Piegatura di tubi di precisione: una guida alla tecnologia e alla selezione dei mandrini

Nella fabbricazione di tubi di precisione, il mantenimento dell'integrità della parete e della geometria della sezione trasversale durante la piegatura ad alta intensità è un determinante fondamentale della qualità del pezzo finito. Un mandrino, utilizzato come strumento di supporto interno, fornisce supporto radiale nella zona di deformazione della piegatura e aiuta ad affrontare l'assottigliamento della parete, l'ovalizzazione e le grinze della parete interna nei tubi a parete sottile. La scelta del tipo di mandrino e degli utensili di supporto dipende dalla geometria della piega, dalle dimensioni del tubo e dai requisiti del processo.

Come funzionano i mandrini nella piegatura dei tubi

La piegatura dei tubi è fondamentalmente un processo di tensione e compressione del materiale. Mentre il tubo si piega attorno a una matrice, la parete esterna si allunga e si assottiglia, mentre la parete interna si comprime ed è soggetta a grinze. Nei tubi a parete sottile, questo squilibrio di stress può causare il collasso del tubo vicino al centro della piega.

Un mandrino posizionato nel punto tangente forza il tubo a formarsi attorno al supporto interno. Ciò aiuta a mantenere la rotondità della sezione trasversale e riduce l'assottigliamento della parete durante la piega.

Quando è necessario un mandrino

Non tutte le operazioni di piegatura dei tubi richiedono un mandrino. La decisione dipende dalla geometria del tubo e dalla gravità della piega. Due metriche sono ampiamente utilizzate nella pratica industriale:

Queste soglie sono linee guida piuttosto che regole assolute. Le proprietà del materiale, la lubrificazione, le condizioni degli utensili e la tolleranza dimensionale richiesta influenzano anche se un mandrino è necessario.

Tipi comuni di mandrini e utensili di supporto

La selezione del mandrino e della matrice ausiliaria dipende dalla difficoltà della piega e dalle caratteristiche del tubo. Diverse configurazioni sono utilizzate nella produzione:

• Mandrino a proiettile : Una struttura solida monopezzo utilizzata per raggi di piega moderati, che fornisce un supporto di base nel punto tangente.
• Mandrino a sfera : Una serie di sfere collegate da un giunto flessibile, che consente al mandrino di raggiungere più in profondità nell'arco di piega e fornire un supporto continuo per pieghe complesse.
• Spazzola di pulizia : Uno strumento installato dietro la matrice di piegatura, utilizzato principalmente per prevenire grinze sulla parete interna del tubo all'inizio della piega.

La selezione di questi utensili influisce sulla stabilità della piega e sulle condizioni dell'interno del tubo. Nelle operazioni con raggi stretti o pareti sottili, sono spesso richieste combinazioni di mandrino e spazzola di pulizia.

Design dell'attacco mandrino serie M6xx

L'attacco mandrino serie M6xx è progettato per affrontare lunghi cicli di cambio e alti costi di attrezzaggio associati alle macchine convenzionali per la piegatura di tubi CNC. Il suo meccanismo di estrazione automatica del mandrino disimpegna il mandrino mentre la slitta si ritrae, riducendo i tempi di inattività durante i cambi di utensile.

Un sistema di lubrificazione integrato, coperto dal brevetto USA 11478838, è destinato a stabilizzare il processo di piegatura. Il bronzo viene utilizzato come materiale standard del mandrino, fornendo un equilibrio tra durezza e tenacità, riducendo il rischio di graffiare l'interno del tubo o danneggiare gli utensili in caso di lievi deviazioni di allineamento.

L'attacco richiede anche una lunghezza sufficiente del telaio della macchina. L'asta del mandrino deve attraversare l'intera lunghezza del tubo ed estendersi fino a un punto di supporto dietro la matrice di piegatura, quindi il telaio della macchina deve ospitare sia la lunghezza del tubo che l'estensione dell'asta.