De eindvormmachine met meerdere stations voltooit zijn cyclus en vormt een gesloten las aan het uiteinde van de koperen buis.
Stel je een waardestroom voor waarin pijpen worden gesneden en gebogen.In een ander deel van de fabriek worden de ringen en andere machinaal bewerkte onderdelen machinaal bewerkt en vervolgens verzonden om te worden geassembleerd om te worden gesoldeerd of anderszins aan de uiteinden van de buizen te worden bevestigd.Stel je nu dezelfde waardestroom voor, deze keer afgerond.In dit geval vergroot of verkleint het vormgeven van de uiteinden niet alleen de diameter van het uiteinde van de buis, maar ontstaat er ook een verscheidenheid aan andere vormen, van complexe groeven tot kransen die de ringen nabootsen die eerder op hun plaats waren gesoldeerd.
Op het gebied van de productie van buizen heeft de eindvormtechnologie zich geleidelijk ontwikkeld en hebben productietechnologieën twee niveaus van automatisering in het proces geïntroduceerd.Ten eerste kunnen bewerkingen verschillende stappen van precisieeindvormen combineren binnen hetzelfde werkgebied – in feite één voltooide installatie.Ten tweede is dit complexe eindvormen geïntegreerd met andere pijpproductieprocessen zoals snijden en buigen.
De meeste toepassingen die verband houden met dit soort geautomatiseerde eindvormen zijn de vervaardiging van precisiebuizen (vaak koper, aluminium of roestvrij staal) in industrieën zoals de automobielsector en HVAC.Hier elimineert het vormen van de uiteinden mechanische verbindingen die zijn ontworpen om lekdichte verbindingen voor lucht- of vloeistofstroom te bieden.Deze buis heeft doorgaans een buitendiameter van 1,5 inch of minder.
Enkele van de meest geavanceerde geautomatiseerde cellen beginnen met buizen met een kleine diameter die op rollen worden geleverd.Het gaat eerst door een richtmachine en wordt vervolgens op lengte gesneden.De robot of het mechanische apparaat transporteert vervolgens het werkstuk voor definitieve vormgeving en buiging.De volgorde van verschijning hangt af van de vereisten van de toepassing, inclusief de afstand tussen de bocht en de uiteindelijke vorm zelf.Soms kan een robot een enkel werkstuk van eind naar buiging en terug naar eindvorm verplaatsen als de toepassing een pijp met eindvorm aan beide uiteinden vereist.
Het aantal productiestappen, waaronder enkele hoogwaardige buiseindvormsystemen, maakt dit celtype productiever.In sommige systemen passeert de buis acht eindvormstations.Het ontwerpen van zo'n fabriek begint met begrijpen wat er met moderne eindlijsten kan worden bereikt.
Er zijn verschillende soorten precisie-eindvormgereedschappen.Ponsen Ponsen zijn “harde gereedschappen” die het uiteinde van een buis vormen, waardoor het uiteinde van de buis wordt verkleind of vergroot tot de gewenste diameter.Roterend gereedschap schuint af of steekt uit de buis om een braamvrij oppervlak en een consistente afwerking te garanderen.Andere roterende gereedschappen voeren het walsproces uit om groeven, inkepingen en andere geometrieën te creëren (zie figuur 1).
De eindvormvolgorde kan beginnen met afschuinen, wat zorgt voor een schoon oppervlak en een consistente uitsteeklengte tussen de klem en het uiteinde van de buis.De ponsmatrijs voert vervolgens het krimpproces uit (zie figuur 2) door de buis uit te zetten en samen te trekken, waardoor het overtollige materiaal een ring rond de buitendiameter (OD) vormt.Afhankelijk van de geometrie kunnen andere stempels weerhaken langs de buitendiameter van de buis steken (dit helpt de slang aan de buis te bevestigen).Het roterende gereedschap kan een deel van de buitendiameter doorsnijden, en vervolgens het gereedschap dat de draad op het oppervlak afsnijdt.
De exacte volgorde van de gebruikte hulpmiddelen en procedures is afhankelijk van de toepassing.Met acht stations in het werkgebied van een kopstuk kan de volgorde behoorlijk uitgebreid zijn.Een reeks slagen vormt bijvoorbeeld geleidelijk een rand aan het uiteinde van de buis, één slag zet het uiteinde van de buis uit en vervolgens drukken nog twee slagen het uiteinde samen om een rand te vormen.Door de bewerking in veel gevallen in drie fasen uit te voeren, kunt u kralen van hogere kwaliteit verkrijgen, en het eindvormsysteem met meerdere posities maakt deze opeenvolgende bewerking mogelijk.
Het eindvormende programma volgt de bewerkingen op voor optimale nauwkeurigheid en herhaalbaarheid.De nieuwste volledig elektrische eindvormers kunnen de positie van hun matrijzen nauwkeurig regelen.Maar naast afschuinen en draadsnijden zijn de meeste vlakbewerkingsstappen bezig met vormen.Hoe metaal zich vormt, hangt af van het type en de kwaliteit van het materiaal.
Overweeg het kralenproces opnieuw (zie figuur 3).Net als een gesloten rand in plaatstaal heeft een gesloten rand geen gaten bij het vormen van uiteinden.Hierdoor kan de pons de kralen op de exacte plek vormgeven.In feite "doorboort" de pons een kraal met een bepaalde vorm.Hoe zit het met een open kraal die lijkt op een zichtbare rand van plaatstaal?De opening in het midden van de rups kan bij sommige toepassingen enige reproduceerbaarheidsproblemen veroorzaken – tenminste als deze op dezelfde manier gevormd is als de gesloten rups.Stansen kunnen open kralen vormen, maar aangezien er niets is om de hiel te ondersteunen vanaf de binnendiameter (ID) van de buis, kan de ene hiel een iets andere geometrie hebben dan de volgende. Dit verschil in tolerantie kan wel of niet acceptabel zijn.
In de meeste gevallen kunnen eindframes met meerdere stations een andere aanpak hanteren.De pons vergroot eerst de binnendiameter van de buis, waardoor een golfachtige plano in het materiaal ontstaat.Een eindvormgereedschap met drie rollen, ontworpen met de gewenste negatieve kraalvorm, wordt vervolgens rond de buitendiameter van de buis geklemd en de kraal wordt gerold.
Precisie-eindvormers kunnen een verscheidenheid aan vormen creëren, inclusief asymmetrische vormen.Eindgieten heeft echter zijn beperkingen, waarvan de meeste verband houden met het vormen van het materiaal.Materialen kunnen slechts een bepaald percentage vervorming weerstaan.
De warmtebehandeling van het ponsoppervlak hangt af van het type materiaal waaruit de structuur is gemaakt.Bij het ontwerp en de oppervlaktebehandeling wordt rekening gehouden met de variërende mate van wrijving en andere uiteindelijke vormparameters die afhankelijk zijn van het materiaal.Stempels ontworpen voor het bewerken van de uiteinden van RVS buizen hebben andere eigenschappen dan ponsen ontworpen voor het bewerken van de uiteinden van aluminium buizen.
Verschillende materialen vereisen ook verschillende soorten smeermiddel.Voor hardere materialen zoals roestvrij staal kan een dikkere minerale olie worden gebruikt en voor aluminium of koper kan een niet-giftige olie worden gebruikt.Smeermethoden variëren ook.Bij roterende snij- en walsprocessen wordt doorgaans gebruik gemaakt van olienevel, terwijl bij het stempelen straal- of olienevelsmeermiddelen kunnen worden gebruikt.Bij sommige ponsen stroomt olie rechtstreeks uit de pons in de binnendiameter van de buis.
Eindvormers met meerdere posities hebben verschillende niveaus van doorsteek- en klemkracht.Als andere zaken gelijk blijven, zal sterker roestvrij staal meer klem- en ponskracht vereisen dan zacht aluminium.
Als u een close-up van de buiseindvorming bekijkt, kunt u zien hoe de machine de buis voortbeweegt voordat de klemmen deze op zijn plaats houden.Het handhaven van een constante overhang, dat wil zeggen de lengte van het metaal dat buiten het armatuur uitsteekt, is van cruciaal belang.Voor rechte pijpen die naar bepaalde aanslagen kunnen worden verplaatst, is het onderhouden van deze rand niet moeilijk.
De situatie verandert wanneer u naar een voorgebogen buis kijkt (zie Fig. 4).Door het buigproces kan de buis iets langer worden, wat een extra maatvariabele toevoegt.Bij deze instellingen snijden en reinigen orbitale snij- en vlakgereedschappen het uiteinde van de buis om er zeker van te zijn dat het precies daar zit waar het moet zijn, zoals geprogrammeerd.
De vraag rijst waarom na het buigen een buis wordt verkregen?Het heeft te maken met gereedschap en banen.In veel gevallen wordt de uiteindelijke sjabloon zo dicht bij de bocht zelf geplaatst dat er geen rechte stukken meer over zijn die het kantbankgereedschap kan oppakken tijdens de buigcyclus.In deze gevallen is het veel gemakkelijker om de buis te buigen en naar de eindvorm te leiden, waar hij in klemmen wordt vastgehouden die overeenkomen met de buigradius.Van daaruit snijdt de eindvormer overtollig materiaal af en creëert vervolgens de gewenste uiteindelijke vormgeometrie (opnieuw heel dicht bij de bocht aan het einde).
In andere gevallen kan het vormgeven van het uiteinde vóór het buigen het roterende tekenproces bemoeilijken, vooral als de vorm van het uiteinde het buiggereedschap hindert.Het vastklemmen van een buis voor een bocht kan bijvoorbeeld de eerder gemaakte eindvorm vervormen.Het creëren van buiginstellingen die de uiteindelijke vormgeometrie niet beschadigen, is uiteindelijk meer moeite dan het waard is.In deze gevallen is het gemakkelijker en goedkoper om de buis na het buigen opnieuw vorm te geven.
Eindvormende cellen kunnen vele andere pijpproductieprocessen omvatten (zie figuur 5).Sommige systemen maken gebruik van zowel buigen als eindvormen, wat een veel voorkomende combinatie is gezien de nauwe verwantschap tussen de twee processen.Sommige bewerkingen beginnen met het vormen van het uiteinde van een rechte pijp, gaan dan verder met buigen met een roterende trekkracht om radii te vormen, en keren dan terug naar de eindvormmachine om het andere uiteinde van de pijp te bewerken.
Rijst.2. Deze eindrollen worden gemaakt op een kantensnijder met meerdere stations, waarbij een pons de binnendiameter vergroot en een andere het materiaal samendrukt om een kraal te vormen.
In dit geval bestuurt de reeks de procesvariabele.Omdat de tweede eindvormbewerking bijvoorbeeld plaatsvindt na het buigen, zorgen de rail- en eindbewerkingsbewerkingen op de eindvormmachine voor een constante overhang en een betere eindvormkwaliteit.Hoe homogener het materiaal, hoe reproduceerbaarder het uiteindelijke vormproces zal zijn.
Ongeacht de combinatie van processen die in een geautomatiseerde cel worden gebruikt (of het nu gaat om het buigen en vormgeven van de uiteinden, of een opstelling die begint met het draaien van de buis), hangt de manier waarop de buis de verschillende fasen doorloopt af van de vereisten van de toepassing.Bij sommige systemen wordt de buis rechtstreeks vanaf de rol door het uitlijnsysteem in de grepen van de roterende buigmachine gevoerd.Deze klemmen houden de buis vast terwijl het eindvormsysteem op zijn plaats wordt gebracht.Zodra het eindvormsysteem zijn cyclus heeft voltooid, start de roterende buigmachine.Na het buigen snijdt het gereedschap het voltooide werkstuk.Het systeem kan worden ontworpen om met verschillende diameters te werken, met behulp van speciale ponsmatrijzen in de eindvormer en gestapelde gereedschappen in linkse en rechtse roterende buigmachines.
Als de buigtoepassing echter het gebruik van een kogeltap in de binnendiameter van de buis vereist, zal de instelling niet werken omdat de buis die in het buigproces wordt ingevoerd rechtstreeks van de spoel komt.Deze opstelling is ook niet geschikt voor buizen waarbij aan beide uiteinden een vorm vereist is.
In deze gevallen kan een apparaat met een combinatie van mechanische transmissie en robotica voldoende zijn.Een pijp kan bijvoorbeeld worden afgewikkeld, platgedrukt, gesneden en vervolgens plaatst de robot het gesneden stuk in een roterende buigmachine, waar kogeldoornen kunnen worden geplaatst om vervorming van de pijpwand tijdens het buigen te voorkomen.Van daaruit kan de robot de gebogen buis in de eindvormer verplaatsen.Uiteraard kan de volgorde van de bewerkingen veranderen, afhankelijk van de vereisten van de taak.
Dergelijke systemen kunnen worden gebruikt voor productie in grote volumes of verwerking op kleine schaal, bijvoorbeeld 5 delen van één vorm, 10 delen van een andere vorm en 200 delen van een andere vorm.Het ontwerp van de machine kan ook variëren afhankelijk van de volgorde van de handelingen, vooral als het gaat om het positioneren van opspanningen en het bieden van de nodige afstanden voor verschillende werkstukken (zie afb. 6).Zo moeten de montageclips in het eindprofiel waar de bocht in past voldoende speling hebben om de bocht te allen tijde op zijn plek te houden.
De juiste volgorde maakt parallelle bewerkingen mogelijk.Een robot kan bijvoorbeeld een pijp in een eindvormer plaatsen, en wanneer de eindvormer aan het fietsen is, kan de robot een andere buis in een roterende buigmachine voeren.
Voor nieuw geïnstalleerde systemen zullen programmeurs werkportfoliosjablonen installeren.Voor eindgieten kan dit details omvatten zoals de voedingssnelheid van de ponsslag, het midden tussen de pons en de kneep, of het aantal omwentelingen voor de walsbewerking.Zodra deze sjablonen eenmaal aanwezig zijn, is het programmeren echter snel en eenvoudig, waarbij de programmeur de volgorde aanpast en in eerste instantie de parameters instelt op basis van de huidige toepassing.
Dergelijke systemen zijn ook geconfigureerd om in een Industrie 4.0-omgeving verbinding te maken met tools voor voorspellend onderhoud die de motortemperatuur en andere gegevens meten, evenals monitoring van apparatuur (bijvoorbeeld het aantal geproduceerde onderdelen in een bepaalde periode).
Aan de horizon zal eindgieten alleen maar flexibeler worden.Nogmaals, het proces is beperkt in termen van procentuele spanning.Niets weerhoudt creatieve ingenieurs er echter van om unieke eindvormers te ontwikkelen.Bij sommige bewerkingen wordt een ponsmatrijs in de binnendiameter van de buis gestoken, waardoor de buis wordt gedwongen uit te zetten in holtes in de klem zelf.Sommige gereedschappen creëren eindvormen die 45 graden uitzetten, wat resulteert in een asymmetrische vorm.
De basis voor dit alles zijn de mogelijkheden van de multi-positie eindvormer.Wanneer bewerkingen “in één stap” kunnen worden uitgevoerd, zijn er verschillende mogelijkheden voor definitieve vorming.
FABRICATOR is het toonaangevende tijdschrift voor de productie en vorming van staal in Noord-Amerika.Het magazine publiceert nieuws, technische artikelen en succesverhalen waarmee fabrikanten hun werk efficiënter kunnen doen.FABRICATOR is al sinds 1970 actief in de sector.
Volledige digitale toegang tot The FABRICATOR is nu beschikbaar, waardoor u eenvoudig toegang krijgt tot waardevolle industriële bronnen.
Volledige digitale toegang tot The Tube & Pipe Journal is nu beschikbaar, waardoor u eenvoudig toegang krijgt tot waardevolle bronnen uit de sector.
Geniet van volledige digitale toegang tot STAMPING Journal, het markttijdschrift voor metaalstempels met de nieuwste technologische ontwikkelingen, best practices en nieuws uit de sector.
Volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español is nu beschikbaar, waardoor u eenvoudig toegang krijgt tot waardevolle bronnen uit de sector.
Deel 2 van onze tweedelige serie met Ray Ripple, een Texaanse metaalkunstenaar en lasser, vervolgt haar…
Posttijd: 08-jan-2023