Postoji nekoliko načina za uvijanje ili širenje usne na cilindričnom dijelu. Na primjer, to se može učiniti pomoću preše ili stroja za orbitalno kalupljenje. Međutim, problem s ovim procesima (osobito prvim) je što zahtijevaju veliku snagu.
Ovo nije idealno za dijelove tankih stijenki ili dijelove izrađene od manje rastegljivih materijala. Za ove primjene pojavljuje se treća metoda: profiliranje.
Kao i orbitalno i radijalno oblikovanje, valjanje je postupak hladnog oblikovanja metala bez udara. Međutim, umjesto formiranja glave stupa ili zakovice, ovaj proces stvara uvojak ili rub na rubu ili rubu šupljeg cilindričnog komada. To se može učiniti kako bi se jedna komponenta (kao što je ležaj ili poklopac) pričvrstila unutar druge komponente ili jednostavno kako bi se kraj metalne cijevi tretirao kako bi bio sigurniji, poboljšao njezin izgled ili olakšalo umetanje cijevi. u sredinu metalne cijevi. drugi dio.
U orbitalnom i radijalnom oblikovanju, glava se oblikuje pomoću glave čekića pričvršćene na rotirajuće vreteno, koje istovremeno vrši silu prema dolje na radni predmet. Pri profiliranju se umjesto mlaznica koristi nekoliko valjaka. Glava se okreće brzinom od 300 do 600 okretaja u minuti, a svaki prolaz valjka nježno gura i zaglađuje materijal u besprijekoran, izdržljiv oblik. Za usporedbu, operacije oblikovanja tračnica obično se izvode pri 1200 o/min.
”Orbitalni i radijalni načini stvarno su bolji za čvrste zakovice. To je bolje za cjevaste komponente,” rekao je Tim Lauritzen, inženjer za primjenu proizvoda u BalTec Corp.
Valjci prelaze izradak po preciznoj liniji kontakta, postupno oblikujući materijal u željeni oblik. Ovaj proces traje otprilike 1 do 6 sekundi.
"[Vrijeme oblikovanja] ovisi o materijalu, koliko ga treba pomaknuti i koju geometriju materijal treba oblikovati", rekao je Brian Wright, potpredsjednik prodaje u Orbitform Group. "Morate uzeti u obzir debljinu stijenke i vlačnu čvrstoću cijevi."
Valjak se može oblikovati odozgo prema dolje, odozdo prema gore ili bočno. Jedini uvjet je osigurati dovoljno prostora za alate.
Ovim se postupkom mogu proizvesti različiti materijali, uključujući mesing, bakar, lijevani aluminij, meki čelik, čelik s visokim udjelom ugljika i nehrđajući čelik.
"Lijevani aluminij je dobar materijal za oblikovanje valjaka jer tijekom oblikovanja može doći do trošenja", kaže Lauritzen. “Ponekad je potrebno podmazati dijelove kako bi se trošenje svelo na minimum. Zapravo, razvili smo sustav koji podmazuje valjke dok oblikuju materijal.”
Valjanje se može koristiti za oblikovanje zidova debljine 0,03 do 0,12 inča. Promjer cijevi varira od 0,5 do 18 inča. "Većina aplikacija je između 1 i 6 inča u promjeru", kaže Wright.
Zbog dodatne komponente zakretnog momenta, oblikovanje valjka zahtijeva 20% manje sile usmjerene prema dolje da bi se formirao uvojak ili rub nego kod previjanja. Stoga je ovaj postupak prikladan za lomljive materijale kao što je lijevani aluminij i osjetljive komponente kao što su senzori.
"Ako biste koristili prešu za oblikovanje sklopa cijevi, trebalo bi vam oko pet puta više sile nego da biste koristili oblikovanje valjanjem", kaže Wright. “Veće sile značajno povećavaju rizik od širenja ili savijanja cijevi, pa alati sada postaju složeniji i skuplji.
Postoje dvije vrste valjkastih glava: statične valjkaste glave i zglobne glave. Statička zaglavlja su najčešća. Ima okomito orijentirane kotačiće za pomicanje u unaprijed postavljenom položaju. Sila oblikovanja primjenjuje se okomito na obradak.
Nasuprot tome, okretna glava ima vodoravno orijentirane valjke montirane na klinove koji se pomiču sinkrono, poput stezne čeljusti bušilice. Prsti pomiču valjak radijalno u oblikovani izradak dok istovremeno primjenjuju stezno opterećenje na sklop. Ova vrsta glave korisna je ako dijelovi sklopa strše iznad središnje rupe.
"Ovaj tip primjenjuje silu izvana prema unutra", objašnjava Wright. “Možete savijati prema unutra ili stvarati stvari poput utora za O-prsten ili udubljenja. Pogonska glava jednostavno pomiče alat gore-dolje duž Z osi.”
Proces oblikovanja okretnog valjka obično se koristi za pripremu cijevi za ugradnju ležaja. "Ovaj se postupak koristi za stvaranje utora na vanjskoj strani dijela i odgovarajućeg grebena na unutarnjoj strani dijela koji djeluje kao kruti graničnik za ležaj", objašnjava Wright. “Zatim, kada je ležaj unutra, oblikujete kraj cijevi kako biste učvrstili ležaj. U prošlosti su proizvođači morali rezati rub u cijevi kao kruti graničnik.”
Kada je opremljen dodatnim kompletom okomito podesivih unutarnjih valjaka, okretni spoj može oblikovati i vanjski i unutarnji promjer izratka.
Bilo statični ili zglobni, svaki valjak i sklop glave valjka proizvedeni su po narudžbi za određenu primjenu. Međutim, glava valjka se lako mijenja. Zapravo, isti osnovni stroj može izvesti oblikovanje i valjanje tračnica. Poput orbitalnog i radijalnog oblikovanja, oblikovanje valjanjem može se izvesti kao samostalni poluautomatizirani proces ili integrirano u potpuno automatizirani sustav montaže.
Valjci su izrađeni od ojačanog alatnog čelika i obično imaju promjer od 1 do 1,5 inča, rekao je Lauritzen. Broj valjaka na glavi ovisi o debljini i materijalu dijela, kao io količini primijenjene sile. Najčešće se koristi onaj s tri valjka. Mali dijelovi mogu zahtijevati samo dva valjka, dok vrlo veliki dijelovi mogu zahtijevati šest.
"Ovisi o primjeni, ovisno o veličini i promjeru dijela i koliko želite pomaknuti materijal", rekao je Wright.
"Devedeset pet posto aplikacija su pneumatske", rekao je Wright. "Ako trebate visoku preciznost ili rad u čistim sobama, trebate električne sustave."
U nekim slučajevima, u sustav se mogu ugraditi tlačni jastučići za primjenu predopterećenja na komponentu prije oblikovanja. U nekim slučajevima, linearni varijabilni diferencijalni transformator može se ugraditi u steznu podlogu za mjerenje visine hrpe komponente prije sklapanja kao provjera kvalitete.
Ključne varijable u ovom procesu su aksijalna sila, radijalna sila (u slučaju oblikovanja zglobnim valjkom), moment, brzina rotacije, vrijeme i pomak. Ove će se postavke razlikovati ovisno o veličini dijela, materijalu i zahtjevima za čvrstoću veze. Poput operacija prešanja, orbitalnog i radijalnog oblikovanja, sustavi za oblikovanje mogu biti opremljeni za mjerenje sile i pomaka tijekom vremena.
Dobavljači opreme mogu pružiti smjernice o optimalnim parametrima, kao i smjernice za projektiranje geometrije predforme dijela. Cilj je da materijal ide putem manjeg otpora. Kretanje materijala ne smije premašiti udaljenost potrebnu za osiguranje spoja.
U automobilskoj industriji, ova se metoda koristi za sastavljanje elektromagnetskih ventila, kućišta senzora, bregastih pratilaca, kuglastih zglobova, amortizera, filtara, pumpi za ulje, pumpi za vodu, vakuum pumpi, hidrauličkih ventila, spona, sklopova zračnih jastuka, stupova upravljača i antistatički amortizeri Blokirajte razvodnik kočnice.
"Nedavno smo radili na primjeni gdje smo oblikovali kromirani poklopac preko umetka s navojem kako bismo sastavili visokokvalitetnu maticu", kaže Lauritzen.
Dobavljač automobilske industrije koristi oblikovanje valjaka za učvršćivanje ležajeva unutar kućišta vodene pumpe od lijevanog aluminija. Tvrtka koristi pričvrsne prstene za učvršćivanje ležajeva. Valjanje stvara jači spoj i štedi troškove prstena, kao i vrijeme i troškove urezivanje prstena.
U industriji medicinskih uređaja profiliranje se koristi za izradu protetskih zglobova i vrhova katetera. U elektroindustriji profiliranje se koristi za sklapanje brojila, utičnica, kondenzatora i baterija. Sastavljači u zrakoplovstvu koriste oblikovanje valjaka za proizvodnju ležajeva i kliznih ventila. Tehnologija se čak koristi za izradu držača za kamp peći, razbijača za stolne pile i spojeva za cijevi.
Otprilike 98% proizvodnje u Sjedinjenim Državama dolazi od malih i srednjih poduzeća. Pridružite se Gregu Whittu, menadžeru za poboljšanje procesa u proizvođaču kamp vozila MORryde, i Ryanu Kuhlenbecku, izvršnom direktoru tvrtke Pico MES, dok raspravljaju o tome kako se srednja poduzeća mogu prebaciti s ručne na digitalnu proizvodnju, počevši od pogona.
Naše društvo suočava se s dosad neviđenim ekonomskim, društvenim i ekološkim izazovima. Konzultant za menadžment i autor Olivier Larue vjeruje da se osnova za rješavanje mnogih od ovih problema može pronaći na iznenađujućem mjestu: Toyotin proizvodni sustav (TPS).
Vrijeme objave: 9. rujna 2023