La màquina formadora d'extrems multiestació completa el seu cicle per formar una soldadura tancada a l'extrem de la canonada de coure.
Imagineu un corrent de valor on les canonades es tallen i es dobleguen.En una altra zona de la planta, els anells i altres peces mecanitzades es mecanitzen i després s'envien per ser muntats per soldar-los o encaixar d'una altra manera als extrems dels tubs.Ara imagineu el mateix flux de valor, aquesta vegada finalitzat.En aquest cas, donar forma als extrems no només augmenta o disminueix el diàmetre de l'extrem de la canonada, sinó que també crea una varietat d'altres formes, des de solcs complexos fins a verticils que reprodueixen els anells que es van soldar prèviament al seu lloc.
En el camp de la producció de canonades, la tecnologia de conformació final s'ha desenvolupat gradualment i les tecnologies de producció han introduït dos nivells d'automatització en el procés.En primer lloc, les operacions poden combinar diversos passos de conformació d'extrems de precisió dins de la mateixa àrea de treball, de fet, una instal·lació acabada.En segon lloc, aquesta complexa conformació d'extrems s'ha integrat amb altres processos de fabricació de canonades com el tall i el doblegat.
La majoria de les aplicacions associades a aquest tipus de conformació automatitzada d'extrems es troben en la fabricació de tubs de precisió (sovint coure, alumini o acer inoxidable) en indústries com l'automoció i HVAC.Aquí, l'emmotllament dels extrems elimina les connexions mecàniques dissenyades per proporcionar connexions estanques per al flux d'aire o fluids.Aquest tub normalment té un diàmetre exterior de 1,5 polzades o menys.
Algunes de les cèl·lules automatitzades més avançades comencen amb tubs de petit diàmetre subministrats en bobines.Primer passa per una màquina de redreçar i després es talla a la longitud.A continuació, el robot o dispositiu mecànic transporta la peça per a la seva conformació i plegat finals.L'ordre d'aparició depèn dels requisits de l'aplicació, inclosa la distància entre la corba i la forma final.De vegades, un robot pot moure una única peça de treball d'extrem a plegat i de tornada a la forma final si l'aplicació requereix una canonada formada a l'extrem als dos extrems.
El nombre d'etapes de producció, que poden incloure alguns sistemes de formació d'extrems de canonades d'alta qualitat, fa que aquest tipus de cèl·lules sigui més productiu.En alguns sistemes, la canonada passa per vuit estacions de formació d'extrems.El disseny d'aquesta planta comença per comprendre què es pot aconseguir amb l'emmotllament final modern.
Hi ha diversos tipus d'eines de conformació d'extrems de precisió.Punxons Els punxons són "eines dures" que formen l'extrem d'una canonada, que redueixen o amplien l'extrem de la canonada fins al diàmetre desitjat.Les eines giratòries xamfren o sobresurten de la canonada per garantir una superfície sense rebaves i un acabat consistent.Altres eines giratòries realitzen el procés de laminació per crear solcs, osques i altres geometries (vegeu la figura 1).
La seqüència de conformació final pot començar amb un xamfranat, que proporciona una superfície neta i una longitud de protuberància consistent entre la pinça i l'extrem de la canonada.A continuació, la matriu de perforació realitza el procés de crimpat (vegeu la figura 2) expandint i contraint la canonada, fent que l'excés de material formi un anell al voltant del diàmetre exterior (OD).Depenent de la geometria, altres punxons d'estampació poden inserir punxes al llarg del diàmetre exterior del tub (això ajuda a fixar la mànega al tub).L'eina rotativa pot tallar part del diàmetre exterior i després l'eina que talla el fil a la superfície.
La seqüència exacta d'eines i procediments utilitzats depèn de l'aplicació.Amb vuit estacions a l'àrea de treball d'un modelador final, la seqüència pot ser força extensa.Per exemple, una sèrie de traços forma gradualment una cresta a l'extrem del tub, un cop expandeix l'extrem del tub i després dos cops més comprimeixen l'extrem per formar una cresta.Realitzar l'operació en tres etapes en molts casos permet obtenir perles de major qualitat, i el sistema de conformació d'extrems de múltiples posicions fa possible aquesta operació seqüencial.
El programa de conformació final seqüencia les operacions per a una precisió i repetibilitat òptimes.Els últims formadors d'extrems totalment elèctrics poden controlar amb precisió la posició dels seus matrius.Però, a més de xamfranar i roscar, s'estan formant la majoria de passos de mecanitzat de cara.Com les formes del metall depenen del tipus i la qualitat del material.
Penseu de nou en el procés de perles (vegeu la figura 3).Igual que una vora tancada en xapa, una vora tancada no té buits en formar extrems.Això permet que el punxó doni forma a les perles al lloc exacte.De fet, el punxó "perfora" una perla d'una forma determinada.Què passa amb una perla oberta que s'assembla a una vora de xapa exposada?El buit al mig del taló pot crear alguns problemes de reproductibilitat en algunes aplicacions, almenys si té la mateixa forma que el taló tancat.Els punxons de matriu poden formar perles obertes, però com que no hi ha res que suporti la perla des del diàmetre interior (ID) de la canonada, una perla pot tenir una geometria lleugerament diferent de la següent, aquesta diferència de tolerància pot ser o no acceptable.
En la majoria dels casos, els marcs finals de diverses estacions poden adoptar un enfocament diferent.El punxó primer expandeix el diàmetre interior de la canonada, creant un espai en blanc semblant a una ona en el material.A continuació, es subjecta una eina de formació d'extrems de tres rodets dissenyada amb la forma de corda negativa desitjada al voltant del diàmetre exterior de la canonada i s'enrotlla el cordó.
Els formadors d'extrem de precisió poden crear una varietat de formes, incloses les asimètriques.Tanmateix, l'emmotllament final té les seves limitacions, la majoria de les quals estan relacionades amb l'emmotllament del material.Els materials només poden suportar un cert percentatge de deformació.
El tractament tèrmic de la superfície del punxó depèn del tipus de material del qual està feta l'estructura.El seu disseny i tractament superficial tenen en compte els diferents graus de fricció i altres paràmetres finals de conformació que depenen del material.Els punxons dissenyats per processar els extrems de canonades d'acer inoxidable tenen característiques diferents dels punxons dissenyats per processar els extrems de canonades d'alumini.
Els diferents materials també requereixen diferents tipus de lubricant.Per a materials més durs com l'acer inoxidable, es pot utilitzar un oli mineral més gruixut, i per a l'alumini o el coure, es pot utilitzar un oli no tòxic.Els mètodes de lubricació també varien.Els processos de tall i laminació rotatius solen utilitzar boira d'oli, mentre que l'estampació pot utilitzar lubricants de raig o boira d'oli.En alguns punxons, l'oli flueix directament des del punxó cap al diàmetre interior de la canonada.
Els formadors d'extrems de múltiples posicions tenen diferents nivells de força de perforació i de subjecció.En igualtat de coses, l'acer inoxidable més fort requerirà més força de subjecció i perforació que l'alumini tou.
Mirant un primer pla de la formació de l'extrem del tub, podeu veure com la màquina avança el tub abans que les pinces el subjectin al seu lloc.Mantenir un voladís constant, és a dir, la longitud del metall que s'estén més enllà de l'aparell, és fonamental.Per a canonades rectes que es poden moure fins a determinades parades, mantenir aquesta cornisa no és difícil.
La situació canvia quan s'enfronta a un tub precorbat (vegeu la figura 4).El procés de plegat pot allargar lleugerament la canonada, cosa que afegeix una altra variable dimensional.En aquests paràmetres, les eines de tall orbital i d'enfrontament tallen i netegen l'extrem de la canonada per assegurar-se que estigui exactament on hauria d'estar, tal com està programat.
Es planteja la pregunta per què, després de doblegar, s'obté un tub?Té a veure amb eines i feines.En molts casos, la plantilla final es col·loca tan a prop de la corba en si que no queden seccions rectes perquè l'eina de frenada de premsa pugui agafar durant el cicle de corbat.En aquests casos, és molt més fàcil doblegar la canonada i passar-la a l'extrem de conformació, on es subjecta en abraçadors corresponents al radi de corbat.A partir d'aquí, el modelador d'extrem talla l'excés de material i, a continuació, crea la geometria de forma final desitjada (de nou, molt a prop del corbat al final).
En altres casos, donar forma a l'extrem abans de plegar pot complicar el procés de dibuix rotatiu, especialment si la forma de l'extrem interfereix amb l'eina de flexió.Per exemple, subjectar una canonada per a una corba pot distorsionar la forma final feta anteriorment.Crear paràmetres de flexió que no danyin la geometria de la forma final acaba suposant més problemes del que val la pena.En aquests casos, és més fàcil i econòmic remodelar la canonada després de doblegar-la.
Les cèl·lules de formació final poden incloure molts altres processos de fabricació de canonades (vegeu la figura 5).Alguns sistemes utilitzen tant la flexió com la conformació d'extrems, que és una combinació comuna donada la relació estreta entre els dos processos.Algunes operacions comencen formant l'extrem d'una canonada recta, després passen a la flexió amb una tracció rotativa per formar radis i, a continuació, tornen a la màquina formadora d'extrems per mecanitzar l'altre extrem de la canonada.
Arròs.2. Aquests rotlles d'extrem es fabriquen sobre una talladora multiestació, on un punxonador expandeix el diàmetre interior i un altre comprimeix el material per formar un cordó.
En aquest cas, la seqüència controla la variable de procés.Per exemple, com que la segona operació de conformació d'extrems té lloc després de la flexió, les operacions de tall de rails i de retallades finals a la màquina de conformació d'extrems proporcionen un voladís constant i una millor qualitat de la forma final.Com més homogeni sigui el material, més reproduïble serà el procés d'emmotllament final.
Independentment de la combinació de processos utilitzats en una cel·la automatitzada, ja sigui doblegant i donant forma als extrems, o una configuració que comenci amb la torsió de la canonada, com passa la canonada per les diferents etapes depèn dels requisits de l'aplicació.En alguns sistemes, la canonada s'alimenta directament des del rotlle a través del sistema d'alineació a les pinces de la dobladora rotativa.Aquestes pinces subjecten la canonada mentre el sistema de conformació d'extrems es mou a la seva posició.Tan bon punt el sistema de conformació final completa el seu cicle, la plegadora rotativa s'engega.Després de doblegar, l'eina talla la peça acabada.El sistema es pot dissenyar per treballar amb diferents diàmetres, utilitzant matrius especials de punxonat a l'extrem i eines apilades en doblegadores rotatives de mà esquerra i dreta.
Tanmateix, si l'aplicació de flexió requereix l'ús d'un tac de bola al diàmetre interior de la canonada, la configuració no funcionarà perquè la canonada alimentada al procés de flexió prové directament de la bobina.Aquesta disposició tampoc és adequada per a canonades on es requereix una forma als dos extrems.
En aquests casos, un dispositiu que impliqui alguna combinació de transmissió mecànica i robòtica pot ser suficient.Per exemple, es pot desenrotllar, aplanar, tallar una canonada i, a continuació, el robot col·locarà la peça tallada en una dobladora rotativa, on es poden inserir mandrils de bola per evitar la deformació de la paret de la canonada durant la flexió.A partir d'aquí, el robot pot moure el tub doblegat al modelador final.Per descomptat, l'ordre de les operacions pot canviar en funció dels requisits del lloc de treball.
Aquests sistemes es poden utilitzar per a la producció de grans volums o el processament a petita escala, per exemple, 5 parts d'una forma, 10 parts d'una altra forma i 200 parts d'una altra forma.El disseny de la màquina també pot variar en funció de la seqüència d'operacions, especialment quan es tracta de col·locar els accessoris i proporcionar els espais lliures necessaris per a diferents peces (vegeu la figura 6).Per exemple, els clips de muntatge del perfil final que accepta el colze han de tenir prou espai per mantenir el colze al seu lloc en tot moment.
L'ordre correcte permet operacions paral·leles.Per exemple, un robot pot col·locar una canonada en una formadora d'extrems i, després, quan la formadora d'extrems està en cicle, el robot pot alimentar un altre tub a una dobladora rotativa.
Per als sistemes recentment instal·lats, els programadors instal·laran plantilles de cartera de treball.Per a l'emmotllament final, això pot incloure detalls com ara la velocitat d'avanç de la carrera del punxó, el centre entre el punxó i la pinça o el nombre de revolucions per a l'operació de laminació.Tanmateix, un cop instal·lades aquestes plantilles, la programació és ràpida i senzilla, amb el programador ajustant la seqüència i inicialment configurant els paràmetres per adaptar-los a l'aplicació actual.
Aquests sistemes també estan configurats per connectar-se en un entorn d'Indústria 4.0 amb eines de manteniment predictiu que mesuren la temperatura del motor i altres dades, així com la supervisió d'equips (per exemple, el nombre de peces produïdes en un període determinat).
A l'horitzó, el càsting final només es farà més flexible.De nou, el procés està limitat en termes de tensió percentual.Tanmateix, res no impedeix que els enginyers creatius desenvolupin dispositius únics de conformació final.En algunes operacions, s'insereix una matriu de perforació al diàmetre interior de la canonada i obliga la canonada a expandir-se a les cavitats de la pròpia pinça.Algunes eines creen formes finals que s'expandeixen 45 graus, donant lloc a una forma asimètrica.
La base de tot això són les capacitats del modelador d'extrems de múltiples posicions.Quan les operacions es poden realitzar "en un sol pas", hi ha diverses possibilitats per a la formació final.
FABRICATOR és la revista líder de fabricació i conformació d'acer d'Amèrica del Nord.La revista publica notícies, articles tècnics i casos d'èxit que permeten als fabricants fer la seva feina de manera més eficient.FABRICATOR ha estat en la indústria des de 1970.
Ja està disponible l'accés digital complet a The FABRICATOR, que ofereix un accés fàcil a recursos valuosos de la indústria.
Ja està disponible l'accés digital complet a The Tube & Pipe Journal, que ofereix un accés fàcil a recursos valuosos de la indústria.
Gaudeix de l'accés digital complet a STAMPING Journal, la revista del mercat de l'estampació de metalls amb els últims avenços tecnològics, bones pràctiques i notícies del sector.
Ja està disponible l'accés complet a l'edició digital de The Fabricator en Español, que ofereix un fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
La segona part de la nostra sèrie de dues parts amb Ray Ripple, un artista i soldador de metall texà, la continua...
Hora de publicació: 08-gen-2023