Dados para Dobladora de Tubo
La dobladora de tubos de metal tiene una amplia aplicación en el campo industrial moderno, principalmente en las industrias automotriz, mecánica, de protección ambiental, química y civil. Basándonos en la experiencia laboral práctica, se analizan varios aspectos clave en el diseño de los dados para dobladora de tubo en este artículo.
1. Resumen de la estructura y funcionamiento de dados para dobladora de tubo
Este es el esquema estándar de la estructura de los dados para dobladora de tubo, que se compone principalmente de cinco partes: rueda de moldeo, pinza, molde guía, varilla central y placa antiarrugas. Durante su funcionamiento, la varilla central se mueve hacia adelante, la pinza agarra el tubo y gira junto con la rueda de moldeo, el molde guía presiona y sigue el tubo mientras se dobla, mientras que la placa antiarrugas permanece fija. Cuando se alcanza el ángulo de curvatura establecido, la varilla central retrocede y el molde guía y la pinza se aflojan y vuelven a su posición original, completando así todo el proceso. Este artículo se centrará en la discusión del diseño de estas cinco partes.
2. Diseño de dados para dobladora de tubo
2.1 Dados para dobladora de tubo—-Dado de doblado
El dado de doblado es el núcleo del diseño de toda la estructura de los dados para dobladora de tubo, y generalmente se comienza a diseñar a partir de él. Después de determinar el diámetro exterior D, el espesor de la pared δ y el radio de curvatura R (los tres elementos de diseño) del tubo del producto, al diseñar el radio de curvatura de la rueda de moldeo, se debe considerar el rebote del tubo para determinar el radio de curvatura R’ de los dados para dobladora de tubos.
El diámetro de la cavidad de dado de doblado se diseña en función del diámetro exterior D del tubo, y el espesor de la pared y el diámetro exterior del tubo determinan su resistencia, lo que directamente afecta la longitud de agarre de la pinza. Debido a los impactos frecuentes de la pinza y la fuerza de flexión del tubo, se requiere que el dado de doblado tenga buena tenacidad, capacidad de resistencia al impacto y una superficie de cavidad resistente al desgaste. Actualmente, se utiliza generalmente un proceso de tratamiento térmico de temple y nitruración, y la dureza de la superficie de la cavidad puede alcanzar HRC55 ~ HRC60.
2.2 Dados para dobladora de tubo—-Dado de sujeción
El diseño de las dimensiones principales del dado de sujeción depende principalmente de la distancia recta entre dos curvas del producto. Si la longitud del dado de sujeción es demasiado corta, no puede sujetar el tubo correctamente, lo que hace que el tubo resbale durante el proceso de doblado, resultando en una apariencia defectuosa en la curva y no cumpliendo con los requisitos del producto. Por el contrario, si la longitud es demasiado larga, puede deformar la curva anterior, lo cual no es aceptable en términos de procesamiento. Por lo tanto, la longitud debe seleccionarse adecuadamente, generalmente diseñada en función de (2~3) D. Si el diámetro de la cavidad del dado de sujeción se diseña según el diámetro exterior D del tubo, para garantizar la estabilidad de la sujeción y evitar el deslizamiento, el diámetro de la cavidad del dado suele diseñarse con una tolerancia negativa (igual al diseño de la sección descendente de la rueda de sujeción complementaria). Ajustando el grado de sujeción del dado de sujeción a través del equipo, se puede lograr el estado óptimo para garantizar la sujeción estable del tubo y satisfacer los requisitos de apariencia. Para evitar dañar la superficie exterior del tubo durante el proceso de sujeción del dado de sujeción, es necesario diseñar una esquina redondeada para la cavidad. El dado de sujeción generalmente se trata mediante temple hasta alcanzar HRC50, lo que mejora su resistencia al desgaste y su vida útil.
2.3 Dados para dobladora de tubo—-Mandril para doblar tubos
Hay una variedad de formas para el mandril para doblar tubos utilizado en la curvadora de tubos, que tienen principalmente la función de soportar y controlar la deformación y calidad del tubo en la sección curva. La forma de la varilla central utilizada depende principalmente del diseño del producto, las especificaciones y su estructura de diseño.
● La varilla central recta tiene una estructura simple, es fácil de procesar y usar, y se utiliza principalmente para productos con un grosor de pared de tubo grande, un radio de curvatura grande y requisitos de deformación de curvatura bajos.
● La varilla central con cabeza esférica es más conveniente durante la operación de alimentación y en la actualidad ha reemplazado básicamente la estructura de la varilla central recta.
● La varilla central de arco es un poco más complicada en términos de procesamiento que la varilla central con cabeza esférica, pero debido a que su arco brinda cierto apoyo durante el proceso de curvado, la deformación en la sección curva es menor y se mejora la calidad de la curva del tubo.
●El mandril con conexión múltiple está compuesto principalmente por varias bolas esféricas conectadas entre sí, lo cual permite mantener el soporte del material durante el proceso de curvado del tubo. Por lo tanto, la deformación en la sección curva es menor y la curva del tubo es más completa, lo que resulta en una alta calidad. El mandril con conexión múltiple se conecta principalmente con varias placas de conexión de acero y pasadores para unir las bolas, lo que hace que su estructura sea más simple, la dificultad de procesamiento sea moderada y su vida útil más larga. Actualmente, se utiliza ampliamente en la producción en masa de tubos curvados. Aunque el mandril con conexión suave tiene un proceso de fabricación más simple, su estabilidad y resistencia son bajas, por lo que se utiliza muy poco. El mandril con conexión universal tiene el mejor efecto de uso, pero es más difícil de procesar y su costo de uso es más alto.
En el caso del mandril con conexión múltiple, la cantidad de bolas esféricas depende del ángulo de curvatura y el radio de curvatura del tubo, con el objetivo de obtener la curva completa ideal. Si hay demasiadas bolas, habrá una gran resistencia, lo que puede causar fracturas durante el proceso de curvado, lo que afectará la eficiencia de producción. Si hay muy pocas bolas, la deformación en la sección curva será mayor y la curva no será completa, lo que no cumplirá con los requisitos de calidad.
La mayoría de los mandriles tienen un tratamiento de temple y revenido a aproximadamente HRC50 para resistir el desgaste durante el proceso de curvado del tubo y aumentar su vida útil. Si la dureza es demasiado alta, la tenacidad del mandril disminuirá y es más probable que se produzcan fracturas. El diámetro del mandril es muy importante y generalmente debe ser entre 0,1 y 0,4 mm más pequeño que el diámetro teórico interno del tubo para garantizar que el tubo se pueda insertar suavemente y la calidad de la curva del tubo. El tamaño del espacio libre depende completamente del diseño del producto, y el diseño del espacio libre varía según el diseño del producto y el tipo de tubo, lo que requiere comprensión práctica.
2.4 Dados para dobladora de tubo—Dado de presión
Durante el proceso de curvado de tubos, el dado de presiónprincipalmente presiona el tubo y lo empuja para curvarlo. La velocidad de movimiento del dado de presión teóricamente debería ser la misma que la velocidad lineal de rotación del tubo. En la práctica, se puede ajustar la velocidad del dado de presión a través del equipo hasta que se logre el producto ideal.
La fuerza de sujeción del dado de presión actualmente se determina por experiencia. Si la fuerza de sujeción es demasiado alta, el tubo se adelgazará significativamente e incluso se romperá. Si la fuerza de sujeción es demasiado baja, es probable que se produzcan arrugas. Durante el ajuste, se debe ajustar la fuerza de sujeción del mandril a un estado adecuado a través del equipo.
Si las dimensiones del dado de presión son demasiado grandes, puede interferir o desperdiciar la longitud del tubo durante la alimentación de los desechos en la dobladora de tubos, lo cual no está permitido en la tecnología. Las dimensiones se calculan a partir de la longitud de arco desplegada y la experiencia, generalmente se agrega tres veces el diámetro del tubo a la longitud de arco de la curva. El diseño de las esquinas biseladas de la cavidad ayuda a resolver las marcas de sujeción y mejorar la calidad del aspecto exterior de la tubería. El dado de presión se trata con temple y revenido hasta aproximadamente HRC50 para garantizar la resistencia al desgaste de la cavidad y prolongar la vida útil.
2.5 Dados para dobladora de tubo—Dado de antiarrugas
Cuando la relación entre el espesor de la pared del tubo y el diámetro exterior es t/Ds0.055, la placa antiarrugas para el tubo doblado está diseñada de modo que el tubo establezca un área de línea recta en el punto tangente del molde de la rueda para evitar el la tubería se arrugue durante la deformación por flexión. Por un lado, el dado de antiarrugas cumple la función de soporte y antiarrugas de la tubería, y al mismo tiempo, la tubería se desliza con respecto a la cavidad de la placa antiarrugas, por lo que se requiere el dado de antiarrugas para ser resistente al desgaste, suave en la superficie y el coeficiente de fricción del material es pequeño. En la actualidad, el material comúnmente utilizado es el bronce de aluminio (QAI9-4), que se procesa en un centro de mecanizado, con la alta precisión de la superficie curva y la superficie lisa de la cavidad, que es el punto clave del procesamiento del dado de antiarrugas.
2.6 Momento de flexión
Al diseñar cualquier conjunto de matrices para dobladora de tubos, primero debe calcularse el momento de flexión del producto para determinar si la capacidad de la curvadora de tubos cumple con los requisitos. En realidad, el momento de flexión al doblar un tubo no solo depende de las propiedades, la forma y las dimensiones de la sección transversal del tubo, el radio de curvatura, sino que también está relacionado con el método de curvado y la estructura de las matrices para la dobladora de tubos utilizada. Por lo tanto, actualmente no es posible expresar todos estos factores mediante fórmulas de cálculo y, en la práctica de producción, todavía se basa principalmente en la estimación empírica.
Dado que la capacidad del equipo de la dobladora de tubos es limitada, con límites máximos para el momento de flexión y el tamaño máximo de tubo a doblar, solo es necesario comprender la capacidad del equipo y considerarla al diseñar matrices para la dobladora de tubos, para evitar el desperdicio del diseño de matriz dobladora de tubos debido a la insuficiente capacidad del equipo, sin necesidad de realizar cálculos detallados del momento de flexión. La capacidad de curvado de la dobladora de tubos generalmente se describe en el manual de instrucciones y debe considerarse en el diseño.
3. Epílogo
El objetivo final del diseño de dados para dobladora de tubo es cumplir con los requisitos del producto, satisfacer las demandas de entrega del cliente y lograr una producción estable a un costo mínimo. Para lograr esto, es necesario continuar investigando y mejorando continuamente el diseño de matrices en el trabajo, mejorando gradualmente el nivel del proceso de curvado de tubos y produciendo productos de alta calidad.
