Багатостанційна машина для формування кінців завершує свій цикл для формування замкнутого зварного шва на кінці мідної труби.
Уявіть собі потік створення цінностей, де труби ріжуть і згинають.В іншій зоні заводу кільця та інші оброблені деталі обробляються, а потім відправляються для складання для паяння або іншого встановлення на кінцях труб.А тепер уявіть той самий потік цінностей, цього разу завершений.У цьому випадку формування кінців не тільки збільшує або зменшує діаметр кінця труби, але й створює різноманітні інші форми, від складних канавок до завитків, які повторюють кільця, які раніше були припаяні на місце.
У галузі виробництва труб поступово розвивалася технологія формування кінців, а технології виробництва ввели в процес два рівні автоматизації.По-перше, операції можуть поєднувати кілька етапів точного формування торців в межах однієї робочої зони – фактично одну готову установку.По-друге, це складне формування кінців було інтегровано з іншими процесами виробництва труб, такими як різання та згинання.
Більшість застосувань, пов’язаних із цим типом автоматизованого формування кінців, стосується виробництва прецизійних труб (часто мідних, алюмінієвих або нержавіючих) у таких галузях, як автомобілебудування та система опалення, вентиляції та кондиціонування повітря.Тут формування торців усуває механічні з’єднання, призначені для забезпечення герметичних з’єднань для потоку повітря або рідини.Ця труба зазвичай має зовнішній діаметр 1,5 дюйма або менше.
Деякі з найдосконаліших автоматизованих комірок починаються з трубок малого діаметра, що поставляються в бухтах.Спочатку він проходить через правильну машину, а потім розрізається на необхідну довжину.Потім робот або механічний пристрій транспортує заготовку для остаточного формування та згинання.Порядок появи залежить від вимог програми, включаючи відстань між згином і самою кінцевою формою.Іноді робот може переміщати одну заготовку від кінця до згинання та назад до кінцевої форми, якщо для застосування потрібне сформоване кінці труби з обох кінців.
Кількість етапів виробництва, які можуть включати деякі високоякісні системи формування кінців труб, робить цей тип клітин більш продуктивним.У деяких системах труба проходить через вісім станцій формування кінців.Проектування такого заводу починається з розуміння того, чого можна досягти за допомогою сучасного торцевого формування.
Існує кілька типів точних інструментів для формування торців.Пуансони Пуансони — це «тверді інструменти», які формують кінець труби, зменшуючи або розширюючи кінець труби до потрібного діаметру.Обертові інструменти знімають фаски або виступають з труби, щоб забезпечити поверхню без задирок і рівномірну обробку.Інші інструменти, що обертаються, виконують процес прокатки для створення канавок, виїмок та інших геометричних форм (див. Малюнок 1).
Послідовність формування кінця може починатися зі зняття фаски, що забезпечує чисту поверхню та постійну довжину виступу між затиском і кінцем труби.Потім штамп виконує процес обтиску (див. рис. 2), розширюючи та стискаючи трубу, змушуючи надлишок матеріалу утворювати кільце навколо зовнішнього діаметра (OD).Залежно від геометрії, інші штамповки можуть вставляти зубці вздовж зовнішнього діаметра труби (це допомагає закріпити шланг на трубі).Обертовий інструмент може прорізати частину зовнішнього діаметра, а потім інструмент, який нарізає різьбу на поверхні.
Точна послідовність використання інструментів і процедур залежить від застосування.З вісьмома станціями в робочій зоні кінцевого формувача послідовність може бути досить великою.Наприклад, серія рухів поступово формує гребінь на кінці трубки, один штрих розширює кінець трубки, а потім ще два штрихи стискають кінець, утворюючи гребінь.Виконання операції в три етапи в багатьох випадках дозволяє отримати бісер вищої якості, а багатопозиційна система формування кінців робить цю послідовну операцію можливою.
Програма кінцевого формування послідовності операцій забезпечує оптимальну точність і повторюваність.Новітні повністю електричні форми для торців можуть точно контролювати положення своїх матриць.Але крім зняття фасок і нарізання різьби, більшість етапів торцевої обробки є формуванням.Як форми металу залежать від виду та якості матеріалу.
Знову розглянемо процес плетіння бісером (див. Малюнок 3).Як і закрита кромка в листовому металі, закрита кромка не має зазорів при формуванні торців.Це дозволяє пуансону формувати намистини в точному місці.По суті, пуансон «проколює» намистину певної форми.А як щодо відкритого штапика, який нагадує відкритий край листового металу?Проміжок у середині кульки може створити певні проблеми з відтворюваністю в деяких застосуваннях – принаймні, якщо він має таку саму форму, що й закрита кулька.Пуансони можуть утворювати відкриті валики, але оскільки внутрішній діаметр (ID) труби не підтримує валик, один штамп може мати дещо іншу геометрію, ніж наступний, ця різниця в допуску може бути або не прийнятною.
У більшості випадків кінцеві кадри з кількома станціями можуть мати інший підхід.Пуансон спочатку розширює внутрішній діаметр труби, створюючи хвилеподібну заготовку в матеріалі.Потім інструмент для формування кінця з трьома роликами, розроблений із бажаною негативною формою валика, затискається навколо зовнішнього діаметра труби, і валик прокочується.
Прецизійні формувачі кінців можуть створювати різні форми, в тому числі асиметричні.Однак кінцеве формування має свої обмеження, більшість з яких пов’язані з формуванням матеріалу.Матеріали можуть витримувати лише певний відсоток деформації.
Термічна обробка поверхні пуансона залежить від виду матеріалу, з якого виготовлена конструкція.Їх конструкція та обробка поверхні враховують різний ступінь тертя та інші остаточні параметри формування, які залежать від матеріалу.Пуансони, призначені для обробки кінців труб з нержавіючої сталі, мають інші характеристики, ніж пуансони, призначені для обробки кінців алюмінієвих труб.
Для різних матеріалів також потрібні різні типи мастила.Для більш твердих матеріалів, таких як нержавіюча сталь, можна використовувати більш густе мінеральне масло, а для алюмінію або міді можна використовувати нетоксичне масло.Способи змащення також відрізняються.Процеси ротаційного різання та прокатки зазвичай використовують масляний туман, у той час як штампування може використовувати струменеві або масляні мастила.У деяких пуансонах масло тече безпосередньо з пуансона у внутрішній діаметр труби.
Багатопозиційні кінцевики мають різні рівні сили проколу та затиску.За інших рівних умов міцніша нержавіюча сталь вимагатиме більшої сили затиску та пробивання, ніж м’який алюміній.
Дивлячись на формування кінця труби великим планом, ви можете побачити, як машина просуває трубу перед тим, як затискачі утримають її на місці.Важливо підтримувати постійний звис, тобто довжину металу, що виходить за межі кріплення.Для прямих труб, які можна перемістити до певних упорів, підтримувати цей виступ не складно.
Ситуація змінюється при зверненні до попередньо зігнутої труби (див. рис. 4).Процес згинання може трохи подовжити трубу, що додає ще одну розмірну змінну.За цих налаштувань орбітальні ріжучі та облицювальні інструменти розрізають і очищають кінець труби, щоб переконатися, що він знаходиться саме там, де він повинен бути, як запрограмовано.
Виникає питання, чому після згинання виходить трубка?Це пов’язано з інструментами та роботами.У багатьох випадках остаточний шаблон розміщується настільки близько до самого згину, що не залишається прямих ділянок, які б інструмент для пресового гальма підхопив під час циклу згинання.У цих випадках трубу набагато простіше зігнути і пропустити до торцевої форми, де вона утримується в хомутах, відповідних радіусу вигину.Звідти формувач кінців відрізає надлишки матеріалу, а потім створює бажану кінцеву геометрію форми (знову ж таки, дуже близько до згину на кінці).
В інших випадках формування кінця перед згинанням може ускладнити процес обертання, особливо якщо форма кінця заважає інструменту для згинання.Наприклад, затискання труби для згину може спотворити раніше зроблену торцеву форму.Створення налаштувань згину, які не пошкоджують кінцеву геометрію форми, в кінцевому підсумку завдає більше проблем, ніж того варто.У цих випадках простіше і дешевше змінити форму труби після згинання.
Комірки для формування кінців можуть включати багато інших процесів виробництва труб (див. Малюнок 5).Деякі системи використовують як згинання, так і формування кінців, що є загальною комбінацією, враховуючи, наскільки тісно пов’язані ці два процеси.Деякі операції починаються з формування кінця прямої труби, потім переходять до згинання за допомогою поворотної тяги для формування радіусів, а потім повертаються до машини для формування кінців, щоб обробити інший кінець труби.
Рис.2. Ці кінцеві рулони виготовляються на багатостанційному кромкорізальному станку, де перфоратор розширює внутрішній діаметр, а інший стискає матеріал, утворюючи валик.
У цьому випадку послідовність керує змінною процесу.Наприклад, оскільки друга операція формування торців відбувається після згинання, операції різання рейки та обрізання торців на машині для формування торців забезпечують постійний звис і кращу якість форми торців.Чим однорідніший матеріал, тим більш відтворюваним буде кінцевий процес формування.
Незалежно від комбінації процесів, що використовуються в автоматизованій комірці — чи це згинання та формування кінців, чи установка, яка починається зі скручування труби — те, як труба проходить через різні етапи, залежить від вимог застосування.У деяких системах труба подається безпосередньо з рулону через систему вирівнювання в захвати ротаційного згинального пристрою.Ці затискачі утримують трубу, поки система формування кінців переміщується на місце.Як тільки система формування кінців завершує свій цикл, запускається ротаційна згинальна машина.Після згинання інструмент розрізає готову заготовку.Систему можна спроектувати для роботи з різними діаметрами, використовуючи спеціальні штампи для штампування в кінцевому формувачі та складені інструменти в лівих і правих ротаційних згинальних машинах.
Однак, якщо для згинання потрібно використовувати кулькову шпильку у внутрішньому діаметрі труби, налаштування не працюватиме, оскільки труба, яка подається в процес згинання, надходить безпосередньо з котушки.Таке розташування також не підходить для труб, де необхідна форма на обох кінцях.
У цих випадках може бути достатнім пристрій, що включає деяку комбінацію механічної трансмісії та роботизації.Наприклад, трубу можна розмотати, розплющити, розрізати, а потім робот помістить відрізаний шматок у ротаційний згинальний пристрій, куди можна вставити кульові оправки, щоб запобігти деформації стінки труби під час згинання.Звідти робот може переміщати зігнуту трубу в формувач кінців.Звичайно, порядок операцій може змінюватися залежно від вимог роботи.
Такі системи можна використовувати для великосерійного виробництва або дрібносерійної обробки, наприклад, 5 деталей однієї форми, 10 деталей іншої форми і 200 деталей іншої форми.Конструкція верстата також може змінюватися залежно від послідовності операцій, особливо це стосується позиціонування пристосувань і забезпечення необхідних зазорів для різних заготовок (див. рис. 6).Наприклад, монтажні затискачі в кінцевому профілі, який приймає коліно, повинні мати достатній проміжок, щоб утримувати коліно на місці в будь-який час.
Правильний порядок дозволяє виконувати паралельні операції.Наприклад, робот може помістити трубу в кінцевий формувач, а потім, коли кінцевий формувач обертається, робот може подати іншу трубу в ротаційний згинальний пристрій.
Для нововстановлених систем програмісти встановлять шаблони робочого портфоліо.Для торцевого формування це може включати такі деталі, як швидкість подачі ходу пуансона, центр між пуансоном і зазором або кількість обертів для операції прокатки.Однак, коли ці шаблони створені, програмування відбувається швидко та легко, коли програміст регулює послідовність і спочатку встановлює параметри відповідно до поточної програми.
Такі системи також налаштовані для підключення в середовищі Industry 4.0 з інструментами прогнозованого технічного обслуговування, які вимірюють температуру двигуна та інші дані, а також моніторинг обладнання (наприклад, кількість деталей, вироблених за певний період).
На горизонті кінцеве лиття стане лише гнучкішим.Знову ж таки, процес обмежений у відсотках деформації.Однак ніщо не заважає креативним інженерам розробляти унікальні пристрої для формування кінців.Під час деяких операцій штамп вставляється у внутрішній діаметр труби і змушує трубу розширюватися в порожнини в самому затиску.Деякі інструменти створюють кінцеві форми, які розширюються на 45 градусів, що призводить до асиметричної форми.
Основою всього цього є можливості багатопозиційного формувача торців.Коли операції можна виконувати «в один крок», існують різні можливості остаточного формування.
FABRICATOR — це провідний у Північній Америці журнал із виробництва та формування сталі.Журнал публікує новини, технічні статті та історії успіху, які дозволяють виробникам виконувати свою роботу ефективніше.FABRICATOR працює в галузі з 1970 року.
Тепер доступний повний цифровий доступ до FABRICATOR, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Тепер доступний повний цифровий доступ до The Tube & Pipe Journal, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Насолоджуйтеся повним цифровим доступом до STAMPING Journal, журналу ринку металевого штампування з останніми технологічними досягненнями, найкращими практиками та новинами галузі.
Тепер доступний повний доступ до цифрової версії The Fabricator en Español, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Друга частина нашої серії з двох частин із Реєм Ріплом, техаським художником по металу та зварювальником, продовжує її...
Час публікації: 08 січня 2023 р