Curvatura de Tubos de Precisão Um Guia para Tecnologia e Seleção de Mandril

Na fabricação de tubos de precisão, a manutenção da integridade da parede e da geometria da seção transversal durante a dobra de alta intensidade é um determinante central da qualidade da peça acabada. Um mandril, usado como ferramenta de suporte interno, fornece suporte radial na zona de deformação da dobra e ajuda a resolver o afinamento da parede, a ovalização e o enrugamento da parede interna em tubos de parede fina. A escolha do tipo de mandril e das ferramentas de suporte depende da geometria da dobra, das dimensões do tubo e dos requisitos do processo.

Como os mandris funcionam na dobra de tubos

A dobra de tubos é fundamentalmente um processo de tensão e compressão do material. À medida que o tubo se dobra em torno de uma matriz, a parede externa estica e afina, enquanto a parede interna comprime e é propensa a enrugamento. Em tubos de parede fina, esse desequilíbrio de tensão pode fazer com que o tubo colapse perto do centro da dobra.

Um mandril posicionado no ponto tangente força o tubo a se formar em torno do suporte interno. Isso ajuda a manter a circularidade da seção transversal e reduz o afinamento da parede durante a dobra.

Quando um mandril é necessário

Nem toda operação de dobra de tubos requer um mandril. A decisão depende da geometria do tubo e da severidade da dobra. Duas métricas são amplamente utilizadas na prática industrial:

Esses limiares são diretrizes, não regras absolutas. As propriedades do material, a lubrificação, a condição da ferramenta e a tolerância dimensional exigida também afetam se um mandril é necessário.

Tipos comuns de mandris e ferramentas de suporte

A seleção do mandril e da matriz auxiliar depende da dificuldade da dobra e das características do tubo. Várias configurações são usadas na produção:

• Mandril de bala : Uma estrutura sólida de uma peça usada para raios de dobra moderados, fornecendo suporte básico no ponto tangente.
• Mandril de esfera : Uma série de esferas conectadas por uma junta flexível, permitindo que o mandril alcance mais fundo no arco de dobra e forneça suporte contínuo para dobras complexas.
• Matriz de limpeza (Wiper die) : Uma ferramenta instalada atrás da matriz de dobra, usada principalmente para evitar enrugamento na parede interna do tubo no início da dobra.

A seleção dessas ferramentas afeta a estabilidade da dobra e a condição do interior do tubo. Em operações com raios apertados ou paredes finas, combinações de mandril e matriz de limpeza são frequentemente necessárias.

Projeto do acessório de mandril da série M6xx

O acessório de mandril da série M6xx é projetado para lidar com ciclos de troca longos e altos custos de ferramental associados a máquinas convencionais de dobra de tubos CNC. Seu mecanismo automatizado de extração do mandril desengata o mandril à medida que o carro se retrai, reduzindo o tempo de inatividade durante as trocas de ferramentas.

Um sistema de lubrificação integrado, coberto pela Patente Americana 11478838, destina-se a estabilizar o processo de dobra. O bronze é usado como material padrão do mandril, proporcionando um equilíbrio entre dureza e tenacidade, ao mesmo tempo em que reduz o risco de arranhar o interior do tubo ou danificar as ferramentas quando ocorrem desvios de alinhamento menores.

O acessório também requer comprimento suficiente do quadro da máquina. A haste do mandril deve passar por todo o comprimento do tubo e estender-se até um ponto de suporte atrás da matriz de dobra, portanto, o quadro da máquina deve acomodar tanto o comprimento do tubo quanto a extensão da haste.