Многостанционната машина за формоване на края завършва своя цикъл, за да образува затворена заварка в края на медната тръба.
Представете си поток от стойности, където тръбите се режат и огъват.В друга зона на завода пръстените и другите машинно обработени части се обработват и след това се изпращат за сглобяване за запояване или друго монтиране в краищата на тръбите.Сега си представете същия поток от стойност, този път финализиран.В този случай оформянето на краищата не само увеличава или намалява диаметъра на края на тръбата, но също така създава разнообразие от други форми, от сложни жлебове до спирали, които копират пръстените, които преди това са били запоени на място.
В областта на производството на тръби постепенно се развива технологията за формоване на краищата и производствените технологии въвеждат две нива на автоматизация в процеса.Първо, операциите могат да комбинират няколко стъпки на прецизно формоване на края в рамките на една и съща работна зона – всъщност една завършена инсталация.Второ, това сложно оформяне на краищата е интегрирано с други процеси на производство на тръби като рязане и огъване.
Повечето от приложенията, свързани с този тип автоматизирано формоване на краищата, са в производството на прецизни тръби (често медни, алуминиеви или неръждаема стомана) в индустрии като автомобилостроенето и HVAC.Тук формоването на краищата елиминира механичните връзки, предназначени да осигурят херметични връзки за въздушен или флуиден поток.Тази тръба обикновено има външен диаметър от 1,5 инча или по-малко.
Някои от най-модерните автоматизирани клетки започват с тръби с малък диаметър, доставяни на рулони.Първо преминава през машина за изправяне и след това се нарязва на дължина.След това роботът или механичното устройство транспортира детайла за окончателно оформяне и огъване.Редът на появяване зависи от изискванията на приложението, включително разстоянието между огъването и самата крайна форма.Понякога робот може да премести един детайл от край до огъване и обратно до крайна форма, ако приложението изисква край на тръба, оформен в двата края.
Броят на производствените стъпки, които могат да включват някои висококачествени системи за оформяне на края на тръбата, прави този тип клетки по-продуктивен.В някои системи тръбата преминава през осем станции за оформяне на краищата.Проектирането на такава инсталация започва с разбирането какво може да се постигне с модерното крайно формоване.
Има няколко типа инструменти за прецизно формоване на краищата.Поансони Поансоните са „твърди инструменти“, които оформят края на тръбата, които намаляват или разширяват края на тръбата до желания диаметър.Въртящите се инструменти скосяват или излизат от тръбата, за да осигурят повърхност без грапавини и последователно покритие.Други въртящи се инструменти извършват процеса на търкаляне, за да създадат жлебове, прорези и други геометрии (вижте Фигура 1).
Последователността на оформяне на края може да започне със скосяване, което осигурява чиста повърхност и постоянна дължина на издатината между скобата и края на тръбата.След това матрицата за щанцоване извършва процеса на кримпване (вижте Фигура 2), като разширява и свива тръбата, което кара излишния материал да образува пръстен около външния диаметър (OD).В зависимост от геометрията, други поансони за щамповане могат да вмъкнат зъбци по външния диаметър на тръбата (това помага за фиксирането на маркуча към тръбата).Ротационният инструмент може да прореже част от външния диаметър, а след това инструментът, който реже резбата на повърхността.
Точната последователност от използвани инструменти и процедури зависи от приложението.С осем станции в работната зона на крайна форма, последователността може да бъде доста обширна.Например, поредица от удари постепенно образува ръб в края на тръбата, един удар разширява края на тръбата и след това още два удара компресират края, за да образуват ръб.Извършването на операцията на три етапа в много случаи ви позволява да получите перли с по-високо качество, а многопозиционната система за оформяне на края прави тази последователна операция възможна.
Крайната програма за оформяне подрежда операциите за оптимална точност и повторяемост.Най-новите изцяло електрически машини за формиране на краищата могат прецизно да контролират позицията на своите матрици.Но освен скосяване и нарязване на резби, повечето етапи на обработка на лицето са формоване.Как металните форми зависят от вида и качеството на материала.
Помислете отново за процеса на изработване на перли (вижте Фигура 3).Подобно на затворен ръб в ламарина, затвореният ръб няма празнини при оформяне на краища.Това позволява на перфоратора да оформи перлите на точното място.Всъщност перфораторът „пробива“ перло с определена форма.Какво ще кажете за отворено перло, което прилича на открит ръб на ламарина?Празнината в средата на перлата може да създаде някои проблеми с възпроизводимостта в някои приложения – поне ако е оформена по същия начин като затворената перла.Щанци могат да образуват отворени зърна, но тъй като няма нищо, което да поддържа зърното от вътрешния диаметър (ID) на тръбата, едно зърно може да има малко по-различна геометрия от следващото, тази разлика в толеранса може или не може да бъде приемлива.
В повечето случаи крайните рамки с много станции могат да имат различен подход.Перфораторът първо разширява вътрешния диаметър на тръбата, създавайки вълнообразна заготовка в материала.След това инструмент за оформяне на краищата с три ролки, проектиран с желаната отрицателна форма на зърно, се затяга около външния диаметър на тръбата и зърното се навива.
Прецизните формирачи на краищата могат да създават различни форми, включително асиметрични.Крайното формоване обаче има своите ограничения, повечето от които са свързани с формоването на материала.Материалите могат да издържат само на определен процент деформация.
Термичната обработка на повърхността на щанцата зависи от вида на материала, от който е изработена конструкцията.Техният дизайн и обработка на повърхността отчитат различните степени на триене и други крайни параметри на формоване, които зависят от материала.Поансоните, предназначени за обработка на краищата на тръби от неръждаема стомана, имат различни характеристики от поансоните, предназначени за обработка на краищата на алуминиеви тръби.
Различните материали също изискват различни видове смазка.За по-твърди материали като неръждаема стомана може да се използва по-гъсто минерално масло, а за алуминий или мед може да се използва нетоксично масло.Методите за смазване също варират.Процесите на ротационно рязане и валцуване обикновено използват маслена мъгла, докато щамповането може да използва струя или маслена мъгла.При някои поансони маслото тече директно от поансона във вътрешния диаметър на тръбата.
Многопозиционните крайни форми имат различни нива на сила на пробиване и затягане.При равни други условия по-здравата неръждаема стомана ще изисква повече сила на затягане и пробиване от мекия алуминий.
Гледайки отблизо оформянето на края на тръбата, можете да видите как машината придвижва тръбата напред, преди скобите да я задържат на място.Поддържането на постоянен надвес, тоест дължината на метала, която се простира отвъд приспособлението, е от решаващо значение.За прави тръби, които могат да се преместват до определени ограничители, поддържането на този перваз не е трудно.
Ситуацията се променя, когато се обърнете към предварително огъната тръба (вижте фиг. 4).Процесът на огъване може леко да удължи тръбата, което добавя още една променлива в размерите.При тези настройки орбиталните режещи и облицовъчни инструменти изрязват и почистват края на тръбата, за да се уверят, че е точно там, където трябва да бъде, както е програмирано.
Възниква въпросът защо след огъване се получава тръба?Това е свързано с инструменти и работа.В много случаи крайният шаблон се поставя толкова близо до самия завой, че не остават прави участъци, които инструментът за преса да вземе по време на цикъла на огъване.В тези случаи е много по-лесно да се огъне тръбата и да се прекара до формовката на края, където се държи в скоби, съответстващи на радиуса на огъване.Оттам нататък устройството за оформяне на края отрязва излишния материал, след което създава желаната окончателна геометрия на формата (отново много близо до завоя в края).
В други случаи оформянето на края преди огъване може да усложни процеса на ротационно изтегляне, особено ако формата на края пречи на инструмента за огъване.Например, затягането на тръба за завой може да изкриви предварително направената крайна форма.Създаването на настройки за огъване, които не увреждат окончателната геометрия на формата, в крайна сметка създава повече проблеми, отколкото си струва.В тези случаи е по-лесно и по-евтино тръбата да бъде преформатирана след огъване.
Клетките за формиране на краища могат да включват много други процеси за производство на тръби (вижте Фигура 5).Някои системи използват както огъване, така и формоване на краищата, което е често срещана комбинация, като се има предвид колко тясно свързани са двата процеса.Някои операции започват с оформяне на края на права тръба, след това преминават към огъване с въртящо издърпване, за да се образуват радиуси, и след това се връщат към машината за оформяне на краищата, за да обработят другия край на тръбата.
Ориз.2. Тези крайни ролки се изработват на машина за кантиране с много станции, където перфораторът разширява вътрешния диаметър, а друг компресира материала, за да образува перла.
В този случай последователността управлява променливата на процеса.Например, тъй като втората операция по оформяне на краищата се извършва след огъване, операциите по рязане на релси и изрязване на краищата на машината за оформяне на краищата осигуряват постоянен надвес и по-добро качество на крайната форма.Колкото по-хомогенен е материалът, толкова по-възпроизводим ще бъде крайният процес на формоване.
Независимо от комбинацията от процеси, използвани в една автоматизирана клетка – дали е огъване и оформяне на краищата, или настройка, която започва с усукване на тръбата – как тръбата преминава през различните етапи зависи от изискванията на приложението.В някои системи тръбата се подава директно от ролката през системата за подравняване в ръкохватките на ротационния огъвач.Тези скоби държат тръбата, докато системата за оформяне на края се премести на място.Веднага след като системата за формоване на краищата завърши своя цикъл, ротационната машина за огъване се стартира.След огъване инструментът отрязва готовия детайл.Системата може да бъде проектирана да работи с различни диаметри, като се използват специални матрици за щанцоване в крайната форма и подредени инструменти в леви и десни ротационни огъвачи.
Въпреки това, ако приложението за огъване изисква използването на сферична шпилка във вътрешния диаметър на тръбата, настройката няма да работи, тъй като тръбата, подадена в процеса на огъване, идва директно от макарата.Тази подредба също не е подходяща за тръби, където се изисква форма в двата края.
В тези случаи може да е достатъчно устройство, включващо комбинация от механична трансмисия и роботика.Например, една тръба може да бъде развита, сплескана, нарязана и след това роботът ще постави отрязаното парче в ротационна машина за огъване, където могат да бъдат вкарани сферични дорници, за да се предотврати деформация на стената на тръбата по време на огъване.Оттам роботът може да премести огънатата тръба в крайния оформител.Разбира се, редът на операциите може да се промени в зависимост от изискванията на работата.
Такива системи могат да се използват за производство в голям обем или обработка в малък мащаб, например 5 части от една форма, 10 части от друга форма и 200 части от друга форма.Конструкцията на машината също може да варира в зависимост от последователността на операциите, особено когато става въпрос за позициониране на приспособления и осигуряване на необходимите хлабини за различни детайли (виж фиг. 6).Например, монтажните скоби в крайния профил, който приема коляното, трябва да имат достатъчно свободно пространство, за да държат лакътя на място през цялото време.
Правилният ред позволява паралелни операции.Например, робот може да постави тръба в краен форматор и след това, когато крайният форматор се върти, роботът може да подаде друга тръба в ротационен огъвач.
За новоинсталирани системи програмистите ще инсталират шаблони за работно портфолио.За крайно формоване това може да включва подробности като скоростта на подаване на хода на поансона, центъра между поансона и щипката или броя на оборотите за операцията на валцуване.Въпреки това, след като тези шаблони са поставени, програмирането е бързо и лесно, като програмистът коригира последователността и първоначално настройва параметрите, за да отговарят на текущото приложение.
Такива системи също са конфигурирани да се свързват в среда на Industry 4.0 с инструменти за предсказуема поддръжка, които измерват температурата на двигателя и други данни, както и мониторинг на оборудването (например броя на произведените части за определен период).
На хоризонта крайното отливане ще стане само по-гъвкаво.Отново, процесът е ограничен по отношение на процентното напрежение.Нищо обаче не спира креативните инженери да разработват уникални устройства за оформяне на края.При някои операции матрицата за щанцоване се вкарва във вътрешния диаметър на тръбата и принуждава тръбата да се разшири в кухини в самата скоба.Някои инструменти създават крайни форми, които се разширяват на 45 градуса, което води до асиметрична форма.
Основата за всичко това са възможностите на многопозиционния краен оформител.Когато операциите могат да се извършват „на една стъпка“, има различни възможности за окончателно оформяне.
FABRICATOR е водещото списание за производство и формоване на стомана в Северна Америка.Списанието публикува новини, технически статии и истории за успех, които позволяват на производителите да вършат работата си по-ефективно.FABRICATOR е в индустрията от 1970 г.
Вече е наличен пълен цифров достъп до FABRICATOR, осигуряващ лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Вече е наличен пълен цифров достъп до The Tube & Pipe Journal, осигуряващ лесен достъп до ценни ресурси за индустрията.
Насладете се на пълен цифров достъп до STAMPING Journal, списанието за пазара на метални щампования с най-новите технологични постижения, най-добри практики и новини от индустрията.
Вече е наличен пълен достъп до дигиталното издание на The Fabricator en Español, което осигурява лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Част 2 от нашата поредица от две части с Рей Рипъл, тексаски художник по метал и заварчик, продължава нейния...
Време на публикуване: 8 януари 2023 г