Quali sono le cause delle rughe sulla superficie di un tubo dopo essere stato lavorato da una macchina per la piegatura di tubi?
Le increspature ondulate sulla parte interna di una curvatura di tubo sono uno dei difetti di qualità più comuni nella piegatura dei tubi. Le increspature non solo compromettono l’aspetto estetico, ma riducono anche lo spessore efficace della parete del tubo e ne indeboliscono la resistenza strutturale. La seguente analisi esamina le principali cause e le soluzioni da tre punti di vista: processo, stampo e materiali.
1. Regolazione impropria dello stampo anti-increspatura
Causa: Il gioco tra la matrice anti-increspatura e la matrice di piegatura è troppo elevato, causando la perdita di un supporto efficace sul lato interno del tubo, con conseguente instabilità del materiale e formazione di increspature sotto sforzo di compressione.
Soluzione: Regolare la matrice anti-increspatura in modo che aderisca saldamente alla scanalatura della matrice di piegatura. Il gioco deve essere tale che un foglio A4 possa scorrere lungo di esso senza allentarsi. Inoltre, assicurarsi che il bordo anteriore della matrice anti-increspatura sia allineato con il punto di tangenza della matrice di piegatura.
2. Mandrino non utilizzato o posizionato in modo errato
Causa: Per tubi a parete sottile o per pieghe a raggio ridotto (r/d ≤ 3) non viene utilizzato alcun mandrino, oppure l’estensione del mandrino è insufficiente, oppure la testa sferica è posizionata troppo indietro, causando la perdita di supporto interno sul lato interno della piega.
Soluzione: Selezionare un mandrino a testa sferica o un mandrino rigido in base al diametro del tubo e allo spessore della parete, e regolare la posizione dell’estensione del mandrino a 0,5–1,5 mm prima del punto di tangenza della matrice di piegatura.
3. Raggio di curvatura insufficiente
Causa: Il rapporto tra il raggio di curvatura del centro (r) e il diametro esterno del tubo (d), r/d, è troppo piccolo (di solito inferiore a 2,5–3 volte), superando il limite di stabilità compressiva del materiale.
Soluzione: Aumentare il raggio di curvatura o utilizzare un tubo con parete più spessa. Se è necessaria una curvatura con raggio ridotto, si deve impiegare un processo combinato che preveda l’uso di un mandrino, di una matrice anti-increspatura e di un mezzo di riempimento (ad esempio una molla per la curvatura).
4. Parete del tubo troppo sottile o materiale troppo tenero
Causa: Pareti più sottili comportano una minore resistenza all’instabilità. I materiali teneri (come il rame o l’alluminio ricotto) sono soggetti a increspature sul lato compresso.
Soluzione: Sostituire il tubo con uno a parete più spessa o utilizzare un materiale più duro. Per i materiali teneri, ridurre opportunamente la velocità di curvatura per minimizzare le irregolarità nel flusso del materiale.
5. Velocità di curvatura eccessiva
Causa: Una velocità angolare di curvatura eccessiva impedisce al materiale all’interno del tubo di stabilizzarsi e fluire correttamente, causando un’increspatura localizzata rapida.
Soluzione: Ridurre la velocità di piegatura, in particolare all'inizio del processo di piegatura. Per le macchine CNC per la piegatura di tubi, è possibile impostare una curva di variazione della velocità: bassa velocità per la fase iniziale di piegatura, velocità costante nella fase centrale e bassa velocità per la fase finale di piegatura.
6. Usura dello stampo o finitura superficiale scadente
Cause: L'usura o l'accumulo di trucioli e ruggine sulle superfici di lavoro dello stampo di piegatura e dello stampo anti-increspamento provocano un attrito non uniforme; le differenze di resistenza locali inducono increspature.
Soluzioni: Ispezionare la superficie dello stampo, riparare o sostituire gli stampi usurati. Pulire lo stampo e applicare un olio specifico per la piegatura di tubi per garantire un’adeguata lubrificazione.
7. Forza di serraggio insufficiente o eccentricità
Cause: Pressione insufficiente dello stampo di serraggio oppure disallineamento tra lo stampo di serraggio e lo stampo di piegatura, che causa lo scorrimento o lo spostamento del tubo durante la piegatura, generando una forza non uniforme sul lato interno.
Soluzioni: verificare la pressione del cilindro di serraggio per assicurarsi che raggiunga il valore impostato. Calibrare l’accuratezza di allineamento dello stampo di serraggio e dello stampo di piegatura.
Approccio rapido alla risoluzione dei problemi
Quando compaiono le grinze, procedere con i controlli nell’ordine seguente:
1. Verificare il gioco dello stampo anti-grinza → 2. Confermare la posizione del mandrino → 3. Calcolare se il rapporto R/D è troppo piccolo → 4. Verificare lo spessore della parete e lo stato del materiale → 5. Eseguire un test a velocità di piegatura ridotta → 6. Verificare l’usura degli stampi e la lubrificazione
La maggior parte dei problemi di grinze deriva da due cause fondamentali: supporto insufficiente e instabilità della compressione. L’identificazione della causa radice consentirà di risolvere efficacemente il problema.
