Mașina de formare a capetelor cu mai multe stații își finalizează ciclul pentru a forma o sudură închisă la capătul țevii de cupru.
Imaginați-vă un flux de valoare în care țevile sunt tăiate și îndoite.Într-o altă zonă a fabricii, inelele și alte piese prelucrate sunt prelucrate și apoi trimise pentru a fi asamblate pentru lipire sau montare în alt mod la capetele tuburilor.Acum imaginați-vă același flux de valoare, finalizat de data aceasta.În acest caz, modelarea capetelor nu numai că mărește sau scade diametrul capătului țevii, dar creează și o varietate de alte forme, de la caneluri complexe la spirale care reproduc inelele care au fost lipite anterior la locul lor.
În domeniul producției de țevi, tehnologia de formare a capătului s-a dezvoltat treptat, iar tehnologiile de producție au introdus două niveluri de automatizare în proces.În primul rând, operațiunile pot combina mai multe etape de formare de precizie a capetelor în cadrul aceleiași zone de lucru – de fapt, o singură instalație finită.În al doilea rând, această formă complexă de capăt a fost integrată cu alte procese de fabricare a țevilor, cum ar fi tăierea și îndoirea.
Majoritatea aplicațiilor asociate cu acest tip de formare automată a capetelor sunt în fabricarea tuburilor de precizie (adesea din cupru, aluminiu sau oțel inoxidabil) în industrii precum cea auto și HVAC.Aici, turnarea capetelor elimină conexiunile mecanice concepute pentru a asigura conexiuni etanșe pentru fluxul de aer sau fluid.Acest tub are de obicei un diametru exterior de 1,5 inci sau mai puțin.
Unele dintre cele mai avansate celule automate încep cu tuburi cu diametru mic furnizate în bobine.Mai întâi trece printr-o mașină de îndreptat și apoi tăiat la lungime.Robotul sau dispozitivul mecanic transportă apoi piesa de prelucrat pentru modelarea și îndoirea finală.Ordinea de apariție depinde de cerințele aplicației, inclusiv de distanța dintre îndoire și forma finală în sine.Uneori, un robot poate muta o singură piesă de prelucrat de la capăt la îndoire și înapoi la forma finală dacă aplicația necesită o țeavă formată la capăt la ambele capete.
Numărul de etape de producție, care pot include unele sisteme de formare a capătului țevilor de înaltă calitate, face ca acest tip de celule să fie mai productiv.În unele sisteme, conducta trece prin opt stații de formare a capetelor.Proiectarea unei astfel de fabrici începe cu înțelegerea a ceea ce se poate realiza cu turnarea modernă.
Există mai multe tipuri de unelte de precizie pentru formarea capetelor.Poansoane Poansonele sunt „unelte dure” care formează capătul unei țevi, care reduc sau extind capătul țevii la diametrul dorit.Sculele rotative teșit sau ies în afară din țeavă pentru a asigura o suprafață fără bavuri și un finisaj consistent.Alte scule rotative efectuează procesul de laminare pentru a crea caneluri, crestături și alte geometrii (vezi Figura 1).
Secvența de modelare a capătului poate începe cu teșirea, care oferă o suprafață curată și o lungime consistentă a proeminenței între clemă și capătul țevii.Matrița de perforare realizează apoi procesul de sertizare (vezi Figura 2) prin extinderea și contractarea țevii, determinând excesul de material să formeze un inel în jurul diametrului exterior (OD).În funcție de geometrie, alte poansoane de ștanțare pot introduce barbe de-a lungul diametrului exterior al tubului (acest lucru ajută la fixarea furtunului pe tub).Unealta rotativă poate tăia o parte din diametrul exterior și apoi unealta care taie firul la suprafață.
Secvența exactă a instrumentelor și procedurilor utilizate depinde de aplicație.Cu opt stații în zona de lucru a unui formator de capăt, secvența poate fi destul de extinsă.De exemplu, o serie de curse formează treptat o creastă la capătul tubului, o lovitură extinde capătul tubului și apoi alte două curse comprimă capătul pentru a forma o creastă.Efectuarea operației în trei etape vă permite în multe cazuri să obțineți mărgele de o calitate superioară, iar sistemul de formare a capătului cu mai multe poziții face posibilă această operațiune secvențială.
Programul de modelare final secvențea operațiunile pentru o acuratețe și repetabilitate optime.Cele mai recente formatoare de capete complet electrice pot controla cu precizie poziția matrițelor lor.Dar pe lângă teșire și filetare, se formează majoritatea pașilor de prelucrare a feței.Modul în care formele metalice depind de tipul și calitatea materialului.
Luați în considerare din nou procesul de bordare (vezi Figura 3).La fel ca o margine închisă în tablă, o margine închisă nu are goluri atunci când formează capete.Acest lucru permite perforatorului să modeleze margelele în locul exact.De fapt, pumnul „pierce” o mărgele de o anumită formă.Ce zici de un șirag deschis care seamănă cu o margine expusă de tablă?Decalajul din mijlocul margelei poate crea unele probleme de reproductibilitate în unele aplicații – cel puțin dacă are o formă similară cu șiragul închis.Perforatoarele pot forma margele deschise, dar, deoarece nu există nimic care să susțină talonul din diametrul interior (ID) al țevii, un talon poate avea o geometrie ușor diferită față de următorul, această diferență de toleranță poate fi sau nu acceptabilă.
În cele mai multe cazuri, cadrele de capăt cu mai multe stații pot adopta o abordare diferită.Poansonul extinde mai întâi diametrul interior al țevii, creând un semifabricat în formă de undă în material.O unealtă de formare a capetelor cu trei role, proiectată cu forma dorită de talon negativ, este apoi prinsă în jurul diametrului exterior al țevii și cordonul este rulat.
Formele de precizie pot crea o varietate de forme, inclusiv cele asimetrice.Cu toate acestea, turnarea finală are limitările sale, majoritatea fiind legate de turnarea materialului.Materialele pot rezista doar la un anumit procent de deformare.
Tratamentul termic al suprafeței poansonului depinde de tipul de material din care este realizată structura.Proiectarea și tratarea suprafeței lor țin cont de diferitele grade de frecare și de alți parametri finali de formare care depind de material.Poansonele concepute pentru prelucrarea capetelor țevilor din oțel inoxidabil au caracteristici diferite față de poansonele concepute pentru prelucrarea capetelor țevilor din aluminiu.
Materialele diferite necesită, de asemenea, diferite tipuri de lubrifianți.Pentru materiale mai dure, cum ar fi oțelul inoxidabil, poate fi folosit un ulei mineral mai gros, iar pentru aluminiu sau cupru, poate fi folosit un ulei netoxic.Metodele de lubrifiere variază, de asemenea.Procesele rotative de tăiere și laminare folosesc de obicei ceață de ulei, în timp ce ștanțarea poate folosi lubrifianți cu jet sau ceață de ulei.În unele poansonuri, uleiul curge direct din poanson în diametrul interior al țevii.
Formatoarele de capăt cu mai multe poziții au niveluri diferite de forță de perforare și de strângere.Cu alte lucruri egale, oțelul inoxidabil mai puternic va necesita mai multă forță de strângere și de perforare decât aluminiul moale.
Privind un prim plan al formării capătului tubului, puteți vedea cum mașina avansează tubul înainte ca clemele să-l țină pe loc.Menținerea unei surplombi constante, adică a lungimii metalului care se extinde dincolo de dispozitivul de fixare, este critică.Pentru țevile drepte care pot fi deplasate la anumite opriri, menținerea acestui pervaz nu este dificilă.
Situația se schimbă când se confruntă cu o țeavă pre-îndoită (vezi Fig. 4).Procesul de îndoire poate prelungi ușor țeava, ceea ce adaugă o altă variabilă dimensională.La aceste setări, uneltele de tăiere orbitală și de confruntare taie și curăță capătul țevii pentru a se asigura că este exact unde ar trebui să fie, așa cum a fost programat.
Se pune întrebarea de ce, după îndoire, se obține un tub?Are de-a face cu unelte și locuri de muncă.În multe cazuri, șablonul final este plasat atât de aproape de curba în sine, încât nu mai rămân secțiuni drepte pentru ca instrumentul de frână să le ridice în timpul ciclului de îndoire.În aceste cazuri, este mult mai ușor să îndoiți țeava și să o treceți la capătul de formare, unde este ținută în cleme corespunzătoare razei de îndoire.De acolo, dispozitivul de modelare a capătului taie excesul de material, apoi creează geometria finală dorită (din nou, foarte aproape de cotul de la capăt).
În alte cazuri, modelarea capătului înainte de îndoire poate complica procesul de tragere rotativă, mai ales dacă forma capătului interferează cu instrumentul de îndoire.De exemplu, prinderea unei țevi pentru o curbă poate distorsiona forma de capăt realizată anterior.Crearea setărilor de îndoire care să nu deterioreze geometria formei finale ajunge să fie mai multe probleme decât merită.În aceste cazuri, este mai ușor și mai ieftin să remodelați țeava după îndoire.
Celulele de formare finală pot include multe alte procese de fabricare a țevilor (vezi Figura 5).Unele sisteme folosesc atât îndoirea, cât și formarea la capăt, care este o combinație comună, având în vedere cât de strâns legate sunt cele două procese.Unele operații încep prin formarea capătului unei țevi drepte, apoi se procedează la îndoire cu o tragere rotativă pentru a forma raze și apoi se întorc la mașina de formare a capătului pentru a prelucra celălalt capăt al țevii.
Orez.2. Aceste role de capăt sunt realizate pe o mașină de tăiat cu mai multe stații, unde un poanson de perforare extinde diametrul interior și un altul comprimă materialul pentru a forma un cordon.
În acest caz, secvența controlează variabila procesului.De exemplu, deoarece cea de-a doua operație de formare a capetelor are loc după îndoire, operațiile de tăiere a șinei și de tăiere a capătului de pe mașina de formare a capetelor asigură o surplomă constantă și o calitate mai bună a formei de capăt.Cu cât materialul este mai omogen, cu atât procesul final de turnare va fi mai reproductibil.
Indiferent de combinația de procese utilizate într-o celulă automatizată – fie că este vorba de îndoirea și modelarea capetelor sau de o configurație care începe cu răsucirea țevii – modul în care țeava trece prin diferitele etape depinde de cerințele aplicației.În unele sisteme, țeava este alimentată direct din rolă prin sistemul de aliniere în mânerele îndoitorului rotativ.Aceste cleme țin țeava în timp ce sistemul de formare a capătului este mutat în poziție.De îndată ce sistemul de formare finală își încheie ciclul, mașina de îndoit rotativ pornește.După îndoire, unealta taie piesa finită.Sistemul poate fi proiectat să lucreze cu diametre diferite, folosind matrițe speciale de perforare în forma de cap și scule stivuite în îndoitoarele rotative stânga și dreaptă.
Cu toate acestea, dacă aplicarea de îndoire necesită utilizarea unui știft cu bile în diametrul interior al țevii, setarea nu va funcționa deoarece țeava alimentată în procesul de îndoire vine direct din bobină.Acest aranjament nu este, de asemenea, potrivit pentru țevi în care este necesară o formă la ambele capete.
În aceste cazuri, un dispozitiv care implică o combinație de transmisie mecanică și robotică poate fi suficient.De exemplu, o țeavă poate fi derulată, aplatizată, tăiată, iar apoi robotul va plasa piesa tăiată într-un îndoitor rotativ, unde pot fi introduse dornuri bile pentru a preveni deformarea peretelui țevii în timpul îndoirii.De acolo, robotul poate muta tubul îndoit în modelul de capăt.Desigur, ordinea operațiunilor se poate modifica în funcție de cerințele postului.
Astfel de sisteme pot fi utilizate pentru producție în volum mare sau procesare la scară mică, de exemplu, 5 părți dintr-o formă, 10 părți dintr-o altă formă și 200 părți dintr-o altă formă.Designul mașinii poate varia, de asemenea, în funcție de succesiunea operațiunilor, mai ales când vine vorba de poziționarea dispozitivelor de fixare și de asigurarea degajărilor necesare pentru diferite piese de prelucrat (vezi Fig. 6).De exemplu, clemele de montare din profilul de capăt care acceptă cotul trebuie să aibă suficient spațiu pentru a ține cotul pe loc în orice moment.
Ordinea corectă permite operații paralele.De exemplu, un robot poate plasa o țeavă într-un formator de capăt, iar apoi, atunci când formatorul de capăt se deplasează, robotul poate alimenta un alt tub într-un îndoitor rotativ.
Pentru sistemele nou instalate, programatorii vor instala șabloane de portofoliu de lucru.Pentru turnarea finală, aceasta poate include detalii precum viteza de avans a cursei poansonului, centrul dintre poanson și nip sau numărul de rotații pentru operația de laminare.Cu toate acestea, odată ce aceste șabloane sunt la locul lor, programarea este rapidă și ușoară, programatorul ajustând secvența și setând inițial parametrii pentru a se potrivi aplicației curente.
Astfel de sisteme sunt, de asemenea, configurate să se conecteze într-un mediu Industry 4.0 cu instrumente de întreținere predictivă care măsoară temperatura motorului și alte date, precum și monitorizarea echipamentelor (de exemplu, numărul de piese produse într-o anumită perioadă).
La orizont, turnarea finală va deveni doar mai flexibilă.Din nou, procesul este limitat în termeni de tensiune procentuală.Cu toate acestea, nimic nu îi împiedică pe inginerii creativi să dezvolte dispozitive unice de modelare a capetelor.În unele operațiuni, o matriță de perforare este introdusă în diametrul interior al țevii și forțează țeava să se extindă în cavitățile din interiorul clemei în sine.Unele instrumente creează forme de capăt care se extind cu 45 de grade, rezultând o formă asimetrică.
Baza pentru toate acestea sunt capacitățile modelului de capat cu mai multe poziții.Când operațiunile pot fi efectuate „într-un singur pas”, există diferite posibilități de formare finală.
FABRICATOR este cea mai importantă revistă de fabricare și formare a oțelului din America de Nord.Revista publică știri, articole tehnice și povești de succes care permit producătorilor să-și facă treaba mai eficient.FABRICATOR este în industrie din 1970.
Accesul digital complet la FABRICATOR este acum disponibil, oferind acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Accesul digital complet la The Tube & Pipe Journal este acum disponibil, oferind acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Bucurați-vă de acces digital complet la STAMPING Journal, jurnalul pieței de ștanțare a metalelor cu cele mai recente progrese tehnologice, bune practici și știri din industrie.
Accesul complet la ediția digitală The Fabricator en Español este acum disponibil, oferind acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Partea a doua a seriei noastre în două părți cu Ray Ripple, un artist metal texan și sudor, îi continuă...
Ora postării: 08-ian-2023