Obstaja več načinov za zvijanje ali širjenje ustnice na cilindrični del. To je na primer mogoče storiti s stiskalnico ali strojem za orbitalno oblikovanje. Težava teh procesov (zlasti prvega) pa je, da zahtevajo veliko sile.
To ni idealno za dele s tankimi stenami ali dele iz manj duktilnih materialov. Za te aplikacije se pojavi tretja metoda: profiliranje.
Tako kot orbitalno in radialno oblikovanje je tudi valjanje postopek hladnega oblikovanja kovine brez udarcev. Vendar namesto oblikovanja glave stebra ali zakovice ta postopek ustvari zavihek ali rob na robu ali robu votlega cilindričnega kosa. To lahko storite, da pritrdite eno komponento (kot je ležaj ali pokrov) v drugo komponento ali preprosto obdelate konec kovinske cevi, da postane varnejša, izboljša njen videz ali olajša vstavljanje cevi. v sredino kovinske cevi. drugi del.
Pri orbitalnem in radialnem oblikovanju se glava oblikuje z uporabo glave kladiva, pritrjene na vrteče se vreteno, ki hkrati izvaja silo navzdol na obdelovanec. Pri profiliranju se namesto šob uporablja več valjev. Glava se vrti s 300 do 600 obrati na minuto, vsak prehod valja pa nežno potisne in zgladi material v brezhibno, trpežno obliko. Za primerjavo, operacije oblikovanja tirnic običajno potekajo pri 1200 obratih na minuto.
”Orbitalni in radialni načini so resnično boljši za polne zakovice. Bolje je za cevaste komponente,« je dejal Tim Lauritzen, inženir aplikacij izdelkov pri BalTec Corp.
Valji prečkajo obdelovanec po natančni liniji stika in postopoma oblikujejo material v želeno obliko. Ta postopek traja približno 1 do 6 sekund.
"[Čas oblikovanja] je odvisen od materiala, kako daleč ga je treba premakniti in kakšno geometrijo mora material oblikovati," je dejal Brian Wright, podpredsednik prodaje pri Orbitform Group. "Upoštevati morate debelino stene in natezno trdnost cevi."
Zvitek lahko oblikujemo od zgoraj navzdol, od spodaj navzgor ali vstran. Edina zahteva je zagotoviti dovolj prostora za orodje.
S tem postopkom je mogoče proizvesti različne materiale, vključno z medenino, bakrom, litim aluminijem, mehkim jeklom, visokoogljičnim jeklom in nerjavnim jeklom.
"Liti aluminij je dober material za valjanje, ker lahko med oblikovanjem pride do obrabe," pravi Lauritzen. »Včasih je treba dele podmazati, da zmanjšamo obrabo. Pravzaprav smo razvili sistem, ki maže valje, ko oblikujejo material.«
Valjanje se lahko uporablja za oblikovanje sten, debelih 0,03 do 0,12 palca. Premer cevi se giblje od 0,5 do 18 palcev. "Večina aplikacij ima premer med 1 in 6 palcev," pravi Wright.
Zaradi dodatne komponente navora je pri oblikovanju zvitka potrebna 20 % manj sile navzdol za oblikovanje zvitka ali roba kot pri kleščanju. Zato je ta postopek primeren za krhke materiale, kot je liti aluminij, in občutljive komponente, kot so senzorji.
»Če bi za oblikovanje cevnega sklopa uporabili stiskalnico, bi potrebovali približno petkrat večjo silo, kot če bi uporabljali valjanje,« pravi Wright. »Večje sile občutno povečajo tveganje za raztezanje ali upogibanje cevi, zato postajajo orodja zdaj bolj zapletena in dražja.
Obstajata dve vrsti valjčnih glav: statične valjčne glave in zgibne glave. Statične glave so najpogostejše. Ima navpično usmerjena drsna kolesca v prednastavljenem položaju. Oblikovalna sila deluje navpično na obdelovanec.
V nasprotju s tem ima vrtljiva glava vodoravno usmerjene valje, nameščene na zatičih, ki se premikajo sinhrono, kot vpenjalne čeljusti vrtalne stiskalnice. Prsti premaknejo valj radialno v oblikovani obdelovanec, medtem ko hkrati izvajajo vpenjalno obremenitev na sklop. Ta vrsta glave je uporabna, če deli sklopa štrlijo nad sredinsko luknjo.
"Ta vrsta uporablja silo od zunaj navznoter," pojasnjuje Wright. »Lahko stisnete navznoter ali ustvarite stvari, kot so utori ali spodrezki za O-obroče. Pogonska glava preprosto premika orodje gor in dol vzdolž osi Z.”
Postopek oblikovanja vrtljivega valja se običajno uporablja za pripravo cevi za namestitev ležajev. »Ta postopek se uporablja za ustvarjanje utora na zunanji strani dela in ustreznega grebena na notranji strani dela, ki deluje kot togi prislon za ležaj,« pojasnjuje Wright. »Nato, ko je ležaj vstavljen, oblikujete konec cevi, da pritrdite ležaj. V preteklosti so morali proizvajalci v cev vrezati rob kot tog omejevalnik.«
Ko je opremljen z dodatnim kompletom navpično nastavljivih notranjih valjev, lahko vrtljivi spoj oblikuje tako zunanji kot notranji premer obdelovanca.
Ne glede na to, ali statični ali zgibni, je vsak valj in sklop valjčne glave izdelan po meri za določeno uporabo. Vendar pa se valjčna glava enostavno zamenja. Pravzaprav lahko isti osnovni stroj izvaja oblikovanje in valjanje tirnic. Tako kot orbitalno in radialno oblikovanje se lahko tudi valjanje izvaja kot samostojen polavtomatiziran proces ali vključi v popolnoma avtomatiziran montažni sistem.
Valji so narejeni iz utrjenega orodnega jekla in imajo običajno premer od 1 do 1,5 palca, je dejal Lauritzen. Število valjev na glavi je odvisno od debeline in materiala dela, pa tudi od količine uporabljene sile. Najpogosteje se uporablja trivaljni. Majhni deli lahko zahtevajo samo dva valja, medtem ko jih lahko zelo veliki deli šest.
"To je odvisno od uporabe, odvisno od velikosti in premera dela in od tega, koliko želite premakniti material," je dejal Wright.
"Petindevetdeset odstotkov aplikacij je pnevmatskih," je dejal Wright. "Če potrebujete visoko natančnost ali delo v čistih prostorih, potrebujete električne sisteme."
V nekaterih primerih so lahko v sistem vgrajene tlačne blazinice za predobremenitev komponente pred oblikovanjem. V nekaterih primerih je mogoče v vpenjalno ploščico vgraditi linearni variabilni diferencialni transformator za merjenje višine sklada komponente pred montažo kot preverjanje kakovosti.
Ključne spremenljivke v tem procesu so aksialna sila, radialna sila (v primeru preoblikovanja z zglobnim valjem), navor, hitrost vrtenja, čas in premik. Te nastavitve se razlikujejo glede na velikost dela, material in zahteve glede trdnosti vezi. Tako kot operacije stiskanja, orbitalnega in radialnega oblikovanja je mogoče sisteme za oblikovanje opremiti za merjenje sile in premika skozi čas.
Dobavitelji opreme lahko zagotovijo smernice glede optimalnih parametrov kot tudi smernice za načrtovanje geometrije predoblik delov. Cilj je, da gre material po poti najmanjšega odpora. Gibanje materiala ne sme preseči razdalje, potrebne za varno povezavo.
V avtomobilski industriji se ta metoda uporablja za sestavljanje elektromagnetnih ventilov, ohišij senzorjev, sledilnikov odmikačev, krogelnih zglobov, amortizerjev, filtrov, oljnih črpalk, vodnih črpalk, vakuumskih črpalk, hidravličnih ventilov, ojnic, sklopov zračnih blazin, volanskih stebrov in antistatični amortizerji Blokirajte zavorni kolektor.
»Pred kratkim smo delali na aplikaciji, kjer smo oblikovali kromirano kapico nad navojnim vložkom, da bi sestavili visokokakovostno matico,« pravi Lauritzen.
Dobavitelj avtomobilske industrije uporablja valjanje za pritrditev ležajev v ohišje vodne črpalke iz litega aluminija. Podjetje uporablja zadrževalne obroče za pritrditev ležajev. Valjanje ustvari močnejši spoj in prihrani stroške obroča, pa tudi čas in stroške zarezovanja obroča.
V industriji medicinskih pripomočkov se profiliranje uporablja za izdelavo protetičnih sklepov in konic katetrov. V elektroindustriji se profiliranje uporablja za sestavljanje števcev, vtičnic, kondenzatorjev in baterij. Aerospace sestavljalci uporabljajo valjanje za izdelavo ležajev in loputastih ventilov. Tehnologija se uporablja celo za izdelavo nosilcev za taborske peči, lomilnikov namiznih žag in nastavkov za cevi.
Približno 98 % proizvodnje v Združenih državah izvira iz malih in srednje velikih podjetij. Pridružite se Gregu Whittu, vodji za izboljšanje procesov pri proizvajalcu avtodomov MORryde, in Ryanu Kuhlenbecku, izvršnemu direktorju Pico MES, ko razpravljata o tem, kako se lahko srednje velika podjetja premaknejo z ročne na digitalno proizvodnjo, začenši v delavnici.
Naša družba se sooča z gospodarskimi, družbenimi in okoljskimi izzivi brez primere. Svetovalec za upravljanje in avtor Olivier Larue verjame, da je osnovo za rešitev mnogih od teh težav mogoče najti na presenetljivem mestu: Toyotin proizvodni sistem (TPS).
Čas objave: Sep-09-2023