Existuje několik způsobů, jak zvlnit nebo roztáhnout ret na válcové části. To lze například provést pomocí lisu nebo orbitálního lisu. Problémem těchto procesů (zejména toho prvního) je však to, že vyžadují hodně síly.
To není ideální pro tenkostěnné díly nebo díly vyrobené z méně tažných materiálů. Pro tyto aplikace se objevuje třetí metoda: profilování.
Stejně jako orbitální a radiální tváření je válcování bezrázový proces tváření kovu za studena. Avšak namísto vytvoření hlavy sloupku nebo nýtu tento proces vytváří zvlnění nebo okraj na okraji nebo okraji dutého válcového kusu. To lze provést k zajištění jedné součásti (jako je ložisko nebo víčko) uvnitř jiné součásti nebo jednoduše k ošetření konce kovové trubice, aby byla bezpečnější, zlepšila její vzhled nebo usnadnila vkládání trubice. doprostřed kovové trubky. další část.
Při orbitálním a radiálním tváření je hlava tvářena pomocí kladivové hlavy připevněné k rotujícímu vřetenu, které současně působí směrem dolů na obrobek. Při profilování se místo trysek používá několik válečků. Hlava se otáčí rychlostí 300 až 600 otáček za minutu a každý průchod válcem jemně tlačí a vyhlazuje materiál do bezešvého, odolného tvaru. Pro srovnání, operace formování kolejí se obvykle provádějí při 1200 otáčkách za minutu.
„Orbitální a radiální režimy jsou opravdu lepší pro pevné nýty. Je to lepší pro trubkové komponenty,“ řekl Tim Lauritzen, inženýr aplikací produktů ve společnosti BalTec Corp.
Válce křižují obrobek po přesné linii kontaktu a postupně tvarují materiál do požadovaného tvaru. Tento proces trvá přibližně 1 až 6 sekund.
„[Doba lisování] závisí na materiálu, na tom, jak daleko je třeba jej posunout a jakou geometrii materiál potřebuje k vytvoření,“ řekl Brian Wright, viceprezident prodeje ve společnosti Orbitform Group. "Musíte vzít v úvahu tloušťku stěny a pevnost trubky v tahu."
Role může být vytvořena shora dolů, zdola nahoru nebo do stran. Jediným požadavkem je zajistit dostatečný prostor pro nástroje.
Tento proces může vyrábět různé materiály, včetně mosazi, mědi, litého hliníku, měkké oceli, oceli s vysokým obsahem uhlíku a nerezové oceli.
„Litý hliník je dobrý materiál pro válcování, protože během tváření může docházet k opotřebení,“ říká Lauritzen. „Někdy je nutné díly promazat, aby se minimalizovalo opotřebení. Ve skutečnosti jsme vyvinuli systém, který maže válečky, když tvarují materiál.“
Tvarování válečkem lze použít k vytvoření stěn o tloušťce 0,03 až 0,12 palce. Průměr trubek se pohybuje od 0,5 do 18 palců. „Většina aplikací má průměr mezi 1 a 6 palci,“ říká Wright.
Kvůli dodatečné složce krouticího momentu vyžaduje tvarování rolí o 20 % menší sílu směrem dolů k vytvoření zvlnění nebo okraje než zvlnění. Proto je tento proces vhodný pro křehké materiály, jako je litý hliník a citlivé součásti, jako jsou senzory.
„Pokud byste k formování sestavy trubek použili lis, potřebovali byste asi pětkrát větší sílu, než kdybyste použili válcování,“ říká Wright. „Větší síly výrazně zvyšují riziko dilatace nebo ohýbání potrubí, takže nástroje jsou nyní složitější a dražší.
Existují dva typy válečkových hlav: statické válečkové hlavy a kloubové hlavy. Nejběžnější jsou statické hlavičky. Má vertikálně orientovaná rolovací kolečka v přednastavené poloze. Tvářecí síla působí svisle na obrobek.
Naproti tomu otočná hlava má vodorovně orientované válečky namontované na čepech, které se pohybují synchronně, jako upínací čelisti vrtačky. Prsty posouvají válec radiálně do lisovaného obrobku a současně působí upínacím zatížením na sestavu. Tento typ hlavy je užitečný, pokud části sestavy vyčnívají nad středový otvor.
"Tento typ aplikuje sílu zvenčí dovnitř," vysvětluje Wright. „Můžete zalisovat dovnitř nebo vytvořit věci jako drážky pro O-kroužky nebo podříznutí. Hnací hlava jednoduše pohybuje nástrojem nahoru a dolů podél osy Z.“
Proces tváření otočných válečků se běžně používá k přípravě trubek pro montáž ložisek. „Tento proces se používá k vytvoření drážky na vnější straně součásti a odpovídajícího hřebenu na vnitřní straně součásti, který funguje jako tuhá zarážka pro ložisko,“ vysvětluje Wright. „Poté, jakmile je ložisko uvnitř, vytvarujete konec trubky, abyste ložisko zajistili. V minulosti museli výrobci do trubky vyříznout rameno jako tuhou zarážku.“
Při vybavení další sadou vertikálně nastavitelných vnitřních válečků může otočný kloub tvořit vnější i vnitřní průměr obrobku.
Ať už statický nebo kloubový, každý válec a sestava válečkové hlavy je vyrobena na zakázku pro konkrétní aplikaci. Válcová hlava se však snadno vymění. Ve skutečnosti může stejný základní stroj provádět tvarování a válcování kolejnic. A stejně jako orbitální a radiální tváření lze válcování provádět jako samostatný poloautomatický proces nebo integrovat do plně automatizovaného montážního systému.
Válečky jsou vyrobeny z kalené nástrojové oceli a obvykle mají průměr od 1 do 1,5 palce, řekl Lauritzen. Počet válečků na hlavě závisí na tloušťce a materiálu součásti a také na velikosti použité síly. Nejčastěji se používá tříválcový. Malé díly mohou vyžadovat pouze dva válečky, zatímco velmi velké díly mohou vyžadovat šest.
„Záleží na aplikaci, v závislosti na velikosti a průměru součásti a na tom, jak moc chcete materiálem posouvat,“ řekl Wright.
"Devadesát pět procent aplikací je pneumatických," řekl Wright. "Pokud potřebujete vysokou přesnost nebo práci v čistém prostoru, potřebujete elektrické systémy."
V některých případech mohou být do systému zabudovány přítlačné podložky, které aplikují předpětí na součást před lisováním. V některých případech může být do upínací podložky zabudován lineární proměnný diferenciální transformátor pro měření výšky stohu součásti před montáží jako kontrola kvality.
Klíčovými proměnnými v tomto procesu jsou axiální síla, radiální síla (v případě kloubového válcování), krouticí moment, rychlost otáčení, čas a posuv. Tato nastavení se budou lišit v závislosti na velikosti součásti, materiálu a požadavcích na pevnost spoje. Stejně jako operace lisování, orbitálního a radiálního tváření mohou být tvářecí systémy vybaveny pro měření síly a posunu v průběhu času.
Dodavatelé zařízení mohou poskytnout pokyny ohledně optimálních parametrů a také pokyny pro návrh geometrie předlisku součásti. Cílem je, aby materiál šel cestou nejmenšího odporu. Pohyb materiálu by neměl přesáhnout vzdálenost nezbytnou k zajištění spojení.
V automobilovém průmyslu se tato metoda používá k montáži solenoidových ventilů, pouzder snímačů, kladiček vaček, kulových kloubů, tlumičů, filtrů, olejových čerpadel, vodních čerpadel, vakuových čerpadel, hydraulických ventilů, spojovacích tyčí, sestav airbagů, sloupků řízení a antistatické tlumiče Zablokujte brzdové potrubí.
„Nedávno jsme pracovali na aplikaci, kde jsme vytvořili chromový uzávěr přes závitovou vložku, abychom sestavili vysoce kvalitní matici,“ říká Lauritzen.
Dodavatel pro automobilový průmysl používá válcování k zajištění ložisek uvnitř skříně vodního čerpadla z litého hliníku. Společnost používá k zajištění ložisek pojistné kroužky. Válcováním se vytvoří pevnější spoj a šetří se náklady na kroužek a také čas a náklady na drážkování kroužku.
V průmyslu zdravotnických prostředků se profilování používá k výrobě protetických kloubů a hrotů katétrů. V elektrotechnickém průmyslu se profilování používá k montáži měřičů, zásuvek, kondenzátorů a baterií. Letečtí montéři používají válcování k výrobě ložisek a talířových ventilů. Tato technologie se dokonce používá k výrobě držáků na kamna, lamačů stolních pil a potrubních armatur.
Přibližně 98 % výroby ve Spojených státech pochází z malých a středních podniků. Připojte se ke Gregovi Whittovi, manažerovi pro zlepšování procesů u výrobce obytných vozů MORryde, a Ryanu Kuhlenbeckovi, generálnímu řediteli společnosti Pico MES, při diskuzi o tom, jak mohou středně velké podniky přejít od manuální k digitální výrobě, a to počínaje dílnou.
Naše společnost čelí bezprecedentním ekonomickým, sociálním a ekologickým výzvám. Manažerský konzultant a autor Olivier Larue věří, že základ pro řešení mnoha z těchto problémů lze nalézt na překvapivém místě: ve výrobním systému Toyota (TPS).
Čas odeslání: září 09-2023