Негативные факторы, возникающие при гибке

Предварительно отметим, что по технологическому признаку трубы условно можно подразделить на четыре группы в зависимости от отношения D_н,/s: до 15  толстостенные; свыше 15 до 30  тонкостенные; свыше 30 до 100 особотонкостенные; свыше 100 до 130  сверхтонкие. Особенности изготовления трубных деталей в зависимости от типа трубы подробно изложено в специальной литературе.

В процессе гибки тонкостенных деталей авиатехники возможно появление следующих технологических дефектов, которые необходимо учитывать при проектировании технологического процесса: искажение формы поперечного сечения заготовки (рис.10); разрыв наружных волокн при недопустимо больших деформациях ; потеря устойчивости в форме образования утонений или складок (гофр) на сжатой стороне профиля (рис.11); большое пружинение заготовки; утонение стенки трубы в зоне растяжения и утолщение стенки трубы в зоне сжатия. Степень овализации выражается величиной . При и искажение невелико. При гибке по пуансону тогда справедлива для стальных труб с условием Для других материалов имеем другие формулы.

Рис.10. Искажение профиля тонкостенной заготовки: а – уголка (малковка); б – трубы (овализация)	Ри.11. Образование складок у тонкостенных профилей: а и б – поперечных; в- продольных

Степень деформации материала при гибке труб характеризуется относительным радиусом изгиба . Чем меньше величина , тем большие деформации и напряжения испытывают стенки трубчатой детали. Минимальные относительные радиусы зависят от механических свойств материала заготовки, допустимого утонения стенок, допустимой высоты волн на вогнутой стороне детали и допустимой овальности ее сечения.

На трубопроводах, работающих при вибрационных нагрузках, волнистость не допускается, так как она вызывает концентрацию напряжений. На трубопроводах высокого давления, работающих в статических условиях опаснее чрезмерное утонение стенок. Например, минимальную толщину стенки приближенно можно рассчитать по следующей формуле: . При толщина . Разностенность также недопустима для труб, работающих при высоких температурах. Обычно минимальное значение величины берется не менее 2,5-3. Овальность сечений в зависимости от назначения детали допускается от 2 % до 8 % исходного диаметра. Если при заданных конструктивных размерах изгибаемого участка деталь получает недопустимую овальность, применяют гибку с заполнителем.

Наполнители труб применяются для предотвращения потери устойчивости трубы и отклонения от округлости при гибке. Давление наполнителя, находящегося внутри трубы, должно уравновешивать внутреннее напряжение в металле трубы, возникающее при гибке. В зависимости от марки материала, диаметра, толщины стенок и конфигурации труб при гибке в качестве наполнителя могут использоваться жидкостные, легкоплавкие и сыпучие материалы. Жидкостные наполнители используются только при гибке труб из сталей и алюминиевых сплавов диаметром до 27 мм. К жидким наполнителям относится эмульсия, получаемая смешением эмульсола с водой. Эмульсолы в зависимости от концентрации компонентов могут быть разных марок (ГОСТ 1975-75).

При гибке труб из алюминиевых сплавов и сталей диаметром до 80 мм в качестве сыпучих наполнителей применяют кварцевый и речной песок, сернокислый калий и др.

К легкоплавким наполнителям относятся канифоль, техническая мочевина (рекомендуется для гибки труб из сталей 20А и 12Х18Н10Т), азотнокислый калий марок ХДА, Х4 (для труб из стали 12Х18Н10Т, титановых сплавов и сталей), технический сорбит с глицерином (для гибки труб из титановых сплавов, алюминиевых сплавов и коррозионно-стойких сталей) К легкоплавким наполнителям относится также полиэтиленгликоль-115, которое является твердым водорастворимым нейтральным веществом. Причем оно не летучее, не токсичное, не взрывоопасное и не пожароопасное, температура плавления около 70⁰С, в расплавленном состоянии  легкоподвижная жидкость, температура кристаллизации порядка 48…53⁰С.

Значение минимально допустимого радиуса изгиба труб устанавливается с учетом условий надежной работы трубопроводов изделий. Экономически целесообразные и технически обоснованные методы гибки труб в инструментальной оснастке можно выбрать по соответствующим номограммам, приведенных в специальной литературе.

Заметим, что при гибке тонкостенных заготовок закрытого профиля для предотвращения сплющивания и потери стенками устойчивости также применяют наполнители. Для устранения этих нежелательных явлений, стараются ограничить свободу перемещений сгибаемой заготовки в зоне деформации замкнутым контуром инструмента (гибочным пуансоном и прижимным роликом). Обобщая сказанное выше отметим, что параметры исследуемого технологического процесса должны быть выбраны соответствующим образом для того, чтобы в процессе формообразования не допустить появление неисправимого брака. Не выполнение этого условия приводит к увеличению объема ручных доводочных работ, что увеличивает себестоимость изготовления деталей.