Moniasemainen päätymuovauskone suorittaa syklinsä ja muodostaa suljetun hitsin kupariputken päähän.
Kuvittele arvovirta, jossa putkia leikataan ja taivutetaan.Toisella laitoksen alueella renkaat ja muut koneistetut osat koneistetaan ja lähetetään sitten koottavaksi juotettaviksi tai muuten sovitettaviksi putkien päihin.Kuvittele nyt samaa arvovirtaa, tällä kertaa viimeisteltynä.Tässä tapauksessa päiden muotoilu ei ainoastaan lisää tai pienennä putken pään halkaisijaa, vaan luo myös monia muita muotoja monimutkaisista urista pyörteisiin, jotka toistavat aiemmin paikoilleen juotetut renkaat.
Putketuotannon alalla päätymuovaustekniikka on vähitellen kehittynyt ja tuotantoteknologiat ovat tuoneet prosessiin kaksi automatisointitasoa.Ensinnäkin toiminnoissa voidaan yhdistää useita tarkkoja päiden muotoiluvaiheita samalla työalueella – itse asiassa yksi valmis asennus.Toiseksi tämä monimutkainen päätymuovaus on integroitu muihin putkenvalmistusprosesseihin, kuten leikkaus ja taivutus.
Suurin osa tämäntyyppiseen automatisoituun päätymuovaukseen liittyvistä sovelluksista on tarkkuusputkien (usein kuparia, alumiinia tai ruostumatonta terästä) valmistuksessa sellaisilla aloilla kuin autoteollisuus ja LVI.Tässä päiden muovaus eliminoi mekaaniset liitännät, jotka on suunniteltu tarjoamaan tiiviit liitokset ilma- tai nestevirtaukselle.Tämän putken ulkohalkaisija on tyypillisesti 1,5 tuumaa tai vähemmän.
Jotkut edistyneimmistä automatisoiduista kennoista alkavat halkaisijaltaan pienillä putkilla, jotka toimitetaan keloissa.Se kulkee ensin suoristuskoneen läpi ja leikataan sitten pituuteen.Robotti tai mekaaninen laite kuljettaa sitten työkappaleen lopullista muotoilua ja taivutusta varten.Ulkoasujärjestys riippuu sovelluksen vaatimuksista, mukaan lukien mutkan ja itse lopullisen muodon välinen etäisyys.Joskus robotti voi siirtää yksittäisen työkappaleen päästä taivutuksesta ja takaisin päätyyn, jos sovellus vaatii putken päätymuotoilun molemmista päistä.
Tuotantovaiheiden lukumäärä, joihin voi sisältyä korkealaatuisia putkenpäiden muodostusjärjestelmiä, tekee tästä kennotyypistä tuottavamman.Joissakin järjestelmissä putki kulkee kahdeksan päädyn muodostusaseman läpi.Tällaisen laitoksen suunnittelu alkaa ymmärtämällä, mitä nykyaikaisella päätymuovauksella voidaan saavuttaa.
Tarkkuuspäiden muotoilutyökaluja on useita tyyppejä.Lävistimet Lävistimet ovat "kovia työkaluja", jotka muodostavat putken pään ja jotka pienentävät tai laajentavat putken päätä haluttuun halkaisijaan.Pyörivät työkalut viistovat tai työntyvät ulos putkesta varmistaakseen jäysteetön pinnan ja tasaisen viimeistelyn.Muut pyörivät työkalut suorittavat valssausprosessin urien, lovien ja muiden geometrioiden luomiseksi (katso kuva 1).
Päätymuotoilu voi alkaa viisteillä, jolloin saadaan puhdas pinta ja tasainen ulkoneman pituus puristimen ja putken pään välillä.Lävistyssuutin suorittaa sitten puristusprosessin (katso kuva 2) laajentamalla ja supistamalla putkea, jolloin ylimääräinen materiaali muodostaa renkaan ulkohalkaisijan (OD) ympärille.Geometriasta riippuen muut meistimet voivat työntää väkäsiä putken ulkohalkaisijaa pitkin (tämä auttaa kiinnittämään letkun putkeen).Pyörivä työkalu voi leikata läpi osan ulkohalkaisijasta ja sitten työkalun, joka katkaisee langan pinnalla.
Käytettyjen työkalujen ja toimenpiteiden tarkka järjestys riippuu sovelluksesta.Kahdeksalla asemalla päätymuodostimen työalueella, sekvenssi voi olla melko laaja.Esimerkiksi sarja iskuja muodostaa vähitellen harjanteen putken päähän, yksi isku laajentaa putken päätä ja sitten kaksi lisäiskua puristaa päätä harjanteen muodostamiseksi.Toiminnan suorittaminen kolmessa vaiheessa mahdollistaa monissa tapauksissa korkealaatuisempien helmien saamisen, ja moniasentoinen päätymuovausjärjestelmä mahdollistaa tämän peräkkäisen toiminnan.
Lopun muotoiluohjelma sekvensoi toiminnot optimaalisen tarkkuuden ja toistettavuuden saavuttamiseksi.Uusimmat täyssähköiset päänmuodostajat voivat ohjata tarkasti meistiensä asentoa.Mutta viiston ja kierteityksen lisäksi suurin osa pintatyöstövaiheista muodostuu.Metallin muotojen muoto riippuu materiaalin tyypistä ja laadusta.
Harkitse helmimisprosessia uudelleen (katso kuva 3).Kuten metallilevyn suljetussa reunassa, suljetussa reunassa ei ole rakoja päitä muodostettaessa.Tämän ansiosta rei'itys voi muotoilla helmiä täsmälleen oikeaan kohtaan.Itse asiassa rei'itys "lävistää" tietyn muotoisen helmen.Entä avoin helmi, joka muistuttaa paljaana olevaa metallilevyn reunaa?Helmen keskellä oleva rako voi aiheuttaa toistettavuusongelmia joissakin sovelluksissa – ainakin jos se on muotoiltu samalla tavalla kuin suljettu helmi.Meistit voivat muodostaa avoimia helmiä, mutta koska mikään ei tue pallea putken sisähalkaisijalta (ID), yhdellä palkeella voi olla hieman erilainen geometria kuin seuraavan, tämä ero toleranssissa voi olla hyväksyttävä tai ei.
Useimmissa tapauksissa usean aseman päätekehykset voivat ottaa erilaisen lähestymistavan.Lävistin laajentaa ensin putken sisähalkaisijaa ja muodostaa materiaaliin aaltomaisen aihion.Kolmirullainen päädyn muodostustyökalu, joka on suunniteltu haluttuun negatiiviseen palteen muotoon, puristetaan sitten putken ulkohalkaisijan ympärille ja helmi rullataan.
Tarkkuuspäänmuodostajat voivat luoda erilaisia muotoja, myös epäsymmetrisiä.Päätymuovauksella on kuitenkin rajoituksensa, joista suurin osa liittyy materiaalin muovaukseen.Materiaalit kestävät vain tietyn prosenttiosuuden muodonmuutoksesta.
Lävistyspinnan lämpökäsittely riippuu materiaalityypistä, josta rakenne on valmistettu.Niiden suunnittelussa ja pintakäsittelyssä on otettu huomioon vaihtelevat kitka-asteet ja muut materiaalista riippuvat lopulliset muovausparametrit.Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien päiden käsittelyyn tarkoitetut meistit ovat ominaisuuksiltaan erilaisia kuin alumiiniputkien päiden käsittelyyn tarkoitetut meistit.
Eri materiaalit vaativat myös erilaisia voiteluaineita.Kovemmille materiaaleille, kuten ruostumattomalle teräkselle, voidaan käyttää paksumpaa mineraaliöljyä ja alumiinille tai kuparille myrkytöntä öljyä.Myös voitelumenetelmät vaihtelevat.Pyörivä leikkaus ja valssaus käyttävät tyypillisesti öljysumua, kun taas meistossa voidaan käyttää suihku- tai öljysumuvoiteluaineita.Joissakin meistissä öljy virtaa suoraan lävistimestä putken sisähalkaisijaan.
Moniasentoisilla päätymuottimilla on erilaiset lävistys- ja puristusvoimat.Jos muut asiat ovat samat, vahvempi ruostumaton teräs vaatii enemmän puristus- ja lävistysvoimaa kuin pehmeä alumiini.
Tarkasteltaessa lähikuvaa putken pään muodostamisesta, voit nähdä, kuinka kone vie putkea eteenpäin ennen kuin puristimet pitävät sen paikoillaan.Jatkuva ylitys, eli kiinnikkeen yli ulottuva metallin pituus, on kriittinen.Suorille putkille, jotka voidaan siirtää tiettyihin pysähdyksiin, tämän reunan ylläpitäminen ei ole vaikeaa.
Tilanne muuttuu esitaivutettua putkea vasten (katso kuva 4).Taivutusprosessi voi pidentää putkea hieman, mikä lisää toisen mittamuuttujan.Näillä asetuksilla orbitaalileikkaus- ja tasoitustyökalut leikkaavat ja puhdistavat putken pään varmistaakseen, että se on ohjelmoidusti täsmälleen siinä missä sen pitäisi olla.
Herää kysymys, miksi taivutuksen jälkeen saadaan putki?Se liittyy työkaluihin ja työhön.Monissa tapauksissa lopullinen malli sijoitetaan niin lähelle itse mutkaa, ettei puristusjarrutyökalulle jää suoria osia taivutusjakson aikana.Näissä tapauksissa on paljon helpompaa taivuttaa putki ja viedä se päätymuovaukseen, jossa se pidetään taivutussäteen mukaisissa puristimissa.Sieltä päätymuovaaja leikkaa pois ylimääräisen materiaalin ja luo sitten halutun lopullisen muotogeometrian (jälleen hyvin lähellä taivutusta lopussa).
Muissa tapauksissa pään muotoilu ennen taivutusta voi monimutkaistaa pyörivää vetoprosessia, varsinkin jos pään muoto häiritsee taivutustyökalua.Esimerkiksi putken kiinnittäminen mutkaa varten voi vääristää aiemmin tehtyä päädyn muotoa.Taivutusasetusten luominen, jotka eivät vahingoita lopullista muotogeometriaa, on lopulta enemmän vaivaa kuin se kannattaa.Näissä tapauksissa putken muotoileminen taivutuksen jälkeen on helpompaa ja halvempaa.
Päädyn muodostavat solut voivat sisältää monia muita putken valmistusprosesseja (katso kuva 5).Joissakin järjestelmissä käytetään sekä taivutus- että päätymuovausta, mikä on yleinen yhdistelmä, koska nämä kaksi prosessia liittyvät läheisesti toisiinsa.Jotkut toiminnot alkavat muodostamalla suoran putken pää, sitten jatkavat taivutukseen pyörivällä vedolla säteiden muodostamiseksi ja palaavat sitten päiden muodostuskoneeseen putken toisen pään työstämiseksi.
Riisi.2. Nämä päätytelat valmistetaan moniasemaisella särmäyksellä, jossa lävistin laajentaa sisähalkaisijaa ja toinen puristaa materiaalia helmeksi.
Tässä tapauksessa sekvenssi ohjaa prosessimuuttujaa.Esimerkiksi, koska toinen päätymuovausoperaatio tapahtuu taivutuksen jälkeen, kiskon leikkaus ja päiden trimmaustoimenpiteet päiden muotoilukoneessa tarjoavat jatkuvan ulkoneman ja paremman päädyn muodon laadun.Mitä homogeenisempi materiaali on, sitä toistettavampi lopullinen muovausprosessi on.
Riippumatta automatisoidussa kennossa käytettävistä prosessien yhdistelmästä – olipa kyseessä päiden taivutus ja muotoilu tai putken kiertämisellä alkava asennus – putken eri vaiheiden läpikulku riippuu sovelluksen vaatimuksista.Joissakin järjestelmissä putki syötetään suoraan telalta kohdistusjärjestelmän kautta kiertotaivuttimen kahvoihin.Nämä puristimet pitävät putkea paikallaan, kun päädyn muodostusjärjestelmä siirretään paikalleen.Heti kun päätymuovausjärjestelmä saa syklinsä valmiiksi, pyörivä taivutuskone käynnistyy.Taivutuksen jälkeen työkalu leikkaa valmiin työkappaleen.Järjestelmä voidaan suunnitella toimimaan eri halkaisijoiden kanssa käyttämällä erityisiä lävistysmuotit päätymuotteissa ja pinottuja työkaluja vasemman ja oikean käden pyörivissä taivuttimissa.
Jos taivutussovellus kuitenkin edellyttää kuulatapin käyttöä putken sisähalkaisijassa, säätö ei toimi, koska taivutusprosessiin syötetty putki tulee suoraan kelalta.Tämä järjestely ei myöskään sovellu putkille, joissa molemmista päistä vaaditaan muoto.
Näissä tapauksissa laite, jossa on jokin mekaanisen voimansiirron ja robotiikan yhdistelmä, voi olla riittävä.Esimerkiksi putki voidaan kelata auki, litistää, leikata ja sitten robotti sijoittaa leikatun kappaleen pyörivään taivuttimeen, johon voidaan asettaa pallokarat estämään putken seinämän muodonmuutos taivutuksen aikana.Sieltä robotti voi siirtää taivutetun putken päädyn muotoilijaan.Toimenpidejärjestys voi tietysti muuttua työn vaatimusten mukaan.
Tällaisia järjestelmiä voidaan käyttää suuren volyymin tuotantoon tai pienimuotoiseen prosessointiin, esimerkiksi 5 osaa yhtä muotoa, 10 osaa toista muotoa ja 200 osaa toista muotoa.Koneen rakenne voi myös vaihdella toimintojen järjestyksen mukaan, erityisesti kun on kyse kiinnikkeiden sijoittelusta ja tarvittavien välysten järjestämisestä eri työkappaleille (katso kuva 6).Esimerkiksi päätyprofiilissa, joka hyväksyy kyynärpään, on oltava tarpeeksi tilaa, jotta kyynärpää pysyy paikoillaan koko ajan.
Oikea järjestys mahdollistaa rinnakkaiset toiminnot.Robotti voi esimerkiksi asettaa putken päätymuodostimeen, ja sitten kun päätymuodostin pyörii, robotti voi syöttää toisen putken pyörivään taivuttimeen.
Äskettäin asennetuille järjestelmille ohjelmoijat asentavat työportfoliomalleja.Päätymuovausta varten tämä voi sisältää yksityiskohtia, kuten meistin iskun syöttönopeuden, lävistimen ja nipin välisen keskikohdan tai valssauksen kierrosten lukumäärän.Kuitenkin, kun nämä mallit ovat paikoillaan, ohjelmointi on nopeaa ja helppoa, ohjelmoija säätää järjestystä ja asettaa aluksi parametrit nykyiseen sovellukseen sopiviksi.
Tällaiset järjestelmät on myös konfiguroitu kytkeytymään Teollisuus 4.0 -ympäristössä ennakoiviin huoltotyökaluihin, jotka mittaavat moottorin lämpötilaa ja muita tietoja sekä laitteiden valvontaa (esimerkiksi tietyn ajanjakson aikana valmistettujen osien lukumäärää).
Horisontissa päätyvalu tulee vain joustavammaksi.Jälleen prosessi on rajoitettu prosentuaalisen jännityksen suhteen.Mikään ei kuitenkaan estä luovia insinöörejä kehittämästä ainutlaatuisia loppujen muotoilulaitteita.Joissakin toiminnoissa lävistyssuulake työnnetään putken sisähalkaisijaan ja pakottaa putken laajentumaan onteloihin itse puristimen sisällä.Jotkut työkalut luovat päätymuotoja, jotka laajenevat 45 astetta, mikä johtaa epäsymmetriseen muotoon.
Kaiken tämän perustana ovat moniasentoisen päätymuovaajan ominaisuudet.Kun toiminnot voidaan suorittaa "yhdessä vaiheessa", on olemassa useita mahdollisuuksia lopulliseen muodostukseen.
FABRICATOR on Pohjois-Amerikan johtava teräksenvalmistus- ja muovauslehti.Lehti julkaisee uutisia, teknisiä artikkeleita ja menestystarinoita, joiden avulla valmistajat voivat tehdä työnsä tehokkaammin.FABRICATOR on toiminut alalla vuodesta 1970.
Täysi digitaalinen pääsy FABRICATORiin on nyt saatavilla, mikä tarjoaa helpon pääsyn arvokkaisiin teollisuuden resursseihin.
Täysi digitaalinen pääsy The Tube & Pipe Journaliin on nyt saatavilla, mikä tarjoaa helpon pääsyn arvokkaisiin alan resursseihin.
Nauti täydestä digitaalisesta pääsystä STAMPING Journaliin, metallileimausmarkkinalehteen, joka sisältää viimeisimmät teknologian edistykset, parhaat käytännöt ja alan uutiset.
Täysi pääsy The Fabricator en Español -digitaaliversioon on nyt saatavilla, mikä tarjoaa helpon pääsyn arvokkaisiin alan resursseihin.
Osa 2 kaksiosaisesta sarjasta, jossa on teksasilainen metallitaiteilija ja hitsaaja Ray Ripple, jatkaa hänen…
Postitusaika: 08.01.2023