VDI 3431-2016 Bending of profiles - Testing notes for profile bending elements.pdf

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1、ICS 25.020 VDI-RICHTLINIEN August 2016 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Biegen von Profilen Prfhinweise fr Profilbiegebauteile Bending of profiles Testing notes for profile bending elements VDI 3431 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The Ge

2、rman version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) Fachbereich Produktionstechnik und Fertigungsverfahren VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 2: Fe

3、rtigungsverfahren Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:06.14Entwurf, deutschFormeredition:06/14Draft,inGerman onlyZu beziehen durch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/All rightsreservedVerei

4、nDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2016Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung 2 1 Anwendungsbereich 2 2 Normative Verweise . 2 3 Begriffe . 3 4 Formelzeichen und Abkrzungen . 10 5 Auflistung der gngigsten Prfverfahren . 10 5.1 Taktiles Messen . 10 5.2 Optisches Messen 11 5.3 Lehren 11

5、 5.4 Sichtprfung 11 5.5 Akustische Prfung 11 5.6 Durchstrahlung 11 5.7 Wirbelstromprfung 11 6 Merkmalsbezogene Prfmethoden . 11 6.1 Hlltoleranz . 11 6.2 Wanddicke . 11 6.3 Auendurchmesser 13 6.4 Umfang eines Profils . 14 6.5 Querschnittsflche . 14 6.6 Geradheit des Biegehalbzeugs . 14 6.7 Profilende

6、nverzug 15 6.8 Oberflchengte . 16 6.9 Falten . 16 6.10 Riss 17 6.11 Rundheit 17 6.12 Einfall in der Biegeebene . 18 6.13 Lichte Weite eines Hohlprofils 18 6.14 Abweichung von der Hlltoleranz . 18 6.15 Schweinahtlage und -berhhung des Halbzeugs 18 6.16 Schwerpunktverlauf . 19 6.17 Biegekoordinaten .

7、20 6.18 Tangentenpunkte . 20 6.19 Biegewinkel . 21 6.20 Biegeradius 21 6.21 Biegeebene 22 6.22 Drehwinkel/Drehung des Rohrs in Umfangsrichtung . 22 6.23 Torsionswinkel 22 6.24 Gestreckte Lnge des Biegebauteils 22 7 Prfprozesseignung 22 Schrifttum 25 Preliminary note 2 Introduction . 2 1 Scope 2 2 No

8、rmative references 2 3 Terms and definitions 3 4 Symbols and abbreviations . 10 5 List of the most common testing methods. 10 5.1 Tactile measurement 10 5.2 Optical measurement . 11 5.3 Gauges . 11 5.4 Visual inspection . 11 5.5 Acoustic testing . 11 5.6 Radiography . 11 5.7 Eddy current testing . 1

9、1 6 Characteristic-specific test methods 11 6.1 Envelope tolerance . 11 6.2 Wall thickness 11 6.3 Outside diameter 13 6.4 Circumference of a profile . 14 6.5 Cross-sectional area . 14 6.6 Straightness of the bent semi-finished product 14 6.7 Profile end distortion . 15 6.8 Surface quality . 16 6.9 W

10、rinkling . 16 6.10 Cracking. 17 6.11 Roundness 17 6.12 Collapse on the bending plane . 18 6.13 Clear width of a hollow profile 18 6.14 Deviation from the envelope tolerance 18 6.15 Weld seam location and overheight of the semi-finished product 18 6.16 Cross-sectional gravity centreline 19 6.17 Bendi

11、ng coordinates 20 6.18 Tangent points . 20 6.19 Bending angle 21 6.20 Bending radius . 21 6.21 Bending plane 22 6.22 Rotation angle/rotation of the tube in the circumferential direction 22 6.23 Torsion angle . 22 6.24 Flat length of the bent tubing . 22 7 Testing process suitability 22 Bibliography

12、25 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 2 VDI 3431 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung de

13、r Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Bea

14、chtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the require

15、ments and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyr

16、ight is permitted subject to the licensing con-ditions (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung Biegebauteile weisen verfahrensbedingt spezifische Merkmale auf. Alle Ausprgungen dieser Biege-merk

17、male und die Qualittsansprche mitsamt Toleranzen mssen definiert und geprft werden, um ein Biegebauteil als Ausschuss- oder Gutteil einordnen zu knnen. Fr die Bewertung der zulssigen Ausprgung von Merkmalen am Biegebauteil werden in dieser Richtlinie die Prfmerkmale definiert und im An-schluss Metho

18、den zur Aufnahme der Prfmerkmale aufgezeigt. Fr die jeweiligen Prfmethoden werden Hinweise zur Durchfhrung einer Prfprozesseignung nach VDA Band 5 gegeben. Zudem gelten die Abkr-zungen, Begriffe und Beschreibungen aus der Richtlinie VDI 3430. Introduction Bent tubing parts have specific features whi

19、ch de-pend on the fabrication process used. All of the forms taken by these bending features and the qual-ity requirements including tolerances must be de-fined and tested before a bent tubing part can be classified as a good part or a reject. In the present standard the inspection characteris-tics

20、for evaluating the permitted embodiment of features in the bent tubing part are defined and then the methods for capturing the inspection character-istics are described. For each test method instructions are given on car-rying out a testing process suitability check in ac-cordance with VDA Volume 5.

21、 In addition the abbreviations, terminology and descriptions from standard VDI 3430 will apply. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie bezieht sich auf das Prfen und Messen von gebogenen Profilen. Innerhalb der Richtlinie werden relevante Prf-merkmale vor und nach dem Biegeprozess benannt. Die quantit

22、ativen und qualitativen Bewertungskri-terien der Prfmerkmale sind in den aufgefhrten Prfvorschriften geregelt. Hierzu werden geeignete Prfmethoden vorgeschlagen. 1 Scope This standard deals with the testing and measure-ment of bent profiles. Relevant inspection characteristics both before and after

23、the bending process are named in the stand-ard. The quantitative and qualitative evaluative criteria relating to the inspection characteristics are laid down in the inspection specifications listed. Here suitable test methods are suggested. 2 Normative Verweise Die folgenden zitierten Dokumente sind

24、 fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: VDI 3430:2014-06 Rotationszugbiegen von Profilen VDA Band 5:2011-07 Qualittsmanagement in der Automobilindustrie; Prfprozesseignung; Eig-nung von Messsystemen; Eignung von Mess- und Prfprozessen; Erweiterte Messunsicher-heit; Konformittsbewertung 2 N

25、ormative references The following referenced documents are indispen-sable for the application of this standard: VDI 3430:2014-06 Rotary draw bending of profiles VDA Volume 5:2011-07 Quality management in the Automotive industry; Capability of Measurement Processes; Capability of Measuring Systems; C

26、apa-bility of Measurement Processes; Expanded Meas-urement Uncertainty; Conformity Assessment B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016

27、VDI 3431 3 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die Begriffe nach VDI 3430 und die folgenden Begrif-fe: Auendurchmesser eines Rundrohrs Ma zwischen zwei Punkten (P1, P2) auf dem ue-ren Umfang des Rohrs, die auf einer Strecke mit dessen Schwerpunktverlauf SV liegen Anmerkung: Der Bezu

28、g erfolgt in der Querschnittsebene. Zwei gegenberliegende und zusammengehrige Messpunkte bilden ein Messpunktepaar, siehe Bild 1. Bild 1. Querschnittsebene eines Hohlprofils mit kreisfrmigem Querschnitt Biegebauteil geometrisch aus einer Aneinanderreihung von Zy-linder- und Bogenelementen zusammenge

29、setztes Bauteil Biegeebene Ebene, in der das Bogenelement liegt Anmerkung: Bild 2 stellt die Biegeebenen fr drei Bogen-elemente dar. Bild 2. Biegebauteil mit drei Biegeebenen, vgl. VDI 3430 3 Terms and definitions For the purposes of this standard, the terms and definitions as per VDI 3430 and the f

30、ollowing terms and definitions apply: outside diameter of a round tube distance between two points (P1, P2) on the external circumference of the tube which are located on a straight line passing through the tubes cross-sectional gravity centreline SV Note: The reference is on the cross-sectional pla

31、ne. Two associated and opposing measuring points form a measuring points pair (see Figure 1). Figure 1. Cross-sectional plane of a hollow section with a circular cross-section bent tubing component geometrically composed of a series of cylindrical sections and arc elements bending plane plane on whi

32、ch the arc element lies Note: Figure 2 shows the bending planes for three arc ele-ments. Figure 2. Bent tubing with three bending planes, cf. VDI 3430 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 4 VDI 3431

33、Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Biegekoordinaten Beschreibung eines Biegebauteils durch mindes-tens drei Punkte im zwei- oder dreidimensionalen Raum Anmerkung 1: Der erste und der letzte Punkt sind die End-punkte des Schwerpunktverlaufs. Der dazwischenliegend

34、e Punkt stellt den Schnittpunkt der theoretisch tangential verln-gerten Schwerpunktlinie an den Tangentenpunkt dar. Zu jedem Punkt Pk (auer den Endpunkten), der durch x-, y- (, z-) Koordinaten definiert ist, wird der jeweilige Biegeradius Rk (k = 1, 2, 3, , n) des dazugehrigen Bogenelements angege-b

35、en. Die Angabe der Biegekoordinaten erfolgt absolut zu einem vorher festgelegten Koordinatenursprung. Siehe Bild 3. Anmerkung 2: Die Biegekoordinaten dienen zur Beschrei-bung der Schwerpunktelinie bei konstanten Radien in einer Biegeebene. Bgen mit einem Winkel grer oder gleich 180 mssen aufgeteilt

36、werden. Die Umrechnung der Biegekoordinaten in Maschinenparame-ter erfolgt nach VDI 3430. Bild 3. Idealer Schwerpunktverlauf mit Biegekoor-dinaten Biegeradius (R) Radius eines Kreisbogens, der an einem Bogen-element an dessen Schwerpunktverlauf angenhert wird Biegewinkel () Mittelpunktwinkel (Zentri

37、winkel) eines Bogenele-ments Anmerkung: siehe Bild 4 Bogen gekrmmter Abschnitt eines Profils Anmerkung: siehe Bild 4 bending coordinates description of bent tubing by at least three points in two- or three-dimensional space Note 1: The first and last points are the end points of the cross-sectional

38、gravity centreline. The intermediate point represents the intersection point of the notionally tangentially extended gravity centreline at the tangent point. For each point Pk (in addition to the end points) which is defined by the x, y (, z) coordinates the bending radius Rk (k = 1, 2, 3, , n) of t

39、he corresponding arc element is given. The bending coordinates are quoted in absolute terms with reference to a previously specified origin. See Figure 3. Note 2: The bending coordinates are used for describing the gravity centreline in the case of constant radii in a bending plane. Arcs with an ang

40、le bigger than or equal to 180 must be divided. The method for converting bending coordinates into machine parameters follows VDI 3430. Figure 3. Ideal cross-sectional gravity centreline with bending coordinates bending radius (R) radius of an arc which at an arc element is approx-imated to its cros

41、s-sectional gravity centreline bending angle () central angle of an arc element Note: see Figure 4 arc curved section of a profile Note: see Figure 4 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights re

42、served Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI 3431 5 Bild 4. Biegebauteil mit eingeschlossenem Biege-winkel, vgl. VDI 3430 Bogenelement Abschnitt eines Bogens, der eben ist und einen konstanten Biegeradius aufweist Anmerkung: Bogenelemente knnen zu einem Bogen zu-sammengesetzt werden,

43、siehe Bild 4. Drehwinkel des Profils in Umfangsrichtung ()Winkel von zwei aufeinanderfolgenden Biege-ebenen zueinander Anmerkung: siehe Bild 5 Bild 5. Biegebauteil mit zwei Drehwinkeln, vgl. VDI 3430 Einfall an einem Rohr (e) Differenz aus Nennauendurchmesser und minima-lem Auendurchmesser im Verlau

44、f in Lngsrich-tung innerhalb der Biegeebene Anmerkung: siehe Bild 6 Figure 4. Bent tubing with included bending angle, cf. VDI 3430 arc element section of an arc which is flat and has a constant bending radius Note: Multiple arc elements can be joined together to form an arc (see Figure 4). rotation

45、 angle of the profile in the circumferential direction () angle between two successive bending planes Note: see Figure 5 Figure 5. Bent tubing with two rotation angles, cf. VDI 3430 collapse in a tube (e) difference between the nominal outside diameter and the minimum outside diameter in the longitu

46、-dinal direction within the bending plane Note: see Figure 6 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 6 VDI 3431 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Bild 6. Einfall e

47、 eines Hohlprofils mit kreisfrmigem Querschnitt, vgl. VDI 3430 Falten wellenfrmige Abweichung der tatschlichen von der idealen Profilkontur Anmerkung: siehe Bild 7 Bild 7. Primre und sekundre Faltenbildung, vgl. 3 Geradheit des Biegehalbzeugs Ma fr die bereinstimmung des Schwerpunkt-verlaufs mit der

48、 idealen Schwerpunktlinie Anmerkung: Im Idealfall ist der Schwerpunktverlauf parallel zur Schwerpunktlinie mit dem Abstand t = 0. gestreckte Lnge eines Biegebauteils Lnge des Schwerpunktverlaufs eines Biegebau-teils bei voller Querschnittsflche Anmerkung: siehe Bild 8 Bild 8. Lnge eines Biegebauteil

49、s bei voller Quer-schnittsflche Figure 6. Collapse e of a hollow section with a circular cross-section, cf. VDI 3430 wrinkling undulating deviation of the actual from the ideal profile contour Note: see Figure 7 Figure 7. Primary and secondary wrinkling, cf. 3 straightness of the bent semi-finished product measure of the coincidence of the cross-sectional gravity centreline with the ideal gravity centreline Note: In the ideal case the cross-sectional grav