Dalam fabrikasi tabung presisi, menjaga integritas dinding dan geometri penampang selama pembengkokan intensitas tinggi adalah penentu utama kualitas komponen jadi. Mandrel, yang digunakan sebagai alat pendukung internal, memberikan dukungan radial di zona deformasi pembengkokan dan membantu mengatasi penipisan dinding, ovalisasi, dan kerutan dinding bagian dalam pada tabung berdinding tipis. Pilihan jenis mandrel dan perkakas pendukung bergantung pada geometri tikungan, dimensi tabung, dan persyaratan proses.
Pembengkokan tabung pada dasarnya adalah proses peregangan dan kompresi material. Saat tabung membengkok di sekitar cetakan, dinding luar meregang dan menipis, sementara dinding dalam terkompresi dan rentan terhadap kerutan. Pada tabung berdinding tipis, ketidakseimbangan tegangan ini dapat menyebabkan tabung runtuh di dekat pusat tikungan.
Mandrel yang ditempatkan pada titik singgung memaksa tabung untuk membentuk di sekitar dukungan internal. Ini membantu menjaga kebulatan penampang dan mengurangi penipisan dinding selama pembengkokan.
Tidak semua operasi pembengkokan tabung memerlukan mandrel. Keputusan ini bergantung pada geometri tabung dan tingkat keparahan tikungan. Dua metrik banyak digunakan dalam praktik industri:
| Metrik | Definisi | Ambang batas referensi |
|---|---|---|
| Rasio radius tikungan (R/D) | Radius tikungan garis tengah dibagi diameter luar tabung | Di bawah 3,0, mandrel harus dipertimbangkan |
| Rasio ketebalan dinding | Diameter luar tabung dibagi ketebalan dinding | Di atas 20, dengan radius tikungan yang ketat, mandrel diperlukan |
Ambang batas ini adalah panduan daripada aturan mutlak. Sifat material, pelumasan, kondisi perkakas, dan toleransi dimensi yang diperlukan juga memengaruhi apakah mandrel diperlukan.
Pemilihan mandrel dan cetakan bantu bergantung pada kesulitan tikungan dan karakteristik tabung. Beberapa konfigurasi digunakan dalam produksi:
Pemilihan perkakas ini memengaruhi stabilitas tikungan dan kondisi interior tabung. Dalam operasi dengan radius ketat atau dinding tipis, kombinasi mandrel dan wiper die seringkali diperlukan.
Attachment mandrel seri M6xx dirancang untuk mengatasi siklus perubahan yang lama dan biaya perkakas yang tinggi yang terkait dengan mesin pembengkok tabung CNC konvensional. Mekanisme ekstraksi mandrel otomatisnya melepaskan mandrel saat slide mundur, mengurangi waktu henti selama penggantian perkakas.
Sistem pelumasan terintegrasi, yang dilindungi oleh Paten AS 11478838, dimaksudkan untuk menstabilkan proses pembengkokan. Perunggu digunakan sebagai bahan mandrel standar, memberikan keseimbangan antara kekerasan dan ketangguhan sambil mengurangi risiko menggores interior tabung atau merusak perkakas ketika terjadi penyimpangan keselarasan kecil.
Attachment ini juga memerlukan panjang rangka mesin yang memadai. Batang mandrel harus melewati seluruh panjang tabung dan memanjang ke titik pendukung di belakang cetakan pembengkok, sehingga rangka mesin harus mengakomodasi panjang tabung dan ekstensi batang.