Buisbuigformules: ontwikkelde lengte, buigaftrek en terugvering

Buigen van buizen formules zijn geen academische oefeningen. Ze zijn de reden dat een gefabriceerd onderdeel de eerste keer in het armatuur valt, en de reden dat een stuk buis correct wordt afgezaagd voordat iemand de zaag aanraakt. Of u nu werkt vanuit een LRA-afdruk (lijn, straal, hoek) of een tabel met XYZ-coördinaten, hetzelfde handjevol relaties blijft terugkomen: ontwikkelde lengte, tegenslag, buigaftrek en de correcties die rekening houden met wat het materiaal feitelijk doet onder belasting. Hier is de werkset waar we elke dag op vertrouwen, samen met de plaatsen waar de wiskunde stopt en de ervaring het moet overnemen.

Definieer de geometrie voordat u iets berekent

De meeste rekenfouten beginnen met één enkele dubbelzinnigheid: op welke dimensie heeft de straal betrekking? Op een buistekening wordt de straal normaal gesproken gegeven aan de middellijn van de buis, de hartlijnradius of CLR genoemd, en niet aan de binnenkant van de bocht. Als een afdruk een binnenradius vermeldt, tel dan de helft van de buitendiameter op voordat u een van de onderstaande formules aanraakt. Door de twee 25 mm op een buis van 50 mm te mengen, wordt de ontwikkelde lengte met ongeveer 39 mm weggegooid in een bocht van 90 graden, wat meer dan genoeg is om het onderdeel te schrappen.

Een tweede conventie is net zo belangrijk: buighoek versus buiggraad. Een bocht waarbij de buis een rechte hoek maakt, is een bocht van 90 graden en de ingesloten hoek tussen de twee benen is dan ook 90 graden. Wanneer de buis naar zichzelf terugvouwt, krimpt de ingesloten hoek terwijl de mate van buiging toeneemt, omdat Geboren = 180 graden minus de ingesloten hoek. Controleer welke waarde de tekening citeert voordat u er een opstelling omheen bouwt.

De kernformules

Ontwikkelde lengte, ook wel booglengte genoemd

De ontwikkelde lengte is de hoeveelheid buis die door de curve zelf wordt verbruikt, gemeten langs de middellijn:

DL = (pi × CLR × DOB) / 180

Voor een CLR van 150 mm en een bocht van 90 graden is DL = (3,1416 × 150 × 90) / 180 = 235,6 mm. Sommige winkels verfijnen dit met een neutrale-asfactor, omdat materiaal tijdens het vormen naar de binnenkant van de bocht stroomt en de echte neutrale lijn iets naar binnen verschuift: DL = (pi × DOB / 180) × (CLR minus K × t). De factor K ligt meestal tussen de 0,2 en 0,5, en de enige eerlijke manier om deze voor uw materiaal te corrigeren is door een proefstuk te buigen en te meten.

Tegenslag en raaklengte

Tegenslag is de afstand vanaf het snijpunt van de hartlijnen van de twee benen terug naar het raakpunt, waar het rechte been eindigt en de curve begint:

SB = CLR × bruin(DOB / 2)

Bij 90 graden is tan(45 graden) gelijk aan 1, dus de setback is gelijk aan de CLR, die in ons voorbeeld 150 mm is. De raaklijnlengte is hetzelfde getal, gemeten vanaf het snijpunt langs elke poot, waardoor het eenvoudig is om te converteren tussen een tekening met afmetingen naar snijpunten en een tekening met afmetingen naar raaklijnen.

Buig aftrek

Wanneer een tekening de beenlengtes weergeeft, gemeten tot aan de snijpunten, wordt de hoek tweemaal geteld. Buigaftrek verwijdert die overlap:

BD = 2 × SB minus DL

Voor het voorbeeld van 90 graden: 2 × 150 minus 235,6 = 64,4 mm. Voor ondiepe bochten is de aftrek klein; voor krappe bochten met een hoge hoek wordt hij groot genoeg zodat het negeren ervan een kort stuk garandeert.

Totale snijlengte

Snijlengte = som van de beenlengtes gemeten tot de snijpunten, minus de som van alle buigaftrekken. De equivalente route is de snijlengte = de som van rechte raaklijn-tot-raaklijnsecties, plus de som van de ontwikkelde lengtes. Beide methoden moeten overeenkomen. Als dat niet het geval is, is de gebruikelijke oorzaak een bocht die bij het aftrekken vergeten is.

Offsets en afstand tussen bochten

Voor een paar gelijke bochten die een buis over een afstand O zijwaarts verschuiven, is de afstand tussen bochten gemeten langs de buis DBB = O / sin(DOB). Een bekende offset van 45 graden vermenigvuldigt de offset daarom met ongeveer 1,414. Voor ongelijke hoeken, of voor alles wat in drie dimensies gebeurt, werk je in coördinaten in plaats van te proberen tweedimensionale formules aan elkaar te koppelen.

Wat de formules niet dekken: wandverdunning, ovaliteit en minimale straal

Alles hierboven gaat ervan uit dat de buis zijn vorm behoudt. Dat is niet het geval. De buitenkant van de bocht rekt uit en wordt dunner, de binnenkant wordt samengedrukt en dikker, en de dwarsdoorsnede wordt iets vlakker. Deze effecten bepalen of een theoretisch correct onderdeel daadwerkelijk maakbaar is.

Muurverdunning aan de buitenkant van de bocht

Een bruikbare dunwandige schatting is t_min = t × CLR / (CLR OD / 2). Voor een buis met een buitendiameter van 50 mm en een wand van 2 mm op een straal van 150 mm levert dat een reductie van ongeveer 14 procent op. Beschouw dit als een conservatieve geometrische limiet in plaats van als een gemeten resultaat. Met een doorn van de juiste maat, de juiste speling en de juiste boost is het echte uitdunnen meestal merkbaar minder.

Ovaliteit

Ovaliteit is calculated as (D_max minus D_min) divided by OD, multiplied by 100. General industrial work often accepts 5 percent or less, while aerospace and automotive fluid lines frequently demand tighter limits. Ovality grows quickly as the CLR-to-OD ratio falls, which is why the radius choice and the tooling choice are really the same decision.

Minimale buigradius Vuistregels

• Buigen in vrije vorm zonder doorn: ongeveer 3 × OD is een praktische vloer voor veel zacht staal en aluminium.
• Met een doorn en een wissermatrijs: 1,5 × OD is routine, en 1 × OD of strakker is haalbaar met aangepast gereedschap en een zwaardere wand.
• Wandfactor (OD gedeeld door t) boven ongeveer 30 zorgt er gewoonlijk voor dat dunne wandinstorting de beperkende factor is in plaats van de straal zelf.
• Roestvrije en zeer sterke legeringen hebben een grotere straal of meer ondersteuning nodig dan koolstofstaal bij dezelfde wandfactor.

Een uitgewerkt voorbeeld: bocht van 90 graden in buis met een buitendiameter van 50 mm

Zet de formules bij elkaar voor een gewone klus: 50 mm buitendiameter, 2 mm muur, 150 mm hartlijnradius, 90 graden bocht, met twee rechte poten van 400 mm gemeten tot de snijpunten.

Het uitdunningscijfer is het geometrische slechtste geval voor een niet-ondersteunde bocht. Als uw specificatie een wandverdunning van 10 procent beperkt, opent u de straal, voegt u een doorn met de juiste speling toe of gaat u naar een zwaardere muur voordat u materiaal gaat zagen.

Van formule tot voltooid onderdeel

Met cijfers krijg je een tekening; gereedschap en controle herhalen die tekening duizend keer. Springback is het duidelijkste voorbeeld. Nadat het gereedschap is losgelaten, ontspant de buis en gaat de bocht iets open, zodat de machine moet overbuigen en de straal iets groter wordt ten opzichte van het gereedschap. Zacht staal met een buitendiameter van 3 x heeft mogelijk slechts één of twee graden overbuiging nodig, terwijl roestvrij en zeer sterk aluminium aanzienlijk meer nodig kan hebben. Het praktische antwoord is geen betere vergelijking, maar een besturing die compensatiewaarden per materiaal, per straal en per wanddikte opslaat en deze bij de volgende run automatisch toepast.

Dat is het punt waarop formules en apparatuur het met elkaar eens moeten zijn. Een machine die de bocht kan positioneren, de doorn kan vasthouden en de boostcurve precies kan volgen zoals het installatieblad aangeeft, maakt van uw berekende cijfers een herhaalbaar proces in plaats van een eenmalig succes. Als u dezelfde berekeningen uitvoert voor verschillende onderdeelfamilies, helpt het om het bereik ervan te zien machines voor het buigen van buizen naast elkaar, van handmatige en NC-modellen tot volautomatische CNC-units.

CNC L-serie volautomatische servo-hydraulische buisbuigmachine Voor herhaalbare, berekende buigopstellingen biedt model SB-219CNC drie programmeerbare assen, servovoeding en -rotatie, hydraulische en CNC-buigmodi en doornsmering. Bekijk Product →

Onderdelen met meerdere radiussen verdienen hier een aparte vermelding. Wanneer één buis meerdere bochten met verschillende stralen draagt, moet de ontwikkelde lengte bocht voor bocht worden berekend, en elke bocht heeft zijn eigen terugslag en aftrek nodig. De rekenkunde is identiek, maar de opzet is dat niet, en machines die zijn gebouwd voor werk met meerdere radiussen, nemen een groot deel van het vallen en opstaan ​​van die taak weg.

CNC M-serie volautomatische buisbuigmachine met meerdere radiussen Voor buiswerk met meerdere radiussen biedt model SB-75CNC drie programmeerbare assen, hydraulische en servo-CNC-buigingen, doornsmering en PLC-besturing met aanraakscherm. Bekijk Product →

Dunwandige buizen met een wandfactor boven de 25 of 30 duwen de geometrie hard, en dat is waar doornondersteuning niet langer optioneel is. Met een doorngestuurde buigmachine kunt u de doornpositie en de smeermiddelstroom nauwkeurig afstellen, wat vaak het verschil is tussen een schatting van 14 procent verdunning en een onderdeel dat de inspectie doorstaat. Voor hoogvolumewerk in sectoren zoals automobielproductie , dat herhaalbaarheid belangrijker is dan een iets lagere machineprijs.

NC M-serie hydraulische buisbuigmachine met doornbediening Voor herhaalbare buigingen in staal, roestvrij staal, aluminium, titanium en messing slaat deze semi-automatische buigmachine 16 programma's op met 16 buigingen en programmeerbare terugveringscompensatie. Bekijk Product →

Praktische controles voordat u de buis afsnijdt

1. Bevestig of de straal op de tekening zich ten opzichte van de middellijn of de binnenkant van de bocht bevindt, en pas deze aan voordat u gaat berekenen.
2. Controleer of de opgegeven buighoek het aantal graden buiging is en niet de ingesloten hoek tussen de poten.
3. Bereken de ontwikkelde lengte, terugslag en buigaftrek voor elke bocht, niet alleen voor de eerste.
4. Schat de wandverdunning en ovaliteit in tegen de specificaties van de klant voordat u een straal vastlegt.
5. Knip één proefstuk uit, buig het en meet het resultaat aan de hand van de tekening voordat u de batch uitvoert.
6. Noteer de terugveringscorrectie die u hebt gebruikt, zodat de volgende identieke taak begint met een bekende waarde in plaats van met een gok.

Buisbuigformules zijn een uitgangspunt, geen garantie. Ze vertellen je hoeveel materiaal de curve zal verbruiken, waar de raakpunten vallen en hoe dun de buitenmuur waarschijnlijk zal worden. Wat ze u niet kunnen vertellen, is hoe uw soortelijke hitte van roestvrij staal, uw gereedschapsconditie en uw smeermiddel zich die dag zullen gedragen. Beschouw de berekeningen als het eerste proefstuk en de metingen als het tweede, en de kloof tussen wat je tekende en wat je verscheepte wordt elke keer kleiner.