שחרר את הפוטנציאל של יצירת קצה אוטומטי של צינור

המכונה ליצירת קצה רב-תחנות משלימה את המחזור שלה ליצירת ריתוך סגור בקצה צינור הנחושת.
תארו לעצמכם זרם ערך שבו חותכים ומכופפים צינורות.באזור אחר של המפעל, הטבעות וחלקים מעובדים אחרים עוברים במכונה ולאחר מכן נשלחים להרכבה להלחמה או התאמה אחרת בקצוות הצינורות.עכשיו דמיינו את אותו זרם ערכים, הפעם סופי.במקרה זה, עיצוב הקצוות לא רק מגדיל או מקטין את קוטר קצה הצינור, אלא גם יוצר מגוון צורות אחרות, מחריצים מורכבים ועד פיתולים המשכפלים את הטבעות שהולחמו בעבר למקומן.
בתחום ייצור הצינורות, התפתחה בהדרגה טכנולוגיית יצירת הקצה, וטכנולוגיות הייצור הכניסו שתי רמות של אוטומציה לתהליך.ראשית, פעולות יכולות לשלב מספר שלבים של יצירת קצה מדויקת בתוך אותו אזור עבודה - למעשה, התקנה מוגמרת אחת.שנית, יצירת קצה מורכבת זו שולבה עם תהליכי ייצור צינורות אחרים כגון חיתוך וכיפוף.
רוב היישומים הקשורים לסוג זה של יצירת קצה אוטומטית הם בייצור צינורות מדויקים (לעיתים קרובות נחושת, אלומיניום או נירוסטה) בתעשיות כגון רכב ו-HVAC.כאן, יציקת הקצוות מבטלת חיבורים מכניים שנועדו לספק חיבורים אטומים לדליפה לזרימת אוויר או נוזל.לצינור זה יש בדרך כלל קוטר חיצוני של 1.5 אינץ' או פחות.
חלק מהתאים האוטומטיים המתקדמים ביותר מתחילים בצינורות בקוטר קטן המסופקים בסלילים.תחילה הוא עובר דרך מכונת יישור ואז חותך לאורך.לאחר מכן הרובוט או המכשיר המכני מעבירים את חומר העבודה לעיצוב וכיפוף סופיים.סדר המראה תלוי בדרישות היישום, לרבות המרחק בין העיקול לצורה הסופית עצמה.לפעמים רובוט יכול להעביר חומר עבודה בודד מקצה לכיפוף ובחזרה לצורת קצה אם היישום דורש קצה צינור שנוצר בשני הקצוות.
מספר שלבי הייצור, שעשויים לכלול כמה מערכות ליצירת קצה צינור באיכות גבוהה, הופך את סוג התא הזה ליותר פרודוקטיבי.במערכות מסוימות, הצינור עובר דרך שמונה תחנות ליצירת קצה.עיצוב מפעל כזה מתחיל בהבנה מה ניתן להשיג עם דפוס קצה מודרני.
ישנם מספר סוגים של כלים מדויקים ליצירת קצה.אגרוף אגרוף הם "כלים קשיחים" המהווים קצה של צינור, המקטינים או מרחיבים את קצה הצינור לקוטר הרצוי.כלים מסתובבים חורצים או בולטים מהצינור כדי להבטיח משטח נטול קוצים וגימור עקבי.כלים מסתובבים אחרים מבצעים את תהליך הגלגול ליצירת חריצים, חריצים וגיאומטריות אחרות (ראה איור 1).
רצף עיצוב הקצה יכול להתחיל עם שיוף, המספק משטח נקי ואורך בליטה עקבי בין המהדק לקצה הצינור.לאחר מכן תבנית האגרוף מבצעת את תהליך החתיכה (ראה איור 2) על ידי הרחבה וכיווץ של הצינור, מה שגורם לחומר העודף ליצור טבעת סביב הקוטר החיצוני (OD).בהתאם לגיאומטריה, אגרופים אחרים עשויים להחדיר דוקרנים לאורך הקוטר החיצוני של הצינור (זה עוזר לאבטח את הצינור לצינור).הכלי הסיבובי יכול לחתוך חלק מהקוטר החיצוני, ולאחר מכן הכלי שחותך את החוט על פני השטח.
הרצף המדויק של הכלים והנהלים בהם נעשה שימוש תלוי ביישום.עם שמונה תחנות באזור העבודה של קצה לשעבר, הרצף יכול להיות נרחב למדי.לדוגמה, סדרה של משיכות יוצרת בהדרגה רכס בקצה הצינור, חבטה אחת מרחיבה את קצה הצינור, ואז שתי משיכות נוספות דוחסות את הקצה ליצירת רכס.ביצוע הפעולה בשלושה שלבים מאפשר במקרים רבים לקבל חרוזים באיכות גבוהה יותר, ומערכת גיבוש הקצה מרובת מצבים מאפשרת פעולה רציפה זו.
תוכנית עיצוב הקצה מרצפת פעולות לדיוק וחזרה מיטביים.יוצרי הקצה הכל-חשמליים העדכניים ביותר יכולים לשלוט במדויק על מיקום המתים שלהם.אבל מלבד שיוף והשחלה, רוב שלבי עיבוד הפנים נוצרים.איך מתכת צורות תלוי בסוג ואיכות החומר.
שקול שוב את תהליך החרוזים (ראה איור 3).כמו קצה סגור בגיליון מתכת, לקצה סגור אין פערים בעת יצירת קצוות.זה מאפשר לאגרוף לעצב את החרוזים במקום המדויק.למעשה, האגרוף "נוקב" חרוז בעל צורה מסוימת.מה לגבי חרוז פתוח שדומה לשולי מתכת חשופים?הפער באמצע החרוז יכול ליצור כמה בעיות שחזור ביישומים מסוימים - לפחות אם הוא מעוצב באותו אופן כמו החרוז הסגור.אגרוף למות יכול ליצור חרוזים פתוחים, אך מכיוון שאין דבר שיתמוך בחרוז מהקוטר הפנימי (ID) של הצינור, חרוז אחד עשוי להיות בעל גיאומטריה מעט שונה מהאחר, ההבדל הזה בסובלנות עשוי להיות מקובל או לא.
ברוב המקרים, מסגרות קצה מרובות תחנות יכולות לנקוט בגישה שונה.האגרוף מרחיב תחילה את הקוטר הפנימי של הצינור, ויוצר ריק דמוי גל בחומר.כלי ליצירת קצה של שלושה גלילים המעוצב עם צורת החרוז השלילית הרצויה, מהדקים לאחר מכן סביב הקוטר החיצוני של הצינור והחרוז מגולגל.
מעצבי קצה מדויקים יכולים ליצור מגוון צורות, כולל צורות א-סימטריות.עם זאת, ליציקת קצה יש מגבלות, שרובן קשורות ליציקת החומר.חומרים יכולים לעמוד רק באחוז מסוים של דפורמציה.
טיפול החום של משטח האגרוף תלוי בסוג החומר ממנו עשוי המבנה.העיצוב וטיפול פני השטח שלהם לוקחים בחשבון את דרגות החיכוך השונות ופרמטרים סופיים אחרים התלויים בחומר.נקבים המיועדים לעיבוד קצוות צינורות נירוסטה הם בעלי מאפיינים שונים מאשר אגרוף המיועדים לעיבוד קצוות צינורות אלומיניום.
חומרים שונים דורשים גם סוגים שונים של חומר סיכה.עבור חומרים קשים יותר כגון נירוסטה, ניתן להשתמש בשמן מינרלי סמיך יותר, ועבור אלומיניום או נחושת ניתן להשתמש בשמן שאינו רעיל.גם שיטות הסיכה משתנות.תהליכי חיתוך וגלגול סיבוביים משתמשים בדרך כלל בערפל שמן, בעוד שהטבעה עשויה להשתמש בחומרי סיכה סילון או ערפל שמן.בחלק מהאגרוף, שמן זורם ישירות מהאגרוף לקוטר הפנימי של הצינור.
למעצבי קצה מרובי מצבים יש רמות שונות של כוח ניקוב והידוק.שאר הדברים שווים, נירוסטה חזקה יותר תדרוש כוח הידוק וניקוב רב יותר מאלומיניום רך.
כשמסתכלים על תקריב של קצה הצינור שנוצר, אתה יכול לראות כיצד המכונה מקדמת את הצינור לפני שהמהדקים מחזיקים אותו במקומו.שמירה על תליה קבועה, כלומר על אורך המתכת המשתרע מעבר למתקן, היא קריטית.עבור צינורות ישרים שניתן להעביר לעצירות מסוימות, שמירה על מדף זה אינה קשה.
המצב משתנה כאשר פונה לצינור מכופף מראש (ראה איור 4).תהליך הכיפוף יכול להאריך מעט את הצינור, מה שמוסיף משתנה ממדי נוסף.בהגדרות אלה, כלים לחיתוך מסלולי ופנייה חותכים ומנקים את קצה הצינור כדי לוודא שהוא בדיוק היכן שהוא צריך להיות, כפי שתוכנת.
נשאלת השאלה מדוע לאחר כיפוף מתקבל צינור?זה קשור לכלים ועבודות.במקרים רבים, התבנית הסופית ממוקמת כל כך קרוב לעיקול עצמו, עד שלא נותרו חלקים ישרים עבור כלי הבלם ללחוץ כדי לאסוף במהלך מחזור העיקול.במקרים אלה, הרבה יותר קל לכופף את הצינור ולהעביר אותו לקצה היוצר, שם הוא מוחזק במלחצים המתאימים לרדיוס העיקול.משם, מעצב הקצה חותך את עודפי החומר, ואז יוצר את הגיאומטריה הסופית של הצורה הרצויה (שוב, קרוב מאוד לעיקול בקצה).
במקרים אחרים, עיצוב הקצה לפני הכיפוף יכול לסבך את תהליך השרטוט הסיבובי, במיוחד אם צורת הקצה מפריעה לכלי הכיפוף.לדוגמה, הידוק צינור עבור עיקול יכול לעוות את צורת הקצה שנעשתה קודם לכן.יצירת הגדרות כיפוף שאינן פוגעות בגיאומטריית הצורה הסופית מסתיימת בצרות יותר ממה שהיא שווה.במקרים אלו קל וזול יותר לעצב מחדש את הצינור לאחר כיפוף.
תאים ליצירת קצה יכולים לכלול תהליכי ייצור רבים אחרים של צינורות (ראה איור 5).מערכות מסוימות משתמשות הן בכיפוף והן ביצירת קצה, שהוא שילוב נפוץ בהתחשב בקשר הדוק בין שני התהליכים.חלק מהפעולות מתחילות ביצירת קצה של צינור ישר, ואז ממשיכים לכיפוף במשיכה סיבובית ליצירת רדיוסים, ואז חוזרים למכונת יצירת הקצה כדי לעבד את הקצה השני של הצינור.
אורז.2. גלילי קצה אלו מיוצרים על קצה רב-תחנות, כאשר אגרוף מרחיב את הקוטר הפנימי ואחד נוסף דוחס את החומר ליצירת חרוז.
במקרה זה, הרצף שולט במשתנה התהליך.לדוגמה, מכיוון שפעולת יצירת הקצה השנייה מתרחשת לאחר כיפוף, פעולות חיתוך המסילה וגיזום הקצה במכונה ליצירת הקצה מספקות תוספת קבועה ואיכות צורת קצה טובה יותר.ככל שהחומר הומוגני יותר, תהליך הדפוס הסופי יהיה ניתן לשחזור.
ללא קשר לשילוב התהליכים המשמשים בתא אוטומטי - בין אם זה כיפוף ועיצוב הקצוות, או הגדרה שמתחילה בפיתול הצינור - אופן המעבר של הצינור בשלבים השונים תלוי בדרישות היישום.במערכות מסוימות, הצינור מוזן ישירות מהגליל דרך מערכת היישור לתוך האחיזות של המכופף הסיבובי.מהדקים אלה מחזיקים את הצינור בזמן שמערכת יצירת הקצה מועברת למצב.ברגע שמערכת יצירת הקצה משלימה את המחזור שלה, מכונת הכיפוף הסיבובית מתחילה לפעול.לאחר הכיפוף, הכלי חותך את חומר העבודה המוגמר.ניתן לעצב את המערכת לעבודה בקטרים ​​שונים, תוך שימוש במתות ניקוב מיוחדות במעצבי הקצה וכלים מוערמים בכופפים סיבוביים ביד שמאל וימין.
עם זאת, אם יישום הכיפוף מצריך שימוש בחבטת כדור בקוטר הפנימי של הצינור, ההגדרה לא תעבוד מכיוון שהצינור המוזן לתהליך הכיפוף מגיע ישירות מהסליל.סידור זה אינו מתאים גם לצינורות בהם נדרשת צורה בשני הקצוות.
במקרים אלה, מכשיר הכולל שילוב כלשהו של שידור מכני ורובוטיקה עשוי להספיק.לדוגמה, ניתן לפרום צינור, לשטח אותו, לחתוך, ואז הרובוט יניח את החלק החתוך לתוך מכופף סיבובי, שבו ניתן להכניס כדורים כדי למנוע עיוות של דופן הצינור במהלך כיפוף.משם, הרובוט יכול להעביר את הצינור הכפוף לתוך מעצב הקצה.כמובן שסדר הפעולות עשוי להשתנות בהתאם לדרישות התפקיד.
מערכות כאלה יכולות לשמש לייצור בנפח גבוה או לעיבוד בקנה מידה קטן, למשל, 5 חלקים של צורה אחת, 10 חלקים של צורה אחרת ו-200 חלקים של צורה אחרת.עיצוב המכונה יכול להשתנות גם בהתאם לרצף הפעולות, במיוחד כשמדובר במיקום מתקנים ומתן המרווחים הדרושים לחלקי עבודה שונים (ראה איור 6).לדוגמה, תפסי ההרכבה בפרופיל הקצה שמקבל את המרפק חייבים להיות בעלי מרווח מספיק כדי להחזיק את המרפק במקומו בכל עת.
הסדר הנכון מאפשר פעולות מקבילות.לדוגמה, רובוט עשוי להכניס צינור לתוך יוצר קצה, ולאחר מכן כאשר יוצר הקצה רוכב על אופניים, הרובוט עשוי להזין צינור נוסף לתוך מכופף סיבובי.
עבור מערכות שהותקנו לאחרונה, מתכנתים יתקינו תבניות תיק עבודות.עבור יציקת קצה, זה עשוי לכלול פרטים כגון קצב ההזנה של מהלך האגרוף, המרכז בין האגרוף לניפ, או מספר הסיבובים עבור פעולת הגלגול.עם זאת, ברגע שתבניות אלו מיושמות, התכנות הוא מהיר וקל, כאשר המתכנת מתאים את הרצף ומגדיר תחילה את הפרמטרים כך שיתאימו לאפליקציה הנוכחית.
מערכות כאלה מוגדרות גם להתחבר בסביבת Industry 4.0 עם כלי תחזוקה חזויים המודדים את טמפרטורת המנוע ונתונים אחרים, כמו גם ניטור ציוד (לדוגמה, מספר החלקים שיוצרו בתקופה מסוימת).
באופק, יציקת הקצה רק תהפוך גמישה יותר.שוב, התהליך מוגבל מבחינת אחוזי מתח.עם זאת, שום דבר לא מונע מהנדסים יצירתיים לפתח מכשירים ייחודיים לעיצוב קצה.בפעולות מסוימות, מוכנסת קוביית ניקוב לקוטר הפנימי של הצינור ומאלצת את הצינור להתרחב לחללים בתוך המהדק עצמו.כלים מסוימים יוצרים צורות קצה שמתרחבות ב-45 מעלות, וכתוצאה מכך נוצרת צורה א-סימטרית.
הבסיס לכל זה הוא היכולות של מעצב הקצה מרובה עמדות.כאשר ניתן לבצע פעולות "בשלב אחד", ישנן אפשרויות שונות לגיבוש סופי.
FABRICATOR הוא המגזין המוביל לייצור וגיבוש פלדה בצפון אמריקה.המגזין מפרסם חדשות, מאמרים טכניים וסיפורי הצלחה המאפשרים ליצרנים לבצע את עבודתם בצורה יעילה יותר.FABRICATOR נמצא בתעשייה מאז 1970.
גישה דיגיטלית מלאה ל-The FABRICATOR זמינה כעת, ומספקת גישה קלה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.
גישה דיגיטלית מלאה ל-The Tube & Pipe Journal זמינה כעת, ומספקת גישה קלה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.
תיהנו מגישה דיגיטלית מלאה ל-STAMPING Journal, יומן שוק הטבעות המתכת עם ההתקדמות הטכנולוגית העדכנית ביותר, שיטות עבודה מומלצות וחדשות בתעשייה.
גישה מלאה למהדורה הדיגיטלית של The Fabricator en Español זמינה כעת, המספקת גישה קלה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.
חלק 2 בסדרת שני החלקים שלנו עם ריי ריפל, אמן מתכת ורתך טקסני, ממשיכה אותה...