Istnieje kilka sposobów zwijania lub rozkładania wargi na części cylindrycznej. Można to zrobić na przykład za pomocą prasy lub maszyny do formowania orbitalnego. Jednak problem z tymi procesami (zwłaszcza pierwszym) polega na tym, że wymagają one dużej siły.
Nie jest to idealne rozwiązanie w przypadku części cienkościennych lub części wykonanych z mniej plastycznych materiałów. W przypadku tych zastosowań pojawia się trzecia metoda: profilowanie.
Podobnie jak formowanie orbitalne i promieniowe, walcowanie jest bezudarowym procesem formowania metalu na zimno. Jednak zamiast tworzyć łeb słupka lub nit, proces ten tworzy zagięcie lub krawędź na krawędzi lub obrzeżu wydrążonego cylindrycznego elementu. Można to zrobić, aby zabezpieczyć jeden element (taki jak łożysko lub kołpak) wewnątrz innego elementu lub po prostu poddać obróbce koniec metalowej rurki, aby uczynić ją bezpieczniejszą, poprawić jej wygląd lub ułatwić wkładanie rurki. w środek metalowej rurki. inna część.
W procesie formowania orbitalnego i promieniowego głowicę formuje się za pomocą główki młotka zamocowanej na obracającym się wrzecionie, które jednocześnie wywiera siłę skierowaną w dół na obrabiany przedmiot. Podczas profilowania zamiast dysz stosuje się kilka rolek. Głowica obraca się z prędkością od 300 do 600 obr/min, a każde przejście walca delikatnie dociska i wygładza materiał w jednolity, trwały kształt. Dla porównania, operacje formowania torów są zwykle przeprowadzane przy 1200 obr./min.
„Tryby orbitalne i promieniowe są naprawdę lepsze w przypadku nitów pełnych. Jest to lepsze w przypadku elementów rurowych” – powiedział Tim Lauritzen, inżynier ds. zastosowań produktów w BalTec Corp.
Rolki przechodzą przez obrabiany przedmiot po precyzyjnej linii styku, stopniowo nadając materiałowi pożądany kształt. Proces ten trwa około 1 do 6 sekund.
„[Czas formowania] zależy od materiału, jak daleko należy go przesunąć i jaką geometrię musi uformować materiał” – powiedział Brian Wright, wiceprezes ds. sprzedaży w Orbitform Group. „Należy wziąć pod uwagę grubość ścianki i wytrzymałość rury na rozciąganie”.
Roladę można formować od góry do dołu, od dołu do góry lub na boki. Jedynym wymaganiem jest zapewnienie wystarczającej ilości miejsca na narzędzia.
W procesie tym można uzyskać różnorodne materiały, w tym mosiądz, miedź, odlewane aluminium, stal miękką, stal wysokowęglową i stal nierdzewną.
„Odlew aluminiowy jest dobrym materiałem do formowania na rolkach, ponieważ podczas formowania może wystąpić zużycie” – mówi Lauritzen. „Czasami konieczne jest nasmarowanie części, aby zminimalizować zużycie. W rzeczywistości opracowaliśmy system, który smaruje rolki podczas kształtowania materiału”.
Formowanie rolkowe można stosować do formowania ścian o grubości od 0,03 do 0,12 cala. Średnica rur waha się od 0,5 do 18 cali. „Większość zastosowań ma średnicę od 1 do 6 cali” – mówi Wright.
Ze względu na dodatkowy moment obrotowy, formowanie rolkowe wymaga o 20% mniejszej siły skierowanej w dół, aby utworzyć zawinięcie lub krawędź niż w przypadku zaciskarki. Dlatego proces ten jest odpowiedni w przypadku delikatnych materiałów, takich jak odlew aluminiowy i wrażliwych komponentów, takich jak czujniki.
„Jeśli do uformowania zespołu rurki użyto prasy, potrzeba około pięciokrotnie większej siły niż w przypadku formowania na rolkach” – mówi Wright. „Większe siły znacznie zwiększają ryzyko rozszerzania lub zginania rur, dlatego narzędzia stają się obecnie coraz bardziej złożone i droższe.
Wyróżniamy dwa rodzaje głowic nawojowych: głowice statyczne i głowice przegubowe. Nagłówki statyczne są najczęstsze. Posiada pionowo ustawione kółka przewijania w zaprogramowanej pozycji. Siła formująca jest przykładana pionowo do przedmiotu obrabianego.
Natomiast głowica obrotowa ma ustawione poziomo rolki zamontowane na sworzniach, które poruszają się synchronicznie, podobnie jak szczęki uchwytowe wiertarki. Palce przesuwają wałek promieniowo do uformowanego przedmiotu, jednocześnie przykładając siłę zaciskającą do zespołu. Głowica tego typu jest przydatna, jeśli części zespołu wystają ponad środkowy otwór.
„Ten typ przykłada siłę od zewnątrz do wewnątrz” – wyjaśnia Wright. „Możesz zagniatać do wewnątrz lub tworzyć na przykład rowki na pierścienie uszczelniające typu O-ring lub podcięcia. Głowica napędowa po prostu przesuwa narzędzie w górę i w dół wzdłuż osi Z.
Proces formowania za pomocą rolek obrotowych jest powszechnie stosowany w celu przygotowania rur do montażu łożysk. „Ten proces polega na utworzeniu rowka na zewnątrz części i odpowiadającego mu grzbietu po wewnętrznej stronie części, który działa jak sztywny ogranicznik łożyska” – wyjaśnia Wright. „Następnie, po osadzeniu łożyska, kształtujesz koniec rurki, aby zabezpieczyć łożysko. W przeszłości producenci musieli wycinać w rurze występ, który stanowił sztywny ogranicznik.
W przypadku wyposażenia w dodatkowy zestaw regulowanych w pionie rolek wewnętrznych, przegub obrotowy może kształtować zarówno zewnętrzną, jak i wewnętrzną średnicę obrabianego przedmiotu.
Niezależnie od tego, czy jest to statyczny, czy przegubowy, każdy zespół rolki i głowicy rolkowej jest produkowany na zamówienie do konkretnego zastosowania. Głowicę rolkową można jednak łatwo wymienić. W rzeczywistości ta sama podstawowa maszyna może wykonywać formowanie i walcowanie szyn. Podobnie jak formowanie orbitalne i promieniowe, formowanie na rolkach można wykonać jako samodzielny, półautomatyczny proces lub zintegrować z w pełni zautomatyzowanym systemem montażu.
Rolki są wykonane z hartowanej stali narzędziowej i zazwyczaj mają średnicę od 1 do 1,5 cala, powiedział Lauritzen. Liczba rolek na głowicy zależy od grubości i materiału części, a także wielkości przyłożonej siły. Najczęściej stosowany jest trójwalcowy. Małe części mogą wymagać tylko dwóch rolek, podczas gdy bardzo duże części mogą wymagać sześciu.
„To zależy od zastosowania, rozmiaru i średnicy części oraz tego, jak bardzo chcesz przesunąć materiał” – powiedział Wright.
„Dziewięćdziesiąt pięć procent zastosowań ma charakter pneumatyczny” – powiedział Wright. „Jeśli potrzebujesz dużej precyzji lub pracy w pomieszczeniach czystych, potrzebujesz systemów elektrycznych”.
W niektórych przypadkach w systemie mogą być wbudowane podkładki dociskowe w celu wstępnego obciążenia elementu przed formowaniem. W niektórych przypadkach w płytkę zaciskową można wbudować liniowy transformator różnicowy o zmiennej charakterystyce, aby zmierzyć wysokość stosu komponentu przed montażem w ramach kontroli jakości.
Kluczowymi zmiennymi w tym procesie są siła osiowa, siła promieniowa (w przypadku formowania rolek przegubowych), moment obrotowy, prędkość obrotowa, czas i przemieszczenie. Ustawienia te będą się różnić w zależności od rozmiaru części, materiału i wymagań dotyczących siły wiązania. Podobnie jak operacje prasowania, formowania orbitalnego i promieniowego, systemy formowania można wyposażyć w funkcję pomiaru siły i przemieszczenia w czasie.
Dostawcy sprzętu mogą zapewnić wskazówki dotyczące optymalnych parametrów, a także wskazówki dotyczące projektowania geometrii preform części. Celem jest, aby materiał podążał ścieżką najmniejszego oporu. Ruch materiału nie powinien przekraczać odległości niezbędnej do zabezpieczenia połączenia.
W przemyśle motoryzacyjnym metoda ta stosowana jest do montażu elektrozaworów, obudów czujników, popychaczy krzywkowych, przegubów kulowych, amortyzatorów, filtrów, pomp oleju, pomp wody, pomp próżniowych, zaworów hydraulicznych, drążków kierowniczych, zespołów poduszek powietrznych, kolumn kierowniczych i amortyzatory antystatyczne Zablokuj kolektor hamulcowy.
„Niedawno pracowaliśmy nad aplikacją, w której utworzyliśmy chromowaną nasadkę na gwintowanej wkładce w celu zamontowania wysokiej jakości nakrętki” – mówi Lauritzen.
Dostawca branży motoryzacyjnej wykorzystuje formowanie rolkowe do mocowania łożysk wewnątrz obudowy pompy wodnej z odlewanego aluminium. Do zabezpieczenia łożysk firma wykorzystuje pierścienie ustalające. Walcowanie tworzy mocniejsze połączenie i oszczędza koszt pierścienia, a także czas i koszty rowkowania pierścienia.
W branży wyrobów medycznych profilowanie wykorzystuje się do wykonywania połączeń protetycznych i końcówek cewników. W branży elektrycznej profilowanie wykorzystuje się do montażu liczników, gniazd, kondensatorów i akumulatorów. Monterzy z branży lotniczej wykorzystują formowanie rolkowe do produkcji łożysk i zaworów grzybkowych. Tę technologię wykorzystuje się nawet do produkcji wsporników do kuchenek kempingowych, łamaczy pił stołowych i łączników rurowych.
Około 98% produkcji w Stanach Zjednoczonych pochodzi z małych i średnich przedsiębiorstw. Dołącz do Grega Whitta, menedżera ds. doskonalenia procesów w firmie MORryde, producenta pojazdów kempingowych, i Ryana Kuhlenbecka, dyrektora generalnego Pico MES, podczas dyskusji na temat tego, jak średnie firmy mogą przejść od produkcji ręcznej do cyfrowej, zaczynając od hali produkcyjnej.
Nasze społeczeństwo stoi przed bezprecedensowymi wyzwaniami gospodarczymi, społecznymi i środowiskowymi. Konsultant ds. zarządzania i autor Olivier Larue uważa, że podstawę rozwiązania wielu z tych problemów można znaleźć w zaskakującym miejscu: w Systemie Produkcyjnym Toyoty (TPS).
Czas publikacji: 9 września 2023 r