biegen von Rotationszugrohren treten zwei Dinge auf: Die Außenwand des Rohrs kollabiert und wird dünner, und die Innenseite des Rohrs wird komprimiert und knittert. Die minimalen Werkzeuganforderungen für das Biegen von Rohren mit Rotationszug sind die Biegematrize, um die das Rohr gebogen wird, und die Klemmmatrize, die das Rohr beim Biegen um die Biegematrize an Ort und Stelle hält.

Eine Druckmatrize trägt dazu bei, einen konstanten Druck auf das Rohr an der Tangente aufrechtzuerhalten, an der die Biegung erfolgt. Dies liefert die reaktionäre Kraft, um diese Krümmung herbeizuführen. Die Länge der Druckmatrize hängt vom Biegegrad des Teils und dem Mittellinienradius ab.

Die Anwendung bestimmt, welche Werkzeuge Sie benötigen. Für einige Anwendungen sind nur eine Biegematrize, eine Klemmmatrize und eine Druckmatrize erforderlich. Wenn Sie einen Auftrag haben, bei dem eine dicke Wand mit großem Radius geformt wird, benötigen Sie wahrscheinlich weder eine Abstreifdüse noch einen Dorn. Andere Anwendungen erfordern einen kompletten Werkzeugsatz, einschließlich einer Abstreifmatrize; Dorn; und (für bestimmte Maschinen) eine Spannzange, die dabei hilft, das Rohr während der Biegung und der Rotationsebene der Biegung zu führen (sieheAbbildung 1).

Wischermatrizen helfen dabei, Falten im Innenradius der Biegung zu stützen und zu beseitigen. Sie minimieren auch die Verformung unrunder Rohre. Falten entstehen, wenn der Dorn im Rohr nicht mehr genügend Gegenkraft aufbringen kann.

Abstreifer werden immer in Kombination mit Dornen verwendet, die beim Biegen in das Rohr eingeführt werden. Die Hauptaufgabe des Dorns besteht darin, die Form am Außenradius der Biegung zu steuern. Dorne unterstützen auch den Innenradius, bieten jedoch nur eine vollständige Unterstützung für einen begrenzten Anwendungsbereich mit bestimmten Biege- und Wandfaktoren. Der D der Biegung ist der CLR der Biegung geteilt durch den Rohraußendurchmesser, während der Wandfaktor der Rohraußendurchmesser geteilt durch die Rohrwandstärke ist (sieheFigur 2).

Eine Wiper-Matrize wird verwendet, wenn der Dorn keine ausreichende Kontrolle oder Unterstützung des Innenradius mehr bieten kann. Im Allgemeinen ist für das Biegen dünnwandiger Dorne eine Abstreifdüse erforderlich. (Dünnwandige Dorne werden manchmal als Dorne mit enger Teilung bezeichnet, wobei die Teilung der Abstand zwischen den Kugeln auf dem Dorn ist.) Die Auswahl von Dorn und Abstreifdüse hängt vom Außendurchmesser des Rohrs, der Wandstärke des Rohrs und dem Biegeradius ab.

Die richtige Einstellung der Wiper-Matrize ist besonders wichtig, wenn die Anwendung dünnwandigere Rohre oder engere Radien erfordert. Denken Sie noch einmal an das Beispiel, mit dem dieser Artikel begann. Was funktioniert für einen 4-Zoll? CLR funktioniert möglicherweise nicht für ein 3-Zoll-Modell. CLR, und der Materialwechsel, den der Kunde wünscht, um Geld zu sparen, geht mit höheren Anforderungen an die Präzision der Werkzeugeinrichtung einher.

ABBILDUNG 1 Die Grundkomponenten einer Rotationszugrohrbiegeanlage sind eine Klemmmatrize, eine Biegematrize und eine Druckmatrize. Bestimmte Konfigurationen erfordern möglicherweise das Einführen eines Dorns in das Rohr, andere erfordern die Verwendung einer Abstreifdüse in Verbindung mit dem Dorn. Eine Spannzange (hier nicht genannt, aber in der Mitte positioniert, wo Sie das Rohr laden würden) hilft dabei, das Rohr durch den Biegeprozess zu führen. Der Abstand zwischen der Tangente (dem Punkt, an dem die Biegung auftritt) und der Spitze der Wischerdüse wird als theoretischer Versatz der Wischerdüse bezeichnet.

Auswahl der richtigen Wischermatrize; Erzielen einer ordnungsgemäßen Unterstützung durch die Biegematrize, die Druckmatrize und den Dorn; Der Schlüssel zu einer hochwertigen, dichten Biegung liegt darin, die richtige Position des Abstreifers zu finden, um Lücken zu beseitigen, die zu Faltenbildung und Verformung führen. In der Regel sollte die Anordnung der Wischerdüsenspitze um 0,060 bis 0,300 Zoll von der Tangente versetzt sein (siehe den theoretischen Versatz der Wischerdüse in Abbildung 1), abhängig von der Rohrgröße und dem Radius. Wenden Sie sich an Ihren Werkzeuglieferanten, um eine genaue Abmessung zu erhalten.

Stellen Sie sicher, dass die Spitze des Abstreifers flach in der Rohrnut sitzt und dass zwischen der Abstreiferspitze und der Rohrnut kein Spalt (oder „Höcker“) vorhanden ist. Überprüfen Sie auch die Druckeinstellungen Ihrer Druckdüse. Wenn die Wischermatrize an der richtigen Stelle in Bezug auf die Rohrnut sitzt, üben Sie etwas mehr Druck auf die Druckmatrize aus, um das Rohr in die Biegematrize zu drücken und dabei zu helfen, Falten zu beseitigen.

Wiper-Matrizen gibt es in verschiedenen Formen und Größen. Sie können rechteckige/quadratische Abstreifermatrizen für rechteckige und quadratische Rohranwendungen erhalten, und Sie können Profil-/Formabstreifer verwenden, die so konturiert sind, dass sie zu bestimmten Formen passen und einzigartige Funktionen unterstützen.

Die beiden gebräuchlichsten Ausführungen sind die solide Wiper-Matrize mit quadratischer Rückseite und der Wiper-Halter mit Einsätzen. Wischermatrizen mit quadratischer Rückseite (sieheFigur 3) werden für dünnwandige Anwendungen, engen Biegeradius (im Allgemeinen 1,25 D oder weniger), Arbeiten in der Luft- und Raumfahrt, hochkosmetische Anwendungen und Produktionsläufe mit kleinen bis mittleren Stückzahlen verwendet.

Bei Biegungen, die kleiner als 2D sind, können Sie mit einer Abstreifmatrize mit quadratischer Rückseite beginnen und gleichzeitig den Prozess optimieren. Sie können beispielsweise mit einer Wiper-Matrize mit quadratischer Rückseite und einer zweidimensionalen Biegung mit einem Wandfaktor von 150 beginnen. Andererseits würden Sie bei weniger aggressiven Anwendungen, wie z. B. einer 2D-Biegung mit einem Wandfaktor von 25, wahrscheinlich einen Wischerhalter mit Einsätzen verwenden.

Abstreifermatrizen mit quadratischer Rückseite sorgen für maximale Unterstützung des Innenradius. Sie können auch nach der Abnutzung der Spitze nachgeschnitten werden, Sie müssen jedoch eine Einstellung an der Maschine vornehmen, um die kürzere Wischermatrize nach dem Nachschneiden anzupassen.

Die andere gängige Ausführung, ein Halter mit Wiper-Einsätzen, ist kostengünstiger und für das Produktionsbiegen kostengünstiger (sieheFigur 4 ). Sie können für mittlere bis enge Biegungs-Ds und zum Biegen unterschiedlicher Rohrmaterialien unter Verwendung des gleichen Außen- und Querschnitts verwendet werden. Sobald Sie feststellen, dass die Spitze abgenutzt ist, können Sie sie ersetzen. Wenn Sie dies tun, werden Sie feststellen, dass die Spitze automatisch an der gleichen Position wie der vorherige Einsatz eingestellt wird, sodass Sie die Halterung des Wischerhalters nicht anpassen müssen. Beachten Sie jedoch, dass die Konfigurationen und Positionen der Einsatzschlüssel auf den Wiper-Matrizenhaltern unterschiedlich sind. Daher müssen Sie sicherstellen, dass das Design des Einsatzes mit dem Design des Wiper-Halters übereinstimmt.

Wiper-Halter mit Einsätzen verkürzen die Rüstzeit, sind jedoch nicht für enge Radien zu empfehlen. Sie sind auch nicht für rechteckige oder quadratische Rohr- oder Profilformen verfügbar. Sowohl Wischermatrizen mit quadratischer Rückseite als auch Wischerhalter mit Einsätzen können im Close-Approach-Stil hergestellt werden. Abstreifermatrizen mit enger Annäherung dienen dazu, den Rohrabfall zu minimieren und eine kürzere Arbeitslänge zu erreichen, indem die Halterung hinter dem Abstreifer verlängert wird und die Spannzange (die Einheit, die das Rohr führt) näher an die Biegematrize heranrücken kann (siehe).Abbildung 5).

Ziel ist es, die erforderliche Rohrlänge zu verkürzen, wodurch Material für die richtige Anwendung eingespart werden kann. Obwohl diese eng anliegenden Wischer weniger Abfall verursachen, bieten sie weniger Halt als Standard-Wischer mit quadratischer Rückseite oder Standard-Wischerhalter mit Einsätzen.

Stellen Sie sicher, dass Sie das Material für die Wiper-Matrize verwenden, das für die jeweilige Aufgabe am besten geeignet ist. Beim Biegen harter Materialien wie Edelstahl, Titan und INCONEL-Legierungen sollten Sie einen Aluminium-Bronze-Werkstoff verwenden. Verwenden Sie beim Biegen weicherer Materialien wie Weichstahl, Kupfer und Aluminium einen Abstreifer aus Stahl oder verchromtem Stahl (sieheAbbildung 6).

FIGUR 2 Im Allgemeinen ist bei weniger aggressiven Anwendungen kein Abstreifwerkzeug erforderlich. Um diese Tabelle zu lesen, beziehen Sie sich auf den Schlüssel oben.

Bei Verwendung eines Halters mit Einsätzen besteht der Halter normalerweise aus Stahl, bei bestimmten Anwendungen kann es jedoch erforderlich sein, dass sowohl der Halter als auch die Spitze aus Aluminiumbronze bestehen.

Unabhängig davon, ob Sie eine Wiper-Matrize oder einen Wiper-Halter mit Einsätzen verwenden, verwenden Sie für beide die gleiche Maschinenkonfiguration. Sichern Sie das Rohr in der vollständigen Klemmposition und setzen Sie dann die Abstreifermatrize von der Rückseite der Biegematrize und des Rohrs ein. Die Abstreiferspitze wird durch Klopfen auf die Rückseite des Abstreifers mit einem Gummihammer selbsttätig fixiert.

Wenn Sie diese Methode nicht verwenden können, stellen Sie die Wiper-Matrize oder den Wiper-Halter mit dem Einsatz ein, indem Sie Ihr Auge und ein Lineal (Lineal) verwenden. Seien Sie vorsichtig und stellen Sie mit Ihrem Finger oder Augapfel sicher, dass die Spitze gerade sitzt. Stellen Sie sicher, dass die Spitze nicht zu weit vorne liegt. Sie möchten einen reibungslosen Übergang gewährleisten, während sich das Rohrmaterial an der Wiper-Düsenspitze vorbeibewegt. Wiederholen Sie den Vorgang nach Bedarf, um eine Biegung mit ausgezeichneter Qualität zu erzielen.

Der Rake ist der Winkel des Abstreifers im Verhältnis zum Druckstempel. Einige Spezialanwendungen in der Luft- und Raumfahrt und anderen Sektoren verwenden Wischer, die für den Einsatz mit wenig bis gar keinem Rechen konzipiert sind. Bei den meisten Anwendungen wird der Neigungswinkel jedoch normalerweise zwischen 1 und 2 Grad eingestellt, wie in Abbildung 1 dargestellt, um genügend Spielraum zur Reduzierung des Luftwiderstands zu schaffen. Sie müssen den genauen Neigungswinkel beim Einrichten und Testen der Biegung bestimmen, manchmal können Sie ihn jedoch schon bei der ersten Biegung einstellen.

Setzen Sie die Wiper-Spitze mit einer Standard-Wischermatrize leicht hinter die Tangente zurück. Dadurch bleibt dem Bediener Spielraum, die Wischerspitze bei zunehmender Abnutzung nach vorne zu bewegen. Stellen Sie die Wiper-Matrizenspitze jedoch niemals tangential oder darüber hinaus ein; Dies würde zu einem Bruch der Wiper-Matrizenspitze führen.

Beim Biegen von weicherem Material können Sie so viel Rechen wie nötig anwenden. Wenn Sie jedoch härtere Materialien wie Edelstahl oder Titan biegen, versuchen Sie, die Wipermatrize auf einem minimalen Spanwinkel zu halten. Halten Sie die Wischermatrize bei härteren Materialien so gerade wie möglich, um Falten aus der Biegung und aus dem geraden Abschnitt hinter der Biegung zu entfernen. Zu einem solchen Aufbau sollte auch ein eng anliegender Dorn gehören.

Um die beste Biegequalität zu erzielen, sollten Sie einen Dorn und eine Abstreifmatrize verwenden, um die Innenseite der Biegung zu stützen und die Ovalität zu kontrollieren. Wenn Ihre Anwendung eine Wiper-Matrize und einen Dorn erfordert, verwenden Sie beide – Sie werden es nicht bereuen.

Kehren Sie zum vorherigen Dilemma zurück und versuchen Sie, den nächsten Auftrag für die dünnere Wand und die engere CLR zu gewinnen. Wenn die Abstreifdüse an der richtigen Stelle angebracht ist, löst sich der Schlauch perfekt und ohne Falten von der Maschine. Dies stellt die Art von Qualität dar, die die Industrie wünscht, und Qualität ist das, was die Industrie bekommen sollte.