Что вызывает образование морщин на поверхности трубы после ее обработки на трубогибочном станке?
Волнистые морщины на внутренней стороне изгиба трубы являются одним из наиболее распространённых дефектов качества при гибке труб. Морщины не только ухудшают внешний вид, но и снижают эффективную толщину стенки трубы, ослабляя её конструкционную прочность. В приведённом ниже анализе рассматриваются основные причины и решения с трёх точек зрения: технологический процесс, оснастка и материалы.
1. Неправильная настройка противоморщинного пуансона
Причина: Зазор между антиморщинистым пуансоном и гибочным пуансоном слишком велик, что приводит к потере эффективной поддержки внутренней стороны трубы, вызывая нестабильность материала и образование морщин под действием сжимающих напряжений.
Решение: Отрегулируйте антиморщинистый пуансон так, чтобы он плотно прилегал к пазу гибочного пуансона. Зазор должен быть таким, чтобы лист бумаги формата A4 мог свободно скользить вдоль него без провисания. Кроме того, убедитесь, что передний край антиморщинистого пуансона совмещён с точкой касания гибочного пуансона.
2. Не используется оправка или она установлена неправильно
Причина: При гибке труб с тонкими стенками или при изгибе малого радиуса (r/d ≤ 3) оправка не применяется, либо её вылет недостаточен, либо шаровидная головка расположена слишком далеко назад, что приводит к потере внутренней поддержки внутренней стороны изгиба.
Решение: Выберите оправку со шаровидной головкой или жёсткую оправку в зависимости от диаметра трубы и толщины её стенки и отрегулируйте положение вылета оправки на расстоянии 0,5–1,5 мм перед точкой касания гибочного пуансона.
3. Недостаточный радиус изгиба
Причина: Отношение радиуса изгиба по центру (r) к наружному диаметру трубы (d), то есть r/d, слишком мало (обычно менее чем в 2,5–3 раза), превышая предел устойчивости материала на сжатие.
Решение: Увеличьте радиус изгиба или используйте трубу с более толстыми стенками. Если необходим изгиб малого радиуса, следует применять комбинированный процесс с использованием оправки, матрицы против образования морщин и наполнителя (например, пружины для гибки).
4. Тонкие стенки трубы или мягкий материал
Причина: Тонкие стенки обеспечивают меньшую устойчивость к потере устойчивости. Мягкие материалы (например, отожжённая медь или алюминий) склонны к образованию морщин на стороне сжатия.
Решение: Замените трубу на трубу с более толстыми стенками или используйте более твёрдый материал. Для мягких материалов соответствующим образом снизьте скорость гибки, чтобы минимизировать неравномерность течения материала.
5. Слишком высокая скорость гибки
Причина: Избыточная угловая скорость гибки не позволяет материалу внутри трубы стабилизироваться и равномерно течь, что приводит к быстрому локальному образованию морщин.
Решение: Снизить скорость изгиба, особенно в начале процесса изгиба. Для станков с ЧПУ для гибки труб можно задать кривую изменения скорости — низкая скорость на начальном этапе изгиба, постоянная скорость в средней части и низкая скорость на завершающем этапе.
6. Износ матрицы или плохая отделка поверхности
Причины: Износ или скопление стружки и ржавчины на рабочих поверхностях матрицы для изгиба и матрицы против образования морщин приводят к неравномерному трению, а различия в локальном сопротивлении вызывают образование морщин.
Решения: Проверить поверхность матрицы, отремонтировать или заменить изношенные матрицы. Очистить матрицу и нанести специальное масло для гибки труб, чтобы обеспечить достаточную смазку.
7. Недостаточное усилие зажима или эксцентричность
Причины: Недостаточное давление зажимной матрицы или несоосность между зажимной и гибочной матрицами приводят к проскальзыванию или смещению трубы во время изгиба, что вызывает неравномерное распределение нагрузки на внутренней стороне.
Решения: проверьте давление в зажимном цилиндре, чтобы убедиться, что оно достигает заданного значения. Откалибруйте точность совмещения зажимной и гибочной матриц.
Быстрый способ устранения неисправностей
При появлении морщин проверьте в следующем порядке:
1. Проверьте зазор между матрицей против образования морщин и заготовкой → 2. Уточните положение оправки → 3. Рассчитайте, не слишком ли мало соотношение R/D → 4. Проверьте толщину стенки и состояние материала → 5. Проведите испытание при сниженной скорости гибки → 6. Проверьте износ матрицы и смазку
Большинство проблем с образованием морщин вызваны двумя основными причинами: недостаточной поддержкой и нестабильностью сжатия. Выявление корневой причины позволит эффективно устранить проблему.
