Дорновый трубогиб своими руками

Дорновые трубогибы

В практике выполнения монтажных работ по сборке сантехнических коммуникаций, а также в процессе прокладки трубопроводов сложной пространственной формы требуется двух-, а то и трёхмерная гибка труб. Лучше всего с поставленными задачами справится дорновый трубогиб.

Принцип работы и устройство

Дорновый трубогиб позволяет создать в зоне пластической деформации заготовки напряжённое состояние всестороннего неравномерного сжатия. В результате повышается пластичность материала и снижается шероховатость стенок изделия, что, в свою очередь, уменьшает гидросопротивление перемещению в ней рабочей среды. Одновременно предотвращаются обычные внешние дефекты пространственного гиба трубы по обычной технологии – гофрообразование, искажение профиля на участке гибки, утонение стенок и т.д.

Трубогибочный станок работает так. Подлежащую гибке заготовку устанавливают в профиль матрицы, соответствующий внешнему диаметру изделия, и поджимают подвижным регулируемым прижимом. Внутрь вводят стальной стержень с жёстко закреплённым на нём дорном – оправкой из инструментальной стали, снабжённой конусообразной заходной частью, и имеющей несколько опорных колец. Они могут шарнирно соединяться между собой, давая инструменту возможность изменять свою ось при гибке изделия на заданный угол. Кроме того, каждый последующий дорн служит калибрующим элементом, снижая шероховатость отверстия обрабатываемой детали.

Принцип работы дорна в трубе

Видео демонстрация работы дорнового трубогибочного станка

Таким образом, при гибке труба своей наружной стенкой опирается на матрицу и прижим, а внутренней – на образующую дорна. Этим гарантируется высокое качество поверхности изделия после обработки. В частности, обеспечиваются следующие показатели качества поверхности:

• Для бесшовных горячекатаных труб по ГОСТ 8732 – не ниже 8-го квалитета;
• Для холоднотянутых труб по ГОСТ 8734 – не ниже 7-го квалитета;
• Для прецизионных труб по ГОСТ 9567- не ниже 6-го квалитета.

Типы дорновых трубогибов

Трубогибочный станок, изготовленный своими руками, может иметь ручное, полуавтоматическое и – реже — автоматическое управление. Ручной трубогиб потребует индивидуальной регулировки каждого параметра – от огибающего ролика до стержня, на который насаживается составной дорн. Полуавтоматический станок позволяет программировать угол гибки, длину выдвижения дорна, а также – для особо продвинутых моделей – обеспечивать непрерывное смазывание дорна при его перемещении по внутренней образующей трубы. Наконец, дорновый трубогиб с ЧПУ дополнительно позволяет управлять скоростями вращения дорна и дорнодержателя — в зависимости от материала заготовки и значения угла пространственной гибки. Автоматический и полуавтоматический варианты управления позволяет компенсировать пружинение материала, что особенно важно при трёхкоординатной гибке.

К параметрам управления режимами работы рассматриваемых агрегатов относятся:

1. Радиус гиба (функциональность трубогиба повышается с увеличением количества изгибающих роликов-матриц).
2. Скорость вращения огибающего ролика.
3. Скорость вращения дорна на оправке.
4. Угол гибки детали.

Полуавтоматический трубогибочный станок, работающий по методу дорнования, особенно эффективен при гибке тонкостенных труб. В этом случае минимальный радиус гиба ограничивается только пластичностью деформируемого материала и толщиной стенки изделия.

Ручные дорновые трубогибы и их изготовление

Изготовить своими руками ручной трубогибочный станок для гибки дорнованием не очень сложно. Помимо стандартной опорной рамы, которая будет воспринимать все нагрузки процесса, потребуется своими руками изготовить следующие узлы:

• роликовую матрицу с несколькими значениями рабочих диаметров;
• передний прижим, профиль которого должен соответствовать параметрам гибочной матрицы;
• направляющую, на которую будет опираться заготовка во время деформирования;
• оправку для дорна, в качестве которой может быть использован стальной прут из качественной среднеуглеродистой стали;
• цанговый зажим для закрепления оправки, в качестве которого вполне подойдёт передняя бабка небольшого токарного станка, с небольшими переделками своими руками.

Такой трубогибочный станок может иметь ручной рычажный привод, но вполне доступно приспособить для зажима трубы и небольшой гидравлический цилиндр. Чертеж самого агрегата и всех вышеописанных деталей и узлов можно найти в Интернете.

Особенности изготовления ручного дорнового трубогиба своими руками:

1. От качества фиксации трубы во время гиба зависит точность изготовления пространственного трубчатого элемента, поэтому при изготовлении зажимов необходимо использовать упорную резьбу.
2. Для возврата рычага с гибочным роликом в обратное положение лучше снабжать рычаг мощной возвратной пружиной.
3. Изготовление дорна целесообразно выполнять из инструментальных сталей типа 9ХС или У10А, иначе износостойкость окажется весьма низкой. Ввиду высокого качества и точности данной детали её изготовление лучше доверить токарю-профессионалу.
4. Чертёж опорной рамы под трубогибочный станок чаще предусматривает её сварной вариант из швеллерных профилей металлопроката.

Полуавтоматический трубогиб рассмотренного типа изготовить своими руками значительно сложнее, ибо потребуется установка и отладка простейшего промышленного программатора.

После сборки ручной трубогибочный станок обязательно необходимо опробовать на гибке тонкостенной трубы небольшого диаметра. По результатам испытания проводится окончательная доводка агрегата.

Преимущества дорновых трубогибов

Дорновый трубогиб позволяет получить сколь угодно сложный изгиб без применения физической силы. В чем преимущества работы с устройством рассмотрим далее.

Ручная гибка труб — редкое явление. Давно существуют электрические устройства, позволяющие получить сколь угодно сложный изгиб без применения физической силы. Одним из них выступает дорновый трубогиб. В чем преимущества работы с устройством? Каковы его достоинства и недостатки? Как работает инструмент? Ответы на эти и другие вопросы — далее.

Специфика дорновой гибки труб

Дорном называется стабилизирующий элемент, применяемый на станках для гибки тонкостенных труб. Его задача — сделать место изгиба лишенным каких-либо деформаций, складок, иных дефектов. В качестве дорна обычно применяется длинная металлическая пружина, что, в ряде случаев, покрывается полиуретаном с целью наилучшей стабилизации.

Эту пружину перед началом работы суют в заготовку, помещенную на дорновом трубогибе, после чего загибают под требуемым углом. Наличие стабилизатора — залог получения плавного места сгиба. Его сложно получить, если использовать любой бездорновый трубогиб. Он, конечно, способен ровно согнуть заготовку, но только толстостенную; трубы с тонкими стенками он неизбежно повредит.

Металлическая заготовка принимает криволинейную форму под действием давления. В этот момент на трубу действуют силы, посредством которых внутренняя стенка сжимается, а внешняя — растягивается. На первой образуется большое количество металла (которому попросту некуда деться), на второй же происходит ослабление прочности материала. При гибке на большие радиусы в промышленных условиях возможно ослабление стенки наполовину, то есть труба существенно ухудшает заложенную прочность. Это особо негативно сказывается на тонкостенных заготовках. Дорновая установка для гибки минимизирует потерю физических свойств, чем бездорновый трубогиб не может похвастаться.

Достоинства и недостатки установок

• если используется автоматический или полуавтоматический трубогиб с дорном, можно получать деформируемые трубы в режиме серийного производства;
• исключение появления волнистости («гофры»);
• деформация заготовки не сопровождается изменением толщины стенок.

Как любой иной промышленный агрегат, трубогибочный станок с дорном требует тщательного ухода. Эта необходимость считается главным недостатком машины. Другими минусами трубогибов являются:

• большинство установок ограничены в работе с трубами разных форматов;
• большой вес;
• устройство занимает много места на производственной площадке, не говоря о невозможности использования его дома;
• машины требуют регулярных вложений в запчасти и расходные элементы;
• при необходимости, монтаж и транспортировка обойдутся очень дорого.

Однако достоинства перекрывают недостатки. К тому же, любой бездорновый трубогиб имеет такие же минусы. Теперь — несколько слов о составных частях машины и принципе ее действия.

Устройство трубогиба

• матрица для фиксации заготовок;
• подвижный регулируемый прижим;
• образующая дорна;
• загибочный вал;
• станина.

Это — лишь основные элементы машины. Если на примере полуавтоматического дорнового трубогиба рассмотреть процесс работы, он, в общем случае, будет выглядеть так:

1. Заготовка для гибки помещается в матричный профиль, размер которого равен диаметру изделия, после чего фиксируется двигающимся прижимом.
2. Внутрь трубы вводится стержень из стали с жестко закрепленным дорном, после чего последний фиксируется.
3. В исходное положение ставится насадка и крепится к загибающему валу.
4. Фиксаторы на прижимах затягиваются до упора.
5. Производится загиб трубы на нужный угол.

В случае пережима заготовки устройству дается обратный ход. Поскольку используется дорн, разрушение металлического изделия исключается, и действие допустимо. Приводится обзор известных устройств для дорновой гибки труб.

Классификация трубогибов с дорном

• ручные;
• полуавтоматические;
• автоматические.

Необходимость регулировки оператором каждого отдельного элемента вроде огибающего ролика, стержня — задача ручных трубогибов. Полуавтоматический дорновый трубогибочный станок позволяет программировать некоторые параметры, например, уровень выдвижения стержня. Самые «навороченные» модели способны постоянно смазывать движущийся элемент, пока он деформирует заготовку. Автоматические станки более известны как «станки с ЧПУ» обладают теми же функциями, что и предшественники, а также регулируют скорость вращения дорна. Модели с ЧПУ и п/а больше ручных компенсируют пружинные свойства заготовки. Этим же не может похвастаться бездорновый трубогиб.

Три рассмотренные группы — единственные, четко определяющие классификацию станков. Но есть и иные критерии, по которым они различаются, например:

• радиус гиба (чем больше роликов-матриц, тем выше функционал машины и шире диапазон допустимых радиусов);
• скорость вращения ролика и дорна;
• угол гиба заготовки.

Несмотря на практическую пользу трубогиба с дорном, позволить себе его может далеко не каждое предприятие. Поэтому настоящий умелец может самостоятельно собрать ручной дорновый трубогиб, который ничуть не уступит продаваемым аналогам.

Как собрать трубогиб с дорном своими руками

• массивная опорная рама;
• роликовая матрица с набором рабочих размеров;
• направляющая дорна, служащая опорой для заготовки;
• передний прижим, профиль которого повторяет гибочную матрицу;
• оправку для дорна и другие детали и узлы.

Желательно, чтобы данное устройство имело рычажный привод, однако с задачей вполне справится обычный гидроцилиндр. На строительных форумах имеются советы, как лучше собрать устройство для гибки трубы с дорном, и даже чертежи с подробными спецификациями.

Дорн — компенсирующее звено станка для сгибания металлических труб. Его наличие делает полученную конструкцию надежнее, прочнее и долговечнее, поскольку деформация трубы происходит без образования «гофры» с одной стороны и «растянутого металла» с другой. Этим не может похвастаться бездорновый трубогиб, более распространенный на производствах. Если вы находите представленный экскурс в теорию вопроса неполным, можете поделиться своими знаниями в комментариях к статье.

Предназначение дорнового трубогиба с ЧПУ

Дорновый трубогиб с ЧПУ – оборудование для высокоточной и качественной обработки труб с целью получения изделий, имеющих различные формы и диаметр.

• Классификация
• Преимущества
• Содержание и стоимость
• Самые популярные модели
• Трубогиб своими руками

Дорновый трубогиб с ЧПУ – оборудование, предназначенное для обработки труб с сохранением пропускной способности. Агрегат рекомендуется применять по отношению к тонкостенным трубам. Он хорошо справляется с изделиями из меди, нержавеющей стали и алюминия.

Способность к высокоточной обработке обусловила популярность трубогибочных станков. Он используется как на промышленных предприятиях, так и в бытовых условиях.

Классификация

Дорновые трубогибы делятся на следующие виды:

1. Полуавтоматические.
2. Автоматические.

Полуавтоматические приборы имеют высокую производительность и используются промышленными предприятиями. Они позволяют осуществлять большие объемы работы. Имеют высокую стоимость, поэтому для бытовых целей используются редко. Полуавтоматическим прибором гибка труб выполняется с высокой точностью. Остальная работа осуществляется сотрудниками завода (оператором, или помощником оператора), на котором применяется агрегат.

Автоматический аппарат обладает большей функциональностью, и осуществляет всю работу самостоятельно. Прибор формирует проект, создает программу его осуществления, после чего выполняет необходимые задачи. У ручных аппаратов отсутствует числовое программное управление, поэтому для этой цели они почти не используются. Принцип действия полуавтоматических и автоматических агрегатов схож, но функции различаются в зависимости от конструкции.

По конструкции устройства делятся на приборы, имеющие:

• арбалетную комплектацию;
• гидравлический привод;
• электрическую систему;
• ручную систему;
• комплектацию, изготовленную своими руками.

Аппарат имеет простой принцип работы: после фиксации заготовки обеспечивается нужный изгиб. Задача осуществляется под давлением. Схемы воздействия могут отличаться в зависимости от модели. Дорновым трубогибом задача выполняется благодаря наличию специального элемента. Этим элементом является дорн.

Преимущества

В сравнении со своими аналогами дорновые трубогибочные инструменты имеют ряд преимуществ, обеспечивших его востребованность:

• выполнение качественной и точной гибки на тонкостенных заготовках;
• низкий риск повреждения изделий из мягкого металла;
• наличие внутреннего стабилизатора, защищающего изделие от деформации.

В качестве стабилизатора используется прочная пружина. Покрытие из полиуретана усиливает прочность пружины, и улучшает ее функции. При использовании устройств другого типа образуется волнистость или гофра. Даже если автоматический дорновый инструмент создаст деформацию, она не станет причиной утолщения или сужения стенок. Высокая скорость работы, достигаемая трубогибами, позволяет его использоваться для серийной обработки заготовок.

Содержание и стоимость

Приборы, имеющие дорновую конструкцию, требуют осторожного обращения и периодической чистки. Основными элементами конструкции являются сложносопрягающие механизмы, которые нуждаются в обслуживании.

Станки каждой модели имеют ограничения по формату труб, для обработки которых они могут использоваться. Агрегат отличается большими габаритами, поэтому для него требуется просторное помещение.

Стоимость аппаратов достаточно высока. Это обусловлено тем, что их предполагается использовать для масштабных работ. Наиболее дешевые модели применяются для обработки мелкоформатных труб. Бюджетная группа приборов представлена полуавтоматическим оборудованием. Автоматическими станками обзавестись сложнее по причине более высокой стоимости. Они применяются в промышленных целях.

Самые популярные модели

Наиболее востребованными в силу своих технических характеристик являются модели компании:

• MASTER (СЕ-51);
• Cansa Makina (CNC76, CNC51, CNC38);
• ARCOR (DBM 25T–DBM 120T).

Компания MASTER занимается производством полуавтоматических дорновых трубогибов с числовым программным управлением. Они позволяют вращать в пространстве заготовку для обработки. Имеется возможность произвести зажим трубы при обработке. В процессе работы дорновый механизм автоматически смазывается.

Cansa Makina специализируется на изготовлении моделей, имеющий автоматический принцип работы. Приборы способны обрабатывать заготовки различного диаметра. Достоинством агрегатов является минимальный показатель погрешности в процессе работы.

Фирма ARCOR производит модели, которым свойственна высокая функциональность и эффективность. Аппараты способны заниматься гибкой труб, имеющих большой диаметр. Они позволяют создать изделия с разным направлением сгибания и несколькими ручьями.

Трубогиб своими руками

Трубогибочный станок с ЧПУ – дорогостоящее оборудование, доступное для крупных предприятий, располагающий достаточным бюджетом. Но для домашних целей такой прибор можно изготовить своими руками. Он будет обладать меньшей производительностью, чем профессиональный агрегат. Такое устройство сможет справиться с обработкой заготовок из мягких металлов небольшого диаметра.

Наиболее важным элементом комплектации является массивная рама, на котором будут располагаться остальные части агрегата. После изготовления массивной рамы конструкция дополняется:

• многоручьевыми гибочными роликами;
• эксцентриком;
• зажимными колодками.

Для создания нужного давления потребуется упорное приспособление. Управление элементом осуществляется благодаря штурвалу. В качестве основания могут использоваться трубки из стали. Лебедка выполняет функции привода аппарата.

Изготовить трубогиб дорновой конструкции самостоятельно можно при наличии специального образования. Если прибор планируется использовать для работы с трубами, имеющими большой диаметр, рекомендуется покупка заводского агрегата. Самодельное оборудование не способно справиться с такой задачей.

Трубогиб с пневмогидравлическим приводом

Долгое (очень долгое) время я страдал от того, что не могу выполнять работы, связанные с гибкой труб. «Взрослый» промышленный станок не вмещался в мой бюджет, а гидравлические трубогибы арбалетного типа годятся только для сантехнических работ, т.к. портят тонкостенные трубы. Поэтому пришлось взяться за изготовление трубогиба, который бы устраивал меня по качеству гибки, самому.
Как водится, начал с изучения мирового опыта. Обидно, но у нас большая часть публикаций про самостоятельное изготовление оборудования сводится к «я украл в цеху два ржавых швеллера и сварил их между электродом на даче — зацените мой офигительный станок». Поэтому снова пришлось обратиться к зарубежному опыту. Выяснилось, что наиболее качественным методом гибки является намотка на оснастку. От этого и стали плясать.
В гаражной среде у буржуев очень популярны ручные трубогибы с приводом от зубчатой рейки (такой я тоже строил — опишу отдельно). В то же время, очень многие обладатели таких станочков стремятся оснастить их гидравлическим приводом. Поэтому я решил сразу строить гидравлическую версию.
На момент постройки станка я работал в гараже площадью 7х4 метра, поэтому избытка полезной площади не наблюдалось. Нужно было сделать такой станок, чтобы он не требовал большого количества места ни для работы, ни для хранения. К счастью, в моем гараже были высокие (порядка 4.5 метров) потолки, и это определило выбор форм-фактора станка. Он будет вертикальным.
Сперва я заказал в Штатах гибочные ролики от компании JD2 (пожалуй, самый популярный производитель трубогибов для малых мастерских в США). С оснастки были сняты размеры, и на их основании в SolidWorks была сделана 3D-модель будущего трубогиба. По этой модели из 14мм стали плазмой были вырезаны будущие детали станка.

Далее в деталях были отфрезерованы все необходимые отверстия. Плазменная резка (даже с ЧПУ) не позволяет делать отверстия с нужной точностью. В металле большой толщины они получаются коническими (т.е. на выходе радиус меньше, чем на входе) — это побочный эффект технологии. А если оператор станка наплевательски относится к делу, то отверстие будет еще и не круглым. Поэтому я ограничился лишь разметкой центров отверстий, а сами отверстия делались на фрезерном станке.
Далее были сделаны все необходимые токарные детали: дистанционные и переходные втулки, оси и пальцы для крепления оснастки. Осей и пальцев на фото нет, т.к. они в этот момент были в термичке на закалке.

Далее был куплен длинноходный гидравлический домкрат с пневмоприводом, который используется в гаражных кранах и другой подобной технике. Это самое популярное решение для организации гидравлического привода трубогиба у зарубежных владельцев малых мастерских. Такой гидроцилиндр дает усилие 8 тонн и приводится в действие от обычного пневмокомпрессора, способного выдать 110-120 psi (7.5 атм) — он найдется в любой уважающей себя мастерской. Это позволяет отказаться от применения дорогих гидравлических компонентов. В РФ, правда, такие гидроцилиндры не купить — пришлось заказывать из-за рубежа.

Когда все необходимые детали были на руках, пришло время сборки. Детали рычагов и рамы, где требовалось, сварил между собой. Остальные соединения выполнил на болтах.