Mašina za oblikovanje krajeva sa više stanica završava svoj ciklus kako bi formirala zatvoreni zavar na kraju bakarne cijevi.
Zamislite tok vrijednosti u kojem se cijevi seku i savijaju.U drugom dijelu fabrike, prstenovi i drugi obrađeni dijelovi se strojno obrađuju i zatim šalju na sklapanje radi lemljenja ili na drugi način postavljanja na krajevima cijevi.Sada zamislite isti tok vrijednosti, ovaj put dovršen.U ovom slučaju, oblikovanje krajeva ne samo da povećava ili smanjuje prečnik kraja cijevi, već također stvara niz drugih oblika, od složenih žljebova do namotaja koji repliciraju prstenove koji su prethodno bili zalemljeni na svoje mjesto.
U području proizvodnje cijevi postepeno se razvijala tehnologija krajnjeg oblikovanja, a proizvodne tehnologije su u proces uvele dva nivoa automatizacije.Prvo, operacije mogu kombinovati nekoliko koraka preciznog oblikovanja krajeva unutar istog radnog područja – u stvari, jedna gotova instalacija.Drugo, ovo složeno oblikovanje krajeva integrirano je s drugim procesima proizvodnje cijevi kao što su rezanje i savijanje.
Većina aplikacija povezanih s ovom vrstom automatiziranog oblikovanja krajeva je u proizvodnji preciznih cijevi (često od bakra, aluminija ili nehrđajućeg čelika) u industrijama kao što su automobilska i HVAC.Ovdje oblikovanje krajeva eliminira mehaničke veze dizajnirane da obezbijede nepropusne veze za protok zraka ili tekućine.Ova cijev obično ima vanjski prečnik od 1,5 inča ili manje.
Neke od najnaprednijih automatiziranih ćelija počinju s cijevima malog promjera koje se isporučuju u zavojnicama.Prvo prolazi kroz mašinu za ravnanje, a zatim se reže na dužinu.Robot ili mehanički uređaj zatim transportuje radni komad za konačno oblikovanje i savijanje.Redoslijed izgleda ovisi o zahtjevima aplikacije, uključujući razmak između savijanja i samog konačnog oblika.Ponekad robot može pomjeriti jedan radni komad od kraja do savijanja i natrag do krajnjeg oblika ako aplikacija zahtijeva cijev oblikovanu na oba kraja.
Broj proizvodnih koraka, koji mogu uključivati neke visokokvalitetne sisteme za oblikovanje krajeva cijevi, čini ovaj tip ćelije produktivnijim.U nekim sistemima, cijev prolazi kroz osam stanica za oblikovanje krajeva.Dizajniranje takvog postrojenja počinje razumijevanjem šta se može postići modernim završnim kalupima.
Postoji nekoliko vrsta preciznih alata za oblikovanje krajeva.Probijači Probojci su „tvrdi alati“ koji formiraju kraj cijevi, koji smanjuju ili proširuju kraj cijevi do željenog promjera.Rotirajući alati zakoše ili strše iz cijevi kako bi se osigurala površina bez neravnina i konzistentna završna obrada.Drugi rotirajući alati izvode proces valjanja kako bi stvorili žljebove, zareze i druge geometrije (vidi sliku 1).
Redoslijed oblikovanja kraja može započeti skošenjem, koje osigurava čistu površinu i dosljednu dužinu izbočenja između obujmice i kraja cijevi.Matrica za probijanje zatim izvodi proces presovanja (vidi sliku 2) širenjem i skupljanjem cijevi, uzrokujući da višak materijala formira prsten oko vanjskog promjera (OD).Ovisno o geometriji, drugi udarci za štancanje mogu umetnuti bodlje duž vanjskog promjera cijevi (ovo pomaže pričvršćivanju crijeva za cijev).Rotacijski alat može prorezati dio vanjskog prečnika, a zatim i alat koji seče navoj na površini.
Tačan redoslijed korištenih alata i postupaka ovisi o primjeni.Sa osam stanica u radnom području krajnjeg kalupa, niz može biti prilično opsežan.Na primjer, niz poteza postupno formira greben na kraju cijevi, jedan potez širi kraj cijevi, a zatim još dva poteza stisnu kraj kako bi se formirao greben.Izvođenje operacije u tri faze u mnogim slučajevima vam omogućava da dobijete perle višeg kvaliteta, a sistem za oblikovanje krajeva u više položaja omogućava ovu sekvencijalnu operaciju.
Program krajnjeg oblikovanja sekvencira operacije za optimalnu tačnost i ponovljivost.Najnoviji potpuno električni završni kalupi mogu precizno kontrolirati položaj svojih kalupa.Ali osim skošenja i urezivanja navoja, većina koraka obrade lica se formira.Oblik metala ovisi o vrsti i kvaliteti materijala.
Razmotrite ponovo proces oblikovanja perli (vidi sliku 3).Kao i zatvorena ivica u limu, zatvorena ivica nema praznina pri formiranju krajeva.Ovo omogućava bušilici da oblikuje perle na tačnom mestu.Zapravo, udarac "probija" perlo određenog oblika.Što je s otvorenom perlom koja podsjeća na otvorenu ivicu lima?Razmak u sredini perla može stvoriti neke probleme s ponovljivošću u nekim aplikacijama – barem ako je oblikovan na isti način kao i zatvorena perla.Udarci mogu formirati otvorene perle, ali budući da ne postoji ništa što bi poduprlo perlu od unutrašnjeg prečnika (ID) cijevi, jedna perla može imati malo drugačiju geometriju od sljedećeg, ova razlika u toleranciji može, ali ne mora biti prihvatljiva.
U većini slučajeva, krajnji okviri sa više stanica mogu imati drugačiji pristup.Probijanje prvo proširuje unutrašnji prečnik cevi, stvarajući talasastu prazninu u materijalu.Alat za oblikovanje krajeva s tri valjka dizajniran sa željenim negativnim oblikom perle se zatim steže oko vanjskog promjera cijevi i perla se valja.
Precizni krajnji formirači mogu stvoriti različite oblike, uključujući i asimetrične.Međutim, oblikovanje na kraju ima svoja ograničenja, od kojih se većina odnosi na oblikovanje materijala.Materijali mogu izdržati samo određeni postotak deformacije.
Toplinska obrada površine proboja ovisi o vrsti materijala od kojeg je konstrukcija izrađena.Njihov dizajn i površinska obrada uzimaju u obzir različite stupnjeve trenja i druge finalne parametre oblikovanja koji zavise od materijala.Probojci dizajnirani za obradu krajeva cijevi od nehrđajućeg čelika imaju različite karakteristike od probijača namijenjenih za obradu krajeva cijevi od aluminija.
Različiti materijali također zahtijevaju različite vrste maziva.Za tvrđe materijale kao što je nehrđajući čelik može se koristiti gušće mineralno ulje, a za aluminij ili bakar može se koristiti netoksično ulje.Metode podmazivanja se također razlikuju.Procesi rotacijskog rezanja i valjanja obično koriste uljnu maglu, dok štancanje može koristiti maziva u obliku mlaza ili uljne magle.Kod nekih proboja ulje teče direktno iz bušotine u unutrašnji prečnik cijevi.
Višepoložajni krajnji formirači imaju različite nivoe sile probijanja i stezanja.Pod ostalim jednakim uvjetima, jači nehrđajući čelik će zahtijevati više sile stezanja i probijanja od mekog aluminija.
Gledajući krupni plan formiranja kraja cijevi, možete vidjeti kako mašina pomiče cijev prije nego što je stezaljke drže na mjestu.Održavanje konstantnog prepusta, odnosno dužine metala koja se proteže izvan učvršćenja, je kritično.Za ravne cijevi koje se mogu pomicati do određenih graničnika, održavanje ove izbočine nije teško.
Situacija se mijenja kada se suoči sa 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 bi trebao biti, kako je programirano.
Postavlja se pitanje zašto se nakon savijanja dobije cijev?To ima veze sa alatima i poslovima.U mnogim slučajevima, konačni predložak se postavlja tako blizu samog savijanja da nema preostalih ravnih dijelova koje bi alat za kočnicu za presu pokupio tokom ciklusa savijanja.U tim slučajevima je mnogo lakše savijati cijev i proći je do krajnjeg oblikovanja, gdje se drži u stezaljkama koje odgovaraju polumjeru savijanja.Odatle, uređaj za oblikovanje krajeva odsiječe višak materijala, a zatim stvara željenu konačnu geometriju oblika (opet, vrlo blizu savijanja na kraju).
U drugim slučajevima, oblikovanje kraja prije savijanja može zakomplicirati proces rotacijskog izvlačenja, posebno ako oblik kraja ometa alat za savijanje.Na primjer, stezanje cijevi za krivinu može izobličiti prethodno napravljen oblik kraja.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 formiranje kraja mogu uključivati mnoge druge procese proizvodnje cijevi (vidi sliku 5).Neki sistemi koriste i savijanje i oblikovanje krajeva, što je uobičajena kombinacija s obzirom na to koliko su ta dva procesa blisko povezana.Neke operacije počinju formiranjem kraja ravne cijevi, zatim nastavljaju sa savijanjem rotirajućim povlačenjem kako bi se formirali radijusi, a zatim se vraćaju na mašinu za oblikovanje kraja kako bi se obradio drugi kraj cijevi.
Rice.2. Ovi krajnji rolni su napravljeni na ivici sa više stanica, gdje probijanje proširuje unutrašnji prečnik, a drugi komprimira materijal da formira perlu.
U ovom slučaju, sekvenca kontrolira procesnu varijablu.Na primjer, budući da se druga operacija oblikovanja kraja odvija nakon savijanja, operacije rezanja šine i krajnjeg obrezivanja na mašini za oblikovanje krajeva osiguravaju konstantan prevjes i bolji kvalitet oblika kraja.Što je materijal homogeniji, to će biti ponovljiviji završni proces oblikovanja.
Bez obzira na kombinaciju procesa koji se koriste u automatiziranoj ćeliji – bilo da se radi o savijanju i oblikovanju krajeva, ili o postavci koja počinje uvrtanjem cijevi – kako cijev prolazi kroz različite faze ovisi o zahtjevima aplikacije.U nekim sistemima, cijev se dovodi direktno iz rolne kroz sistem za poravnanje u hvatišta rotacionog savijača.Ove stezaljke drže cijev dok se sistem za oblikovanje kraja pomiče na svoje mjesto.Čim sistem krajnjeg oblikovanja završi svoj ciklus, pokreće se rotirajuća mašina za savijanje.Nakon savijanja, alat reže gotov radni komad.Sistem može biti dizajniran za rad sa različitim prečnikima, korišćenjem specijalnih kalupa za probijanje u krajnjim kalupima i naslaganih alata u levim i desnim rotacionim savijačima.
Međutim, ako primjena savijanja zahtijeva korištenje kugličnog klina u unutrašnjem promjeru cijevi, postavka neće funkcionirati jer cijev koja se dovodi u proces savijanja dolazi direktno iz kalema.Ovaj raspored također nije prikladan za cijevi kod kojih 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, spljoštiti, iseći, a zatim će robot staviti odrezani komad u rotirajući savijač, gdje se mogu umetnuti kuglični trnovi kako bi se spriječila deformacija stijenke cijevi tokom savijanja.Odatle robot može pomaknuti savijenu cijev u krajnji oblikovnik.Naravno, redoslijed operacija se može mijenjati ovisno o zahtjevima posla.
Takvi sistemi se mogu koristiti za proizvodnju velikog obima ili preradu manjeg obima, na primjer, 5 dijelova jednog oblika, 10 dijelova drugog oblika i 200 dijelova drugog oblika.Dizajn mašine takođe može da varira u zavisnosti od redosleda operacija, posebno kada je u pitanju pozicioniranje učvršćenja i obezbeđivanje potrebnih razmaka za različite radne komade (vidi sliku 6).Na primjer, montažne kopče u krajnjem profilu koji prihvata koleno moraju imati dovoljno razmaka da drže koleno na mjestu u svakom trenutku.
Ispravan redosled omogućava paralelne operacije.Na primjer, robot može postaviti cijev u krajnji formirač, a onda kada se krajnji formirač vrti, robot može ubaciti drugu cijev u rotirajući savijač.
Za novoinstalirane sisteme, programeri će instalirati šablone radnog portfelja.Za krajnje kalupovanje, ovo može uključivati detalje kao što su brzina pomaka hoda proboja, centar između proboja i ugriza ili broj okretaja za operaciju valjanja.Međutim, kada su ovi predlošci postavljeni, programiranje je brzo i lako, pri čemu programer prilagođava redoslijed i inicijalno postavlja parametre tako da odgovaraju trenutnoj aplikaciji.
Takvi sistemi su takođe konfigurisani da se povežu u Industry 4.0 okruženju sa alatima za predviđanje održavanja koji mere temperaturu motora i druge podatke, kao i praćenje opreme (na primer, broj delova proizvedenih u određenom periodu).
Na horizontu, krajnje livenje će postati samo fleksibilnije.Opet, proces je ograničen u smislu procenta naprezanja.Međutim, ništa ne sprečava kreativne inženjere da razviju jedinstvene uređaje za oblikovanje krajeva.U nekim operacijama, matrica za probijanje se ubacuje u unutrašnji prečnik cijevi i prisiljava cijev da se širi u šupljine unutar same obujmice.Neki alati stvaraju krajnje oblike koji se šire za 45 stepeni, što rezultira asimetričnim oblikom.
Osnova za sve ovo su mogućnosti višepoložajnog krajnjeg oblikovalnika.Kada se operacije mogu izvoditi „u jednom koraku“, postoje različite mogućnosti za konačno formiranje.
FABRICATOR je vodeći časopis za proizvodnju i oblikovanje čelika u Sjevernoj Americi.Časopis objavljuje vijesti, tehničke članke i priče o uspjehu koji omogućavaju proizvođačima da efikasnije rade svoj posao.FABRICATOR je u industriji od 1970. godine.
Potpun digitalni pristup FABRICATOR-u je sada dostupan, pružajući lak pristup vrijednim industrijskim resursima.
Potpun digitalni pristup časopisu The Tube & Pipe Journal je sada dostupan, pružajući lak pristup vrijednim industrijskim resursima.
Uživajte u potpunom digitalnom pristupu STAMPING Journalu, časopisu o tržištu metalnih štancanja s najnovijim tehnološkim dostignućima, najboljim praksama i vijestima iz industrije.
Potpuni pristup digitalnom izdanju The Fabricator en Español sada je dostupan, pružajući lak pristup vrijednim industrijskim resursima.
Drugi dio naše dvodijelne serije s Rayom Rippleom, teksaškim umjetnikom metala i zavarivačem, nastavlja njen…
Vrijeme objave: Jan-08-2023