Flerstationsändformningsmaskinen avslutar sin cykel för att bilda en sluten svets vid änden av kopparröret.
Föreställ dig en värdeström där rör kapas och böjs.I ett annat område av anläggningen bearbetas ringarna och andra bearbetade delar och skickas sedan iväg för att monteras för lödning eller på annat sätt monteras i ändarna av rören.Föreställ dig nu samma värdeström, den här gången avslutad.I det här fallet ökar eller minskar formningen av ändarna inte bara diametern på rörets ände, utan skapar också en mängd andra former, från komplexa spår till virvlar som replikerar de ringar som tidigare löddes på plats.
Inom rörproduktionsområdet har slutformningstekniken gradvis utvecklats, och produktionsteknologier har introducerat två nivåer av automatisering i processen.För det första kan operationer kombinera flera steg av precisionsändformning inom samma arbetsområde – i själva verket en färdig installation.För det andra har denna komplexa ändformning integrerats med andra rörtillverkningsprocesser såsom skärning och bockning.
De flesta applikationer som är förknippade med denna typ av automatiserad ändformning är vid tillverkning av precisionsrör (ofta koppar, aluminium eller rostfritt stål) i industrier som bilindustrin och HVAC.Här eliminerar formgjutningen av ändarna mekaniska anslutningar utformade för att ge läcktäta anslutningar för luft- eller vätskeflöde.Detta rör har vanligtvis en ytterdiameter på 1,5 tum eller mindre.
Några av de mest avancerade automatiserade cellerna börjar med rör med liten diameter som levereras i spolar.Den passerar först genom en riktningsmaskin och skärs sedan i längd.Roboten eller den mekaniska enheten transporterar sedan arbetsstycket för slutlig formning och bockning.Utseendeordningen beror på applikationens krav, inklusive avståndet mellan böjningen och själva slutformen.Ibland kan en robot flytta ett enstaka arbetsstycke från ände till bockning och tillbaka till ändform om applikationen kräver ett ändformat rör i båda ändar.
Antalet produktionssteg, som kan inkludera några högkvalitativa rörändformningssystem, gör denna celltyp mer produktiv.I vissa system passerar röret genom åtta ändformningsstationer.Att designa en sådan anläggning börjar med att förstå vad som kan uppnås med modern ändgjutning.
Det finns flera typer av precisionsverktyg för ändformning.Stämplar Stämplar är "hårda verktyg" som bildar änden av ett rör, som reducerar eller expanderar änden av röret till önskad diameter.Roterande verktyg fasar eller sticker ut från röret för att säkerställa en gradfri yta och en jämn finish.Andra roterande verktyg utför rullningsprocessen för att skapa spår, skåror och andra geometrier (se figur 1).
Ändformningssekvensen kan börja med avfasning, vilket ger en ren yta och en konsekvent utsprångslängd mellan klämman och rörets ände.Stansformen utför sedan krympningsprocessen (se figur 2) genom att expandera och dra ihop röret, vilket gör att överskottsmaterialet bildar en ring runt ytterdiametern (OD).Beroende på geometrin kan andra stämplingsstansar sätta in hullingar längs rörets ytterdiameter (detta hjälper till att säkra slangen till röret).Det roterande verktyget kan skära igenom en del av ytterdiametern, och sedan verktyget som skär gängan på ytan.
Den exakta sekvensen av verktyg och procedurer som används beror på applikationen.Med åtta stationer i arbetsområdet för en ändformare kan sekvensen vara ganska omfattande.Till exempel bildar en serie av slag gradvis en ås i änden av röret, ett slag expanderar änden av röret, och sedan ytterligare två slag komprimerar änden för att bilda en ås.Genom att utföra operationen i tre steg i många fall kan du få pärlor av högre kvalitet, och ändformningssystemet i flera lägen gör denna sekventiella operation möjlig.
Slutformningsprogrammet sekvenserar operationer för optimal noggrannhet och repeterbarhet.De senaste helelektriska ändformarna kan exakt styra läget för sina matriser.Men förutom avfasning och gängning, formas de flesta stegen för ytbearbetning.Hur metall bildas beror på materialets typ och kvalitet.
Överväg pärlningsprocessen igen (se figur 3).Liksom en sluten kant i plåt har en sluten kant inga luckor vid formning av ändar.Detta gör att stansen kan forma pärlorna på exakt plats.Faktum är att stansen "genomborrar" en pärla av en viss form.Vad sägs om en öppen pärla som liknar en exponerad plåtkant?Spalten i mitten av pärlan kan skapa vissa reproducerbarhetsproblem i vissa applikationer - åtminstone om den är formad på samma sätt som den slutna pärlan.Stansar kan bilda öppna strängar, men eftersom det inte finns något som stöder strängen från rörets innerdiameter (ID) kan en sträng ha en något annorlunda geometri än den andra, denna skillnad i tolerans kan vara acceptabel eller inte.
I de flesta fall kan slutramar för flera stationer ta ett annat tillvägagångssätt.Stansen expanderar först rörets innerdiameter, vilket skapar ett vågliknande ämne i materialet.Ett ändformningsverktyg med tre valsar utformat med den önskade negativa vulstformen kläms sedan fast runt rörets ytterdiameter och vulsten rullas.
Precisionsändformare kan skapa en mängd olika former, inklusive asymmetriska.Ändgjutning har dock sina begränsningar, varav de flesta är relaterade till formningen av materialet.Material kan bara motstå en viss procent av deformation.
Värmebehandlingen av stansytan beror på vilken typ av material som strukturen är gjord av.Deras design och ytbehandling tar hänsyn till de varierande graderna av friktion och andra slutformningsparametrar som beror på materialet.Stansar utformade för bearbetning av ändarna av rostfria stålrör har andra egenskaper än stansar utformade för bearbetning av ändarna på aluminiumrör.
Olika material kräver också olika typer av smörjmedel.För hårdare material som rostfritt stål kan en tjockare mineralolja användas och för aluminium eller koppar kan en giftfri olja användas.Smörjmetoderna varierar också.Roterande skär- och valsningsprocesser använder vanligtvis oljedimma, medan stansning kan använda jet- eller oljedimma smörjmedel.I vissa stansar rinner olja direkt från stansen in i rörets innerdiameter.
Ändformare med flera lägen har olika nivåer av håltagnings- och klämkraft.Allt annat lika kommer starkare rostfritt stål att kräva mer kläm- och stanskraft än mjukt aluminium.
När du tittar på en närbild av röränden som formas kan du se hur maskinen för fram röret innan klämmorna håller det på plats.Att upprätthålla ett konstant överhäng, det vill säga längden av metall som sträcker sig utanför fixturen, är kritiskt.För raka rör som kan flyttas till vissa hållplatser är det inte svårt att underhålla denna avsats.
Situationen förändras när man står inför ett förböjt rör (se fig. 4).Böjningsprocessen kan förlänga röret något, vilket lägger till ytterligare en dimensionsvariabel.Vid dessa inställningar skär och rengör röränden av röret för att se till att den är precis där den ska vara, enligt programmeringen.
Frågan uppstår varför, efter böjning, erhålls ett rör?Det har med verktyg och jobb att göra.I många fall placeras den slutliga mallen så nära själva böjen att det inte finns några raka sektioner kvar för kantpressen att plocka upp under böjningscykeln.I dessa fall är det mycket lättare att böja röret och föra det till ändformningen, där det hålls i klämmor motsvarande böjradien.Därifrån skär ändformaren bort överflödigt material och skapar sedan den önskade slutformgeometrin (igen, mycket nära böjen i slutet).
I andra fall kan formning av änden före bockning komplicera den roterande ritningsprocessen, särskilt om formen på änden stör bockningsverktyget.Till exempel kan klämning av ett rör för en böj förvränga den tidigare gjorda ändformen.Att skapa böjningsinställningar som inte skadar den slutliga formgeometrin blir mer problem än det är värt.I dessa fall är det lättare och billigare att forma om röret efter böjning.
Ändbildande celler kan innefatta många andra rörtillverkningsprocesser (se figur 5).Vissa system använder både bockning och ändformning, vilket är en vanlig kombination med tanke på hur nära relaterade de två processerna är.Vissa operationer börjar med att forma änden av ett rakt rör, fortsätt sedan till bockning med ett roterande drag för att bilda radier, och återvänd sedan till ändformningsmaskinen för att bearbeta den andra änden av röret.
Ris.2. Dessa ändrullar är gjorda på en kantskärare med flera stationer, där en stansstans expanderar innerdiametern och en annan komprimerar materialet för att bilda en sträng.
I detta fall styr sekvensen processvariabeln.Till exempel, eftersom den andra ändformningsoperationen äger rum efter bockning, ger rälskärningen och ändtrimningsoperationerna på ändformningsmaskinen ett konstant överhäng och bättre ändformskvalitet.Ju mer homogent materialet är, desto mer reproducerbar blir den slutliga formningsprocessen.
Oavsett vilken kombination av processer som används i en automatiserad cell – om det är att böja och forma ändarna eller en installation som börjar med att vrida röret – beror hur röret passerar genom de olika stegen på applikationens krav.I vissa system matas röret direkt från rullen genom uppriktningssystemet in i greppen på den roterande bockaren.Dessa klämmor håller röret medan det ändformande systemet flyttas på plats.Så snart ändformningssystemet har avslutat sin cykel startar den roterande bockningsmaskinen.Efter böjning skär verktyget det färdiga arbetsstycket.Systemet kan utformas för att arbeta med olika diametrar, med hjälp av speciella stansformar i ändformaren och staplade verktyg i vänster och höger roterande bockare.
Men om bockningsapplikationen kräver användning av en kulbult i rörets innerdiameter, kommer inställningen inte att fungera eftersom röret som matas in i bockningsprocessen kommer direkt från spolen.Detta arrangemang är inte heller lämpligt för rör där en form krävs i båda ändar.
I dessa fall kan en anordning som involverar någon kombination av mekanisk transmission och robotik vara tillräcklig.Till exempel kan ett rör lindas av, tillplattas, kapas, och sedan kommer roboten att placera den avskurna biten i en roterande bockare, där kuldorn kan sättas in för att förhindra deformering av rörväggen under böjning.Därifrån kan roboten flytta det böjda röret in i ändformaren.Naturligtvis kan ordningen på verksamheten ändras beroende på jobbets krav.
Sådana system kan användas för högvolymproduktion eller småskalig bearbetning, till exempel 5 delar av en form, 10 delar av en annan form och 200 delar av en annan form.Maskinens utformning kan också variera beroende på arbetssekvensen, särskilt när det gäller att placera fixturer och tillhandahålla nödvändiga spelrum för olika arbetsstycken (se fig. 6).Till exempel måste monteringsklämmorna i ändprofilen som tar emot armbågen ha tillräckligt med spelrum för att hålla armbågen på plats hela tiden.
Rätt ordning tillåter parallella operationer.Till exempel kan en robot placera ett rör i en ändformare, och sedan när ändformaren cyklar kan roboten mata in ett annat rör i en roterande böjare.
För nyinstallerade system kommer programmerare att installera mallar för arbetsportföljer.För ändgjutning kan detta inkludera detaljer såsom matningshastigheten för stansslaget, mitten mellan stansen och nypet, eller antalet varv för valsningsoperationen.Men när dessa mallar väl är på plats är programmeringen snabb och enkel, med programmeraren som justerar sekvensen och initialt ställer in parametrarna för att passa den aktuella applikationen.
Sådana system är också konfigurerade för att ansluta i en Industry 4.0-miljö med verktyg för prediktivt underhåll som mäter motortemperatur och andra data, samt utrustningsövervakning (till exempel antalet delar som produceras under en viss period).
Vid horisonten kommer slutgjutning bara att bli mer flexibel.Återigen är processen begränsad vad gäller procentuell töjning.Inget hindrar dock kreativa ingenjörer från att utveckla unika slutformningsenheter.I vissa operationer sätts en stansform in i rörets innerdiameter och tvingar röret att expandera in i håligheter i själva klämman.Vissa verktyg skapar ändformer som expanderar 45 grader, vilket resulterar i en asymmetrisk form.
Grunden för allt detta är kapaciteten hos flerpositionsändformaren.När operationer kan utföras "i ett steg" finns det olika möjligheter till slutlig formation.
FABRICATOR är Nordamerikas ledande magasin för ståltillverkning och formning.Tidningen publicerar nyheter, tekniska artiklar och framgångshistorier som gör det möjligt för tillverkare att göra sitt jobb mer effektivt.FABRICATOR har varit i branschen sedan 1970.
Fullständig digital tillgång till FABRICATOR är nu tillgänglig, vilket ger enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Fullständig digital tillgång till The Tube & Pipe Journal är nu tillgänglig, vilket ger enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Njut av full digital tillgång till STAMPING Journal, tidskriften för metallstämpelmarknaden med de senaste tekniska framstegen, bästa praxis och branschnyheter.
Full tillgång till The Fabricator en Españols digitala utgåva är nu tillgänglig, vilket ger enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Del 2 av vår tvådelade serie med Ray Ripple, en texansk metallkonstnär och svetsare, fortsätter hennes...
Posttid: Jan-08-2023