I. Osnovna definicija i princip rada
Šuplje savijanje i puno savijanje dva su osnovna procesa savijanja za hladno oblikovanje cijevi kvadratnog presjeka. Glavna razlika leži u tome je li unutarnja stijenka cijevnog uzorka osigurana potporom i zbijanjem tijekom procesa oblikovanja. Zajedno čine proces oblikovanja jezgre cijevi kvadratnog presjeka od trakastog čelika/okruglih neobrađenih cijevi do kvadratnog poprečnog-presjeka.
1. Pravi zavoj (zbijeni zavoj)
Pravo savijanje odnosi se na "savijanje pod uvjetima zbijanja", što je metoda oblikovanja gdje i vanjski i unutarnji valjak za oblikovanje dolaze u dodir s unutarnjim i vanjskim stijenkama trupca cijevi istovremeno i primjenjuju dvosmjernu kompresiju i zbijanje.
- Radni proces: Stanica za oblikovanje opremljena je i vanjskim i unutarnjim valjkom. Kada gredica cijevi prolazi kroz nju, vanjski i unutarnji valjci prianjaju uz vanjsku i unutarnju stranu stijenke cijevi i istovremeno vrše pritisak kako bi potpuno ograničili i zbili područje savijanja, prisiljavajući materijal da dovrši kutno savijanje prema obliku valjka. Zona deformacije je uvijek pod krutim ograničenjem kalupa.
- Učinak deformacije jezgre: Materijal na vanjskoj strani područja savijanja je podvrgnut napetosti, dok je materijal na unutarnjoj strani podvrgnut kompresiji. Cjelokupni učinak je učinak vlačnog stanjivanja - uzdužna duljina linije savijanja malo se skraćuje, a stijenka cijevi pod kutom savijanja stanjit će se zbog napetosti.
2. Prazan zavoj (ovjesni zavoj)
Prazan zavoj se odnosi na "zavoj na kojem visi unutarnji zid". To je proces gdje samo vanjski valjak dodiruje vanjsku stijenku cijevne gredice, a na unutarnjoj stijenci nema potpornog valjka. Oblik se formira neizravnom deformacijom momentom savijanja.
- Radni proces: Na stanici za oblikovanje samo su valjci za oblikovanje raspoređeni na vanjskoj strani trupca cijevi, dok na unutarnjoj strani nema valjaka. Nakon što vanjski valjak izvrši pritisak na stijenku cijevi, moment savijanja se formira na temelju krutosti poprečnog-presjeka trupca cijevi, što uzrokuje plastičnu deformaciju u savijenom području. Unutarnji materijal je u "obušenom" stanju slobodne deformacije.
- Učinak deformacije jezgre: Materijal na savijenom području komprimiran je kao cjelina, što rezultira učinkom kompresije zadebljanja - uzdužna duljina savijene linije lagano se izdužuje, a pod kutom savijanja, metal će biti zadebljan zbog kompresije.
II. Temeljni značaj procesa
Ta dva procesa nisu u zamjenskom odnosu, već su komplementarne ključne tehnologije u proizvodnji hladno{0}}formiranih kvadratnih profilnih cijevi. Njihova vrijednost leži u:
1. Ispunjavanje svih specifikacija zahtjeva za oblikovanje:
Pravo savijanje rješava problem stabilnosti debelo{0}}zidnih i visoko{1}}preciznih četvrtastih profilnih cijevi; Prazno savijanje rješava poteškoće oblikovanja malih R-kutova, tankih stijenki i složenih poprečnih-presjeka, ispunjavajući tehnološku prazninu koja se ne može postići pravim savijanjem.
2. Balansiranje preciznosti i učinkovitosti:
Pravo savijanje osigurava točnost dimenzija i kutova, dok prazno savijanje podržava više{0}}sinkrono savijanje i završnu obradu rubova, povećavajući učinkovitost proizvodnje i složenost proizvoda jedinice.
3. Prilagodba različitim karakteristikama materijala:
Za materijale slabe plastičnosti i sklone pucanju, prazno savijanje može izbjeći rizik od loma uzrokovan smanjenjem debljine zbog rastezanja pri pravom savijanju; Za materijale visoke-čvrste debljine-zida, pravo savijanje može kontrolirati odskok i osigurati stabilnost oblikovanja.
U stvarnim strojevima za hladno savijanje, to se dvoje obično koristi u kombinaciji: prvih nekoliko prolaza dovršava formiranje glavnog kuta kroz stvarno savijanje, dok se potonjim prolazima postiže usavršavanje presjeka i korekcija duljine ruba kroz prazno savijanje.
III. Sveobuhvatna usporedba prednosti i nedostataka
| Dimenzija usporedbe | Stvarni zavoj | Šuplji zavoj |
| Metoda oblikovanja | Dvo-smjerna kompresija unutarnjim i vanjskim valjcima, potpuno napregnuto oblikovanje | Samo vanjski valjak vrši pritisak, unutarnja stijenka je obješena, formira se moment savijanja |
| Karakteristike deformacije | Učinak istezanja i stanjivanja, stijenka cijevi postaje tanja na mjestu savijanja | Učinak kompresije i zadebljanja, stijenka cijevi se zadeblja na mjestu savijanja |
| Osnovne prednosti |
1. Izuzetno mali odskok, visok kut formiranja i točnost veličine 2. Precizna kontrola unutarnjeg kuta R, točan oblik valjka dovodi do dobre konzistencije proizvoda 3. Velika stabilnost kod oblikovanja cijevi s debelim stijenkama, manja je vjerojatnost da će rubni dijelovi izgubiti stabilnost |
1. Može formirati izuzetno male unutarnje kutove (R < 0,2t, t je debljina stijenke) i nije sklon lomu 2. Može postići sinkrono savijanje i završnu obradu gornjeg ruba/bočnog ruba, pogodno za složene dijelove 3. Kontaktni pritisak valjka je mali, manje trošenje kalupa, duži životni vijek |
| Osnovni nedostaci | 1. Stijenka cijevi na mjestu savijanja rastegnuta je i stanjena, smanjujući lokalnu čvrstoću 2. Linija savijanja ima uzdužnu kontrakciju, duljinu je potrebno unaprijed kompenzirati 3. Valjak podnosi veliki pritisak, brzo se troši, a troškovi održavanja su veći |
1. Teško je kontrolirati odskok, točnost oblikovanja je slabija od punog savijanja 2. Kada je tlak previsok, sklona je pojava nestabilnosti ruba i konkavnih defekata bočne stijenke 3. Tanko{1}}formiranje cijevi sklono je naboranju, a zahtjevi za prilagodbu alatnog stroja su visoki |
IV. Primjenjivi scenariji
Glavne primjene stvarnog procesa savijanja:
- Glavni proces oblikovanja za kvadratne i pravokutne cijevi-debelih stijenki i čelične-kvadratne i pravokutne cijevi visoke čvrstoće;
- Strukturalne kvadratne i pravokutne cijevi sa strogim zahtjevima za točnost dimenzija i toleranciju kuta (kao što su građevinski strojevi, građevinske čelične konstrukcije i okviri automobila);
- Serijska proizvodnja kvadratnih i pravokutnih cijevi standardne-veličine s uobičajenim R-kutovima (R veći ili jednak 0,5t).
Glavne primjene šupljeg zavoja:
- Oblikovanje tankih-kvadratnih i pravokutnih cijevi, kao i malih-kvadratnih i pravokutnih cijevi;
- Kvadratne i pravokutne cijevi za ukrase i namještaj- s iznimno malim unutarnjim kutovima R;
- Više{0}}završna obrada i korekcija rubova posebnih-oblikovanih i ne-standardnih kvadratnih i pravokutnih cijevi;
- Izbjegavanje pucanja uzrokovanih stvarnim savijanjem i istezanjem kvadratnih i pravokutnih cijevi od nehrđajućeg čelika i legiranog čelika s lošom plastičnošću.
V. Kriteriji odabira: Kako odabrati između šupljih i čvrstih zavoja
U stvarnim postupcima odabira proizvodnje i nabave, sljedeći se prioriteti mogu koristiti za prosudbu:
1. Na temelju debljine stijenke
Za specifikacije s debljinom stjenke većom ili jednakom 4 mm ili one s visokim udjelom debelih dijelova, preferira se tehnologija čvrstog savijanja kako bi se osigurala stabilnost; za tanko{1}}cijevne cijevi s debljinom stijenke manjom od ili jednakom 2 mm, poželjno je šuplje savijanje kako bi se izbjeglo pretjerano stanjivanje.
2. Na temelju zahtijevane vrijednosti unutarnjeg kuta R:
Za kvadratne ili pravokutne cijevi s oštrim-kutom s R vrijednošću manjom od 0,2t, šuplji zavoj je jedina opcija; za konvencionalne R vrijednosti (0,5t - 2t), preferira se čvrsti zavoj kako bi se osigurala točnost.
3. Na temelju zahtjeva za preciznošću
Za scenarije-nošenja konstrukcijskog opterećenja i visoke-preciznosti odabrana je tehnologija čvrstog savijanja; za ukrasne, zaštitne poklopce i druge ne{2}}nosive-scenarije, može se odabrati tehnologija šupljeg savijanja.
4. Na temelju svojstava materijala:
Ugljični čelik i nisko{0}}legirani čelik visoke-čvrstoće prikladni su za čvrsto savijanje; nehrđajući čelik, visoko-legirani čelik, itd., s niskom plastičnošću, preferiraju se za šuplje savijanje.
5. Na temelju složenosti poprečnog-presjeka:
Standardni kvadratni i pravokutni poprečni-presjeci uglavnom se obrađuju punim savijanjem; složeni poprečni-presjeci s nepravilnim oblicima i višestrukim zavojima zahtijevaju kombinaciju procesa šupljeg savijanja.
