Stroj za oblikovanje kraja s više stanica završava svoj ciklus kako bi formirao zatvoreni zavar na kraju bakrene cijevi.
Zamislite tok vrijednosti gdje se cijevi režu i savijaju.U drugom dijelu postrojenja, prstenovi i drugi strojno obrađeni dijelovi se strojno obrađuju i zatim šalju na sastavljanje za lemljenje ili na neki drugi način pričvršćivanje na krajeve cijevi.Sada zamislite isti tok vrijednosti, ovaj put finaliziran.U ovom slučaju, oblikovanje krajeva ne samo da povećava ili smanjuje promjer kraja cijevi, već također stvara niz drugih oblika, od složenih utora do zavoja koji ponavljaju prstenove koji su prethodno bili zalemljeni na svoje mjesto.
U području proizvodnje cijevi postupno se razvijala tehnologija oblikovanja krajeva, a proizvodne tehnologije uvele su dvije razine automatizacije u proces.Prvo, operacije mogu kombinirati nekoliko koraka preciznog oblikovanja kraja unutar istog radnog područja – zapravo, jedna gotova instalacija.Drugo, ovo složeno oblikovanje kraja integrirano je s drugim procesima proizvodnje cijevi kao što su rezanje i savijanje.
Većina primjena povezanih s ovom vrstom automatiziranog oblikovanja krajeva je u proizvodnji preciznih cijevi (često bakrenih, aluminijskih ili nehrđajućih čelika) u industrijama kao što su automobilska i HVAC industrija.Ovdje oblikovanje krajeva eliminira mehaničke spojeve dizajnirane da osiguraju nepropusne spojeve za protok zraka ili tekućine.Ova cijev obično ima vanjski promjer od 1,5 inča ili manje.
Neke od najnaprednijih automatiziranih ćelija počinju s cijevima malog promjera koje se isporučuju u kolutima.Prvo prolazi kroz stroj za ravnanje, a zatim se reže na željenu duljinu.Robot ili mehanički uređaj zatim transportira obradak na konačno oblikovanje i savijanje.Redoslijed pojavljivanja ovisi o zahtjevima aplikacije, uključujući udaljenost između savijanja i samog konačnog oblika.Ponekad robot može pomaknuti jedan obradak od kraja do savijanja i natrag do kraja ako aplikacija zahtijeva kraj cijevi oblikovan na oba kraja.
Broj proizvodnih koraka, koji mogu uključivati neke visokokvalitetne sustave za oblikovanje krajeva cijevi, čini ovu vrstu ćelije produktivnijom.U nekim sustavima, cijev prolazi kroz osam stanica za oblikovanje krajeva.Projektiranje takvog postrojenja počinje s razumijevanjem što se može postići s modernim završnim kalupljenjem.
Postoji nekoliko vrsta preciznih alata za oblikovanje krajeva.Probijači Probijači su "tvrdi alati" koji oblikuju kraj cijevi, smanjuju ili proširuju kraj cijevi na željeni promjer.Rotirajući alati skosavaju ili strše iz cijevi kako bi se osigurala površina bez rubova i dosljedna završna obrada.Drugi rotirajući alati izvode proces valjanja za stvaranje utora, zareza i drugih geometrija (vidi sliku 1).
Slijed oblikovanja kraja može započeti skošenjem, koje osigurava čistu površinu i dosljednu duljinu izbočine između stezaljke i kraja cijevi.Matrica za probijanje zatim izvodi proces savijanja (vidi sliku 2) širenjem i skupljanjem cijevi, uzrokujući da višak materijala formira prsten oko vanjskog promjera (OD).Ovisno o geometriji, drugi probijači mogu umetnuti ivice duž vanjskog promjera cijevi (ovo pomaže pričvrstiti crijevo na cijev).Rotirajući alat može rezati dio vanjskog promjera, a zatim alat koji reže navoj na površini.
Točan redoslijed korištenih alata i postupaka ovisi o primjeni.S osam stanica u radnom području krajnjeg oblika, niz može biti prilično opsežan.Na primjer, niz poteza postupno oblikuje greben na kraju cijevi, jedan potez širi kraj cijevi, a zatim još dva poteza sabijaju kraj da bi se formirao greben.Izvođenje operacije u tri faze u mnogim slučajevima omogućuje vam da dobijete kuglice više kvalitete, a sustav oblikovanja kraja s više položaja omogućuje ovu sekvencijalnu operaciju.
Krajnji program za oblikovanje niza operacije za optimalnu točnost i ponovljivost.Najnoviji potpuno električni strojevi za oblikovanje krajeva mogu precizno kontrolirati položaj svojih matrica.Ali osim skošenja i narezivanja navoja, većina koraka obrade lica je oblikovanje.Oblikovanje metala ovisi o vrsti i kvaliteti materijala.
Razmotrite ponovno postupak izrade perli (vidi sliku 3).Poput zatvorenog ruba u limu, zatvoreni rub nema praznine prilikom oblikovanja krajeva.To omogućuje bušilici da oblikuje perle na točno određenom mjestu.Zapravo, bušilica "probija" perlu određenog oblika.Što je s otvorenim rubom koji podsjeća na izloženi rub lima?Razmak u sredini kuglice može stvoriti probleme s ponovljivošću u nekim primjenama – barem ako je oblikovan na isti način kao zatvorena kuglica.Udarci mogu oblikovati otvorene kuglice, ali budući da ne postoji ništa što bi poduprlo kuglicu od unutarnjeg promjera (ID) cijevi, jedna kuglica može imati malo drugačiju geometriju od sljedeće, ta razlika u toleranciji može, ali i ne mora biti prihvatljiva.
U većini slučajeva krajnji okviri s više stanica mogu imati drugačiji pristup.Probijač prvo proširuje unutarnji promjer cijevi, stvarajući valovito mjesto u materijalu.Alat za oblikovanje kraja s tri valjka dizajniran sa željenim negativnim oblikom ruba zatim se steže oko vanjskog promjera cijevi i rub se kotrlja.
Precizni oblikivači krajeva mogu stvoriti različite oblike, uključujući one asimetrične.Međutim, krajnje oblikovanje ima svoja ograničenja, od kojih je većina povezana s oblikovanjem materijala.Materijali mogu izdržati samo određeni postotak deformacije.
Toplinska obrada površine štanca ovisi o vrsti materijala od kojeg je konstrukcija izrađena.Njihov dizajn i obrada površine uzimaju u obzir različite stupnjeve trenja i druge parametre konačnog oblikovanja koji ovise o materijalu.Probijači namijenjeni za obradu krajeva cijevi od nehrđajućeg čelika imaju drugačije karakteristike od izbijača namijenjenih za obradu krajeva aluminijskih cijevi.
Različiti materijali također zahtijevaju različite vrste maziva.Za tvrđe materijale poput nehrđajućeg čelika može se koristiti gušće mineralno ulje, a za aluminij ili bakar netoksično ulje.Metode podmazivanja također se razlikuju.Procesi rotacijskog rezanja i valjanja obično koriste uljnu maglu, dok se za utiskivanje mogu koristiti mlaznice ili maziva uljne magle.Kod nekih probijača ulje teče izravno iz probijača u unutarnji promjer cijevi.
Oblikivači krajeva s više položaja imaju različite razine sile probijanja i stezanja.Ako su ostale stvari jednake, jači nehrđajući čelik će zahtijevati više sile stezanja i probijanja od mekog aluminija.
Gledajući krupni plan oblikovanja kraja cijevi, možete vidjeti kako stroj pomiče cijev prije nego što je stezaljke drže na mjestu.Održavanje konstantnog prevjesa, to jest duljine metala koji se proteže izvan učvršćenja, je kritično.Za ravne cijevi koje se mogu pomaknuti do određenih graničnika, održavanje ove izbočine nije teško.
Situacija se mijenja kada se suočite s prethodno savijenom cijevi (vidi sliku 4).Proces savijanja može malo produžiti cijev, što dodaje još jednu dimenzijsku varijablu.Na ovim postavkama, orbitalni alati za rezanje i oblaganje režu i čiste kraj cijevi kako bi bili sigurni da je točno tamo gdje treba biti, kako je programirano.
Postavlja se pitanje zašto se nakon savijanja dobije cijev?Ima veze s alatima i poslovima.U mnogim slučajevima, završni predložak postavlja se tako blizu samog savijanja da nema preostalih ravnih dijelova koje bi alat za prešu mogao pokupiti tijekom ciklusa savijanja.U tim je slučajevima puno lakše saviti cijev i provući je do oblikovanja kraja, gdje se drži u stezaljkama koje odgovaraju radijusu savijanja.Odatle, krajnji oblikovnik reže višak materijala, zatim stvara željenu konačnu geometriju oblika (opet, vrlo blizu savijanja na kraju).
U drugim slučajevima, oblikovanje kraja prije savijanja može zakomplicirati proces rotacijskog izvlačenja, osobito ako oblik kraja ometa alat za savijanje.Na primjer, stezanje cijevi za zavoj može iskriviti prethodno izrađeni krajnji oblik.Stvaranje postavki savijanja koje ne oštećuju konačnu geometriju oblika na kraju predstavlja više problema nego što vrijedi.U tim slučajevima lakše je i jeftinije preoblikovati cijev nakon savijanja.
Ćelije za oblikovanje krajeva mogu uključivati mnoge druge procese proizvodnje cijevi (vidi sliku 5).Neki sustavi koriste i savijanje i oblikovanje krajeva, što je uobičajena kombinacija s obzirom na to koliko su ta dva procesa blisko povezana.Neke operacije započinju oblikovanjem kraja ravne cijevi, zatim nastavljaju na savijanje rotacijskim povlačenjem kako bi se formirali polumjeri, a zatim se vraćaju na stroj za oblikovanje kraja kako bi se obradio drugi kraj cijevi.
Riža.2. Ove završne role izrađuju se na stroju za rubove s više stanica, gdje probijač proširuje unutarnji promjer, a drugi komprimira materijal kako bi se formirala perla.
U ovom slučaju sekvenca kontrolira procesnu varijablu.Na primjer, budući da se druga operacija oblikovanja kraja odvija nakon savijanja, operacije rezanja tračnica i rezanja krajeva na stroju za oblikovanje krajeva osiguravaju konstantan prepust i bolju kvalitetu oblika kraja.Što je materijal homogeniji, to će konačni proces oblikovanja biti ponovljiviji.
Bez obzira na kombinaciju procesa koji se koriste u automatiziranoj ćeliji - radi li se o savijanju i oblikovanju krajeva ili postavljanju koje počinje uvijanjem cijevi - način na koji cijev prolazi kroz različite faze ovisi o zahtjevima primjene.U nekim sustavima, cijev se dovodi izravno iz role kroz sustav za poravnanje u držače rotacijske savijačice.Ove stezaljke drže cijev dok se sustav za oblikovanje kraja pomiče na mjesto.Čim sustav za oblikovanje kraja završi svoj ciklus, pokreće se rotacijski stroj za savijanje.Nakon savijanja, alat reže gotov obradak.Sustav se može dizajnirati za rad s različitim promjerima, korištenjem posebnih matrica za probijanje u završnom obliku i naslaganih alata u lijevim i desnim rotacijskim savijačicama.
Međutim, ako primjena savijanja zahtijeva upotrebu kuglastog svornjaka u unutarnjem promjeru cijevi, postavka neće raditi jer cijev koja ulazi u proces savijanja dolazi izravno iz kalema.Ovaj raspored također nije prikladan za cijevi gdje je potreban oblik na oba kraja.
U tim slučajevima može biti dovoljan uređaj koji uključuje neku kombinaciju mehaničkog prijenosa i robotike.Na primjer, cijev se može odmotati, izravnati, rezati, a zatim će robot staviti izrezani komad u rotacionu savijačicu, gdje se mogu umetnuti kuglasti trnovi kako bi se spriječila deformacija stijenke cijevi tijekom savijanja.Odatle robot može premjestiti savijenu cijev u krajnji oblik.Naravno, redoslijed operacija može se promijeniti ovisno o zahtjevima posla.
Takvi se sustavi mogu koristiti za proizvodnju velikih količina ili obradu u malom opsegu, na primjer, 5 dijelova jednog oblika, 10 dijelova drugog oblika i 200 dijelova drugog oblika.Dizajn stroja također može varirati ovisno o redoslijedu operacija, posebno kada se radi o pozicioniranju učvršćenja i osiguravanju potrebnih razmaka za različite radne komade (vidi sliku 6).Na primjer, kopče za montažu u krajnjem profilu koji prihvaća koljeno moraju imati dovoljno prostora da drže koljeno na mjestu cijelo vrijeme.
Ispravan redoslijed omogućuje paralelne operacije.Na primjer, robot može postaviti cijev u oblik za završetak, a onda kada se oblik za završetak okreće, robot može unijeti drugu cijev u rotacijsku savijačicu.
Za novoinstalirane sustave programeri će instalirati predloške radnog portfelja.Za krajnje oblikovanje, to može uključivati pojedinosti kao što je brzina napredovanja probojca, središte između probojca i utora ili broj okretaja za operaciju valjanja.Međutim, nakon što su ovi predlošci postavljeni, programiranje je brzo i jednostavno, s programerom koji prilagođava slijed i početno postavlja parametre koji odgovaraju trenutnoj aplikaciji.
Takvi sustavi također su konfigurirani za povezivanje u okruženju Industrije 4.0 s alatima za prediktivno održavanje koji mjere temperaturu motora i druge podatke, kao i praćenje opreme (na primjer, broj dijelova proizvedenih u određenom razdoblju).
Na horizontu će završni lijevi postati još fleksibilniji.Opet, postupak je ograničen u smislu postotka naprezanja.Međutim, ništa ne sprječava kreativne inženjere da razviju jedinstvene uređaje za oblikovanje krajeva.U nekim operacijama, matrica za probijanje umetnuta je u unutarnji promjer cijevi i prisiljava cijev da se proširi u šupljine unutar same obujmice.Neki alati stvaraju krajnje oblike koji se šire za 45 stupnjeva, što rezultira asimetričnim oblikom.
Osnova za sve to su mogućnosti višepoložajnog oblikovanja kraja.Kada se operacije mogu izvesti “u jednom koraku”, postoje različite mogućnosti konačnog oblikovanja.
FABRICATOR je vodeći časopis za proizvodnju i oblikovanje čelika u Sjevernoj Americi.Časopis objavljuje vijesti, tehničke članke i priče o uspjehu koji proizvođačima omogućuju učinkovitije obavljanje posla.FABRICATOR je u industriji od 1970. godine.
Potpuni digitalni pristup FABRICATOR-u je sada dostupan, pružajući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Potpuni digitalni pristup časopisu The Tube & Pipe Journal sada je dostupan, što omogućuje jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Uživajte u potpunom digitalnom pristupu STAMPING Journalu, tržišnom časopisu o žigosanju metala s najnovijim tehnološkim dostignućima, najboljim praksama i vijestima iz industrije.
Potpuni pristup digitalnom izdanju The Fabricator en Español sada je dostupan, što omogućuje jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Drugi dio naše serije od dva dijela s Rayem Rippleom, teksaškim metalnim umjetnikom i zavarivačem, nastavlja njezinu...
Vrijeme objave: 8. siječnja 2023