チューブストレッチベンディングマシン は工業用冷間成形プロセスであり、金属異形材またはチューブに軸方向の引張力を加え、同時に成形ダイの周囲または曲げロール間で曲げます。曲げの前および曲げ中に材料に降伏点を超えて事前に張力を与えることにより、従来のロール曲げや回転絞り曲げで発生する弾性と塑性の組み合わせではなく、ワークピースの断面全体が塑性変形の状態になります。この応力状態の根本的な違いにより、スプリングバックが大幅に減少し、優れた形状精度が得られ、断面歪みが最小限に抑えられます。
チューブストレッチベンディングマシンの設備は、完全な油圧制御システムを使用して、張力と曲げの進行の両方を正確に管理します。鋼管、角管、H形鋼、I形鋼、溝形鋼、山形鋼、アルミ押出形材など幅広い金属形材の加工が可能です。材料使用率が超過 95% ほとんどの用途で、このプロセスでは最大で 12メートル 単一のマシン パスで実行できるため、大規模な建築、交通、インフラストラクチャ構造に最適なテクノロジーとなっています。
チューブストレッチベンディングマシンの仕組み: プロセスのメカニズム
チューブストレッチベンディングマシンのプロセスには、調整された 3 つのフェーズが含まれており、すべて油圧制御システムによって管理されます。
- プリテンション: プロファイルの両端は、油圧作動のジョー チャックによってグリップされます。油圧シリンダーは、降伏強度を超えてプロファイル全体を引き伸ばす軸方向の引張力を適用します。 2~8%の伸び 材料の延性とターゲットの曲げ半径によって異なります。これにより、曲げが始まる前に断面全体が塑性ゾーン内にあることが保証されます。
- ラップ成形: 軸方向の張力を維持しながら、成形ダイ (回転テーブル タイプの場合) またはプロファイル (ダブルアーム タイプの場合) が移動して、張力のかかった材料をダイの輪郭に徐々に巻き付けます。張力と曲げ力の組み合わせにより、外側の繊維がさらに伸びる一方で、内側の繊維の座屈やシワが抑制され、その結果、きれいで均一な曲げプロファイルが得られます。
- ストレッチ後とリリース: ラップの完了後、断面全体の残留応力を均一にするために、引張力をさらに増加させます。その後グリップが解放され、スプリングバックは最小限になります。 0.5°未満 従来の曲げ方法では 3 ~ 10° であったのに対し、アルミニウム プロファイルでは角度誤差が大幅に減少しました。
その結果、正確な曲率、無視できるねじれ、および保持された断面を備えた曲げプロファイルが得られます。 元の寸法精度の 90 ~ 98% これは、多くの同一コンポーネントにわたる視覚的および構造的な一貫性が必須となる、建築用のカーテン ウォール フレーム、電車の車体構造、スタジアムの屋根のアーチにとって重要な要件です。
チューブストレッチベンディングマシンシリーズの機種
回転テーブル式チューブストレッチベンディングマシン
大半径の曲げに最も一般的な構成。プロファイルは、中央の回転テーブルに取り付けられたスイング アームによって両端がクランプされます。テーブルが回転すると、プロファイルが固定成形ダイの中心に巻き付きます。回転テーブル機械は、長いプロファイル (円弧長さ 12 m まで) で一貫した円弧を生成することに優れており、建築用アルミニウム カーテンウォール フレーム、スタジアムの屋根の梁、電車の屋根のアーチ部材などに広く使用されています。大型モデルの最大引張力に達する 2,000~5,000kN 、重い構造用鋼セクションに対応します。
双腕式チューブストレッチベンディングマシン
独立して制御される 2 つの油圧アームがプロファイルの端をつかみ、中央の成形ダイの周囲で調整された円弧を描いて動きます。ダブルアーム構成により、非対称の曲げ (ダイの両側で異なる曲げ半径) が可能になり、非円弧形状に対してより柔軟になります。自動車の構造押出材 (ドア敷居梁、ルーフ レール)、エレベーターのガイド レール アーチ、および複雑な航空機の胴体フレーム セクションに適しています。
業界固有のバリアント
特殊なチューブストレッチベンディングマシンは、特定の業界用途向けに開発されました。
- シャワールームとドアフレームの機械: フレームガラスエンクロージャや建築ドア周囲の薄肉アルミニウム押出材を狭い半径に曲げるための、コンパクトで低力のモデルです。
- 列車屋根梁機械: 最大 20 メートルの長さのステンレス鋼またはアルミニウムのチューブ ストレッチ ベンディング マシンを、高速鉄道車両の屋根構造に必要な正確な曲線に成形できる、頑丈なロングテーブル モデルです。
- エレベーターガイドレール曲げ機: 高層ビルのエレベーター システムで使用される T セクション エレベーター レールを正確に歪みなく曲げられるように設計されています。
従来の方法と比較したチューブストレッチベンディングマシンの主な利点
| パフォーマンスファクター | チューブストレッチベンディングマシン | ロールベンディング | プレス曲げ |
|---|---|---|---|
| 成形後のスプリングバック | <0.5° (アルミニウム) | 3~8° | 2~6° |
| 断面歪み | 最小限 (<2%) | 中程度 (3 ~ 8%) | 高 (5 ~ 15%) |
| しわのリスク(内側) | なし(張力が邪魔する) | 薄い壁でも可能 | 薄い切片に存在する |
| 1 回の操作あたりの最大アーク長 | 最大12m | 通常 3 ~ 6 m | プレス幅による制限 |
| 材料の利用 | >95% | 85 ~ 92% | 80~90% |
チューブストレッチベンディングマシンに適した材質
チューブストレッチベンディングマシン プリテンションやラップ成形に破損することなく耐えられる十分な延性を備えたすべての金属材料に適用できます。材料の破断点伸びは通常、次の値を超える必要があります。 8~10% 信頼性の高いチューブストレッチベンディングマシンの結果を得るには:
- アルミニウムフレーム(6061-T4、6063-T4、7075-T0): 最も一般的なチューブストレッチベンディングマシンの素材です。 T4 または焼きなまし (T0) 焼き戻しは、チューブ ストレッチ ベンディング マシンに必要な延性を提供します。部品は、T6 強度特性を回復するために、曲げ後に時効処理される場合があります。
- 炭素鋼およびHSLA鋼のプロファイル: S355 までのグレードの H 形鋼、チャンネル鋼、および中空セクションは、構造用途のために日常的に引き伸ばし曲げされます。より高強度のグレード (S460) には、より高い引張力とより慎重な延性管理が必要です。
- ステンレス鋼のプロファイル: 建築および食品加工用途で使用されます。ステンレス鋼の高い加工硬化率は、チューブストレッチベンディングマシンにおいて実際に有益であり、成形中の降伏強度が増加し、形状保持力が向上します。
- 銅および真鍮の押出材: 建築装飾要素や電気バスバーに適用されます。優れた延性により、チューブストレッチベンディングマシンで破断することなく大きな変形が可能です。
主な業界用途
高速鉄道と地下鉄の構造物
鉄道車両の屋根アーチ、窓枠の押し出し材、および側壁の構造部材は、アルミニウムまたはステンレス鋼のプロファイルから車体の正確な曲率に合わせて引き伸ばし曲げされます。各コンポーネントは、嵌合部品と次の寸法公差で一致する必要があります。 15 メートルのアーク長で ±0.5 mm —チューブストレッチベンディングマシンの最小限のスプリングバック特性によってのみ達成可能です。
自動車用構造用フレーム
ドアシルビーム、Aピラーレインフォースメント、ルーフレール、バンパービームなどのボディインホワイトの構造部材は、車両のボディカーブに合わせて高強度アルミニウム押出材(6xxxまたは7xxxシリーズ)から曲げ加工されています。曲げ後の時効処理により、T6 焼き戻し強度が完全に回復し、衝突エネルギー管理に必要な構造性能が提供されます。
空港とスタジアム
空港ターミナルの屋根、スタジアムのキャノピー、展示ホールのフレームなどの大スパンの曲面鋼構造では、重量鋼の中空部分や H 形鋼を特定の半径に曲げる必要があります。最大セクションのチューブストレッチベンディングマシン HEA 300 または RHS 300×150 これらの建築用途では、半径 10 ~ 50 メートルまでが標準的な方法です。
カーテンウォールおよびファサードシステム
建築用アルミニウム カーテンウォール プロファイル (T 型断面、U 型断面、およびカスタム押し出し成形) は、引き伸ばして曲げられて、建物のファサードやアトリウムの屋根の湾曲した垂直および水平格子部材を形成します。正確な半径制御により、美観と耐候性の重要な要件であるファサードの高さ全体にわたって均一なガラス接合部の幅が確保されます。
チューブストレッチベンディングマシンに関するよくある質問
チューブストレッチベンディングマシンで達成可能な最小曲げ半径はどれくらいですか?
チューブストレッチベンディングマシン に最適化されています 半径が大きく、曲率が緩やかな用途 (半径とセクションの高さの比は通常 5:1 より大きくなります)。外側の繊維の伸びが材料の破断限界を超えるような、より狭い半径の場合は、従来の回転絞り曲げまたはプレス曲げがより適切です。アルミニウム押出成形品は、通常、R/H 比 (曲げ半径と断面高さ) を最小限に抑えることができます。 3:1–5:1 チューブストレッチベンディングマシンを介して;鋼セクションでは、ほとんどの場合、10:1 以上の R/H が必要です。
チューブストレッチベンディングマシンはプロファイルの機械的特性に影響しますか?
チューブストレッチベンディングマシンでのプリテンションとラップ成形により、断面全体に加工硬化が導入され、通常は降伏強度が向上します。 5~15% 延性がわずかに低下します。 T4 調質のアルミニウム合金の場合、部品を曲げた後に人工的に時効処理して T6 の機械的特性を達成することができます。鋼の場合、加工硬化は一般に構造用途にとって有益であるか、無視できる程度です。
H形鋼やI形鋼などの非対称形材をねじらずに引き伸ばし曲げることはできますか?
はい、プロファイルがその強軸を中心に曲げられ (ウェブが曲がる)、偏心荷重を防ぐためにジョー チャックがプロファイルを対称的にグリップする場合に限ります。ダイ接触ゾーンの近くに取り付けられたねじれ防止ガイド固定具は、非対称または複雑なプロファイルによく使用されます。最新のチューブ ストレッチ ベンディング マシンには、曲げ中にプロファイルが回転する傾向を積極的に抑制する油圧クランプ トルク補正機能が搭載されています。
成形ダイはチューブストレッチベンディングマシン用途向けにどのように設計されていますか?
成形ダイ (曲げフォームまたはストレッチ ブロックとも呼ばれます) は、ワークピースの断面に一致するように成形されたダイ面を使用して、目標の曲げ半径に機械加工されます。単純な円弧の場合、ダイは円柱のセグメントです。複合曲線または非円形の円弧の場合、ダイのプロファイルを CNC 加工して、建築設計の点群またはスプライン曲線に一致させることができます。通常、金型の材料は鋳鉄、アルミニウム合金、または広葉樹(短期間のプロトタイプ作業用)であり、通常は各プロファイルと半径の組み合わせに合わせてカスタムメイドされます。

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