Bagaimana Cara Menghitung Radius Tekuk Menggunakan Rumus, Batas Material, dan Aturan Perkakas?

Radius tikungan yang berfungsi adalah radius yang memenuhi tiga batasan sekaligus: radius tikungan minimum material, radius torsi yang tersedia, dan persyaratan dimensi rakitan. Masalah lantai produksi biasanya muncul jika hanya salah satu dari kendala tersebut yang dipertimbangkan. Misalnya, tabung aluminium OD 40 mm dengan dinding 2 mm mungkin memerlukan radius 5D untuk menghindari kerutan. Jika seorang insinyur menentukan 2D tanpa memeriksa paduan temper, proses produksi bisa gagal.

Poin utamanya adalah penghitungan radius tikungan adalah keputusan desain, bukan pemeriksaan pasca-proses. Hal ini harus dilakukan sebelum perkakas dipesan atau dipotong.

Apa Arti Radius Tikungan Sebenarnya

Titik referensi yang Anda gunakan mengubah definisi. Di pembengkokan tabung dan pipa , radius garis tengah (CLR) adalah referensi standar. Diukur dari titik tengah tikungan sampai sumbu tengah tabung. Jari-jari bagian dalam adalah CLR dikurangi setengah tabung OD, dan jari-jari luar adalah CLR ditambah setengah tabung OD. Untuk lembaran logam, radius tekukan bagian dalam adalah hal yang biasa didiskusikan oleh para desainer dan pembuat cetakan, karena mewakili permukaan bagian dalam dari flensa yang terbentuk.

Perbedaan ini penting karena dinding luar meregang dan dinding dalam menekan selama pemengkokan. Semakin kecil jari-jarinya, regangan dinding luar semakin besar. Ketika regangan melebihi batas pemajangan material, dinding luar akan patah atau menjadi tampak tipis. Itulah batas fisik yang mendorong radius tikungan minimum.

Rumus Inti untuk Menghitung Radius Tikungan

Angka pertama yang Anda perlukan adalah radius tikungan minimum. Untuk lembaran logam, perkiraan paling sederhana adalah dengan mengalikan ketebalan material dengan faktor yang bergantung pada keuletan material.

Tunjangan tikungan kemudian digunakan untuk meniru panjang rata bagian tersebut. Salah satu rumus umum untuk tikungan 90 derajat pada baja ringan adalah:

Kelonggaran Tekuk (BA) = [(0,017453 × Radius Dalam) (0,0078 × Ketebalan Bahan)] × Sudut Tekuk

Rumus ini memberikan perkiraan yang mendekati banyak pengaturan pembengkokan udara. Untuk tabung, kelonggaran tekukan sepanjang garis tengah hanyalah panjang busur dari garis tengah, sering kali dihitung sebagai:

BA = (π × CLR × Sudut Tekuk) / 180

Rumus ini memberi Anda titik awal. Mereka tidak memberi tahu Anda apakah radius tertentu dapat diproduksi tanpa springback, penipisan dinding, atau ovalitas.

Faktor radius tikungan minimum yang khas

Faktor-faktor ini bukan pengganti sertifikasi material atau data perkakas. Ini adalah titik awal untuk pemeriksaan kelayakan.

Kendala Sebenarnya: Bahan, Ketebalan Dinding, dan Perkakas

Radius yang lebih kecil tidak dapat dicapai secara otomatis dengan perkakas yang sama. Ketika sebuah tabung dibengkokkan hingga radius yang sempit, tiga hal terjadi: dinding luar ketebalan, penampang melintang menjadi lonjong, dan pegas mendorong sudut akhir menjauh dari sudut yang ditentukan. Masing-masing efek ini memiliki toleransi yang terukur.

• Penipisan dinding: Untuk tikungan 1D pada baja karbon, penipisan dapat melebihi 20% dari nominal dinding. Untuk saluran hidrolik dan tekanan, hal ini seringkali tidak dapat diterima.
• Ovalitas: Sebuah tikungan yang tidak didukung oleh mandrel dapat menjadi rata-rata sebesar 10% atau lebih. Banyak peraturan industri yang membatasi ovalitas sebesar 8% untuk layanan tekanan dan 5% untuk jalur kritis.
• Springback: Paduan berkekuatan tinggi dan baja tahan karat dapat memantul kembali beberapa derajat. Jari-jari akhir setelah pegas kembali selalu sedikit lebih besar dari jari-jari pahat.

Inilah landasan perhitungan yang tepat mencakup pengaturan perkakas dan proses, bukan hanya rumus geometri. Penyok tarik putar dengan mandrel bisa lebih kencang daripada penyok kompresi. Mesin CNC dengan banyak sumbu dapat mengontrol kecepatan pengumpan dan tikungan untuk mengurangi penipisan.

Mesin Bending Tabung Multi-Radius Otomatis Seri M CNC Penyok otomatis ini menawarkan tiga sumbu servo yang dapat diprogram untuk pengumpan dan rotasi yang presisi, mendukung berbagai mode pembengkokan. Pelumasan mandrel dan sistem pelumasan meningkatkan kepuasan untuk perhitungan radius yang rumit dan masalah penipisan material. Lihat Produk →

Contoh yang Berhasil: Cara Penerapan Perhitungan

Cara yang dapat diperlukan untuk menerapkan konversi adalah dengan memeriksa radius rasio terhadap OD sebelum Anda memikirkan tentang kelonggaran tikungan. Bayangkan Anda perlu membengkokkan pipa baja jadwal 40 berukuran 2 inci. OD sebenarnya adalah 2,375 inci dan dindingnya 0,154 inci. Jika pelanggan menginginkan tikungan 90 derajat dengan radius garis tengah 6 inci, periksa dulu rasio radius terhadap OD.

1. Hitung perbandingannya: 6 2,375 = 2,53. Ini adalah tikungan 2.5D.
2. Untuk baja ringan, 2.5D biasanya aman dengan mandrel. Tanpa mandrel, diharapkan lebih banyak ovalitas dan dinding bagian dalam yang rata.
3. Hitung panjang busur garis tengah: (π × 6 × 90) / 180 = 9,42 inci.
4. Periksa springback: Jika materialnya adalah baja karbon Kelas B, springback mungkin sekitar 1 hingga 2 derajat. Atur mesin ke 88 hingga 89 derajat ke bagian 90 derajat.

Mesin hidrolik semi-otomatis dengan mandrel dapat menangani pekerjaan pipa baja jenis ini secara konsisten, terutama ketika proses produksi kecil hingga sedang.

Mesin Bending Pipa Hidraulik Kinerja Tinggi Seri NC L Penyok hidraulik semi otomatis dengan pembengkokan searah jarum jam dan penjepitan hidraulik, ideal untuk lari sedang. Ia menyimpan 16 program dengan kompensasi pegas dan menangani baja, tahan karat, aluminium, dan banyak lagi, memberikan hasil yang konsisten untuk pemeriksaan radius-ke-OD. Lihat Produk →

Aliran yang sama berlaku untuk aluminium, baja tahan karat, dan tembaga, tetapi faktornya berubah. Untuk aluminium, radiusnya mungkin perlu ditingkatkan menjadi 3D atau 4D kecuali jika tempernya lunak dan menggunakan mandrel.

Aturan Praktis untuk Desain dan Perkakas

Saat Anda mengerjakan produk baru, ikuti aturan berikut sebelum Anda mengutip suatu pekerjaan.

1. Selalu gunakan ketebalan dinding, bukan OD nominal, saat pencahayaan jarak jauh.
2. Untuk tabung, pastikan apakah jari-jarinya adalah jari-jari garis tengah atau jari-jari dalam. Jangan berasumsi bahwa gambar tersebut menggunakan referensi yang sama dengan perkakasnya.
3. Untuk lembaran logam, radius bagian dalam yang lebih kecil dari ketebalan material memerlukan cetakan yang tajam dengan operator khusus dan masih dapat retak.
4. Jika terdapat beberapa jari-jari dalam satu tabung, pertahankan jari-jari terdekat sebagai titik awal. Semua tikungan lainnya harus sama atau lebih besar dari itu.
5. Jika radius sempit tidak dapat dihindari, rencanakan penggunaan mandrel atau paduan yang lebih tinggi dengan ekstensi yang lebih besar.

Untuk pekerjaan produksi di area seperti perpipaan sistem HVAC atau manufaktur otomotif, pilihan radius mempengaruhi izin tikungan tikungan, batas penipisan dinding, dan tingkat izin uji kebocoran akhir.

Kapan Harus Berkonsultasi dengan Produsen Mesin

Anda dapat menghitung radius di atas kertas, tetapi jawaban yang dapat dibuat bergantung pada penyuk yang Anda jalankan. Alat berat dengan rangkaian perkakas dengan radius garis tengah yang lebih besar dapat menghasilkan tikungan yang konsisten untuk saluran hidraulik. Mesin CNC yang sepenuhnya otomatis dengan kontrol servo-hidraulik dapat menyeimbangkan springback dalam satu batch. Ini adalah pertanyaan-pertanyaan yang memerlukan masukan dari produsen mesin.

Berikan OD tabung, ketebalan dinding, spesifikasi material, dan radius garis tengah yang diinginkan. Dengan nilai keempat tersebut, produsen bender dapat merekomendasikan set die, tipe mandrel, dan kecepatan tikungan. Ini adalah jalur yang jauh lebih pendek daripada membatalkan pesanan perkakas.

Untuk produksi campuran tinggi, mesin yang sepenuhnya otomatis dengan kontrol servo-hidraulik memberi Anda sudut tikungan yang dapat diulang dan kemampuan untuk melakukan banyak pekerjaan tanpa mengatur ulang pengontrol secara manual. Untuk pekerjaan dengan tujuan tunggal, mesin hidrolik semi-otomatis dapat melakukan pekerjaan dengan biaya modal yang lebih rendah.

Mesin Bending Tabung Otomatis Seri L CNC dengan Kontrol Servo-Hidraulik Mesin yang sepenuhnya otomatis ini menggabungkan kontrol servo-hidraulik dengan tiga sumbu yang dapat diprogram, memungkinkan sudut yang dapat diulang untuk produksi campuran tinggi. Ini mencakup pelumasan mandrel dan PLC layar sentuh untuk kemudahan pemantauan, cocok untuk pekerjaan yang memerlukan penyesuaian radius yang tepat. Lihat Produk →

Intinya

Menghitung radius tikungan adalah tugas yang mudah jika Anda memiliki masukan yang tepat. Temukan regangan dinding luar maksimum yang diperbolehkan, atur radius di atas material minimum, dan pilih penyetel dengan perkakas yang dapat menahan radius dan mengontrol pegas kembali. Jika Anda tidak yakin dengan tabung atau perkakasnya, kirimkan spesifikasi material dan radius yang diinginkan ke pemasok mesin sebelum melakukan set cetakan.