Máy tạo hình đầu cuối đa trạm hoàn thành chu trình của nó để tạo thành mối hàn kín ở đầu ống đồng.
Hãy tưởng tượng một luồng giá trị trong đó các đường ống bị cắt và uốn cong.Tại một khu vực khác của nhà máy, các vòng và các bộ phận gia công khác được gia công và sau đó được gửi đi lắp ráp để hàn hoặc lắp vào các đầu ống.Bây giờ hãy tưởng tượng cùng một luồng giá trị, lần này đã hoàn tất.Trong trường hợp này, việc tạo hình các đầu không chỉ làm tăng hoặc giảm đường kính của đầu ống mà còn tạo ra nhiều hình dạng khác, từ các rãnh phức tạp đến các vòng xoắn tái tạo các vòng đã được hàn vào đúng vị trí trước đó.
Trong lĩnh vực sản xuất ống, công nghệ tạo hình cuối đã dần phát triển và công nghệ sản xuất đã đưa hai cấp độ tự động hóa vào quy trình.Thứ nhất, các hoạt động có thể kết hợp nhiều bước tạo hình cuối chính xác trong cùng một khu vực làm việc – trên thực tế là một quá trình lắp đặt đã hoàn tất.Thứ hai, quá trình tạo hình đầu phức tạp này đã được tích hợp với các quy trình sản xuất ống khác như cắt và uốn.
Hầu hết các ứng dụng liên quan đến kiểu tạo hình cuối tự động này là trong sản xuất ống chính xác (thường là đồng, nhôm hoặc thép không gỉ) trong các ngành công nghiệp như ô tô và HVAC.Ở đây, việc đúc các đầu sẽ loại bỏ các kết nối cơ học được thiết kế để cung cấp các kết nối kín cho dòng không khí hoặc chất lỏng.Ống này thường có đường kính ngoài từ 1,5 inch trở xuống.
Một số tế bào tự động tiên tiến nhất bắt đầu bằng các ống có đường kính nhỏ được cung cấp ở dạng cuộn.Đầu tiên nó đi qua máy làm thẳng và sau đó được cắt theo chiều dài.Sau đó, robot hoặc thiết bị cơ khí sẽ vận chuyển phôi để tạo hình và uốn lần cuối.Thứ tự xuất hiện phụ thuộc vào yêu cầu của ứng dụng, bao gồm khoảng cách giữa phần uốn cong và hình dạng cuối cùng.Đôi khi, rô-bốt có thể di chuyển một phôi gia công từ đầu đến uốn và quay lại dạng cuối nếu ứng dụng yêu cầu đầu ống được tạo hình ở cả hai đầu.
Số bước sản xuất, có thể bao gồm một số hệ thống tạo hình đầu ống chất lượng cao, giúp loại tế bào này có năng suất cao hơn.Trong một số hệ thống, đường ống đi qua tám trạm tạo hình cuối.Thiết kế một nhà máy như vậy bắt đầu bằng việc hiểu những gì có thể đạt được với khuôn đúc hiện đại.
Có một số loại công cụ tạo hình đầu cuối chính xác.Cú đấm là “công cụ cứng” tạo thành phần cuối của ống, có tác dụng làm giảm hoặc mở rộng phần cuối của ống đến đường kính mong muốn.Các dụng cụ xoay vát hoặc nhô ra khỏi đường ống để đảm bảo bề mặt không có gờ và độ hoàn thiện đồng nhất.Các dụng cụ quay khác thực hiện quá trình cán để tạo các rãnh, rãnh khía và các hình dạng hình học khác (xem Hình 1).
Trình tự tạo hình đầu ống có thể bắt đầu bằng việc vát cạnh, giúp mang lại bề mặt sạch sẽ và chiều dài nhô ra nhất quán giữa kẹp và đầu ống.Sau đó, khuôn đột thực hiện quá trình uốn (xem Hình 2) bằng cách giãn nở và co lại đường ống, làm cho vật liệu dư thừa tạo thành một vòng bao quanh đường kính ngoài (OD).Tùy thuộc vào hình dạng, các chày dập khác có thể chèn các ngạnh dọc theo đường kính ngoài của ống (điều này giúp cố định ống vào ống).Dụng cụ quay có thể cắt xuyên qua một phần đường kính ngoài, sau đó là dụng cụ cắt ren trên bề mặt.
Trình tự chính xác của các công cụ và quy trình được sử dụng tùy thuộc vào ứng dụng.Với tám trạm trong khu vực làm việc của một máy tạo hình cuối, trình tự có thể khá rộng.Ví dụ, một loạt các cú đánh dần dần tạo thành một đường gờ ở cuối ống, một cú đánh làm mở rộng phần cuối của ống, sau đó hai cú đánh nữa sẽ nén phần cuối để tạo thành một đường gờ.Thực hiện thao tác theo ba giai đoạn trong nhiều trường hợp cho phép bạn có được hạt có chất lượng cao hơn và hệ thống tạo hình đầu cuối đa vị trí giúp thực hiện thao tác tuần tự này.
Chương trình định hình cuối sẽ sắp xếp các hoạt động để có độ chính xác và độ lặp lại tối ưu.Các máy tạo hình đầu cuối chạy hoàn toàn bằng điện mới nhất có thể kiểm soát chính xác vị trí khuôn của chúng.Nhưng bên cạnh việc vát mép và cắt ren, hầu hết các bước gia công mặt đều đang được hình thành.Hình thức kim loại phụ thuộc vào loại và chất lượng của vật liệu.
Hãy xem xét lại quá trình tạo hạt (xem Hình 3).Giống như cạnh kín trong tấm kim loại, cạnh kín không có khoảng trống khi tạo hình các đầu.Điều này cho phép chày định hình các hạt ở vị trí chính xác.Trên thực tế, cú đấm “xuyên thủng” một hạt có hình dạng nhất định.Thế còn một hạt mở trông giống như một cạnh kim loại tấm lộ ra ngoài thì sao?Khoảng trống ở giữa hạt có thể tạo ra một số vấn đề về khả năng tái tạo trong một số ứng dụng – ít nhất là nếu nó có hình dạng giống như hạt đã đóng.Các chày khuôn có thể tạo thành các hạt mở, nhưng vì không có gì đỡ hạt từ đường kính trong (ID) của ống, nên một hạt có thể có hình dạng hơi khác so với hạt tiếp theo, sự khác biệt về dung sai này có thể được chấp nhận hoặc không.
Trong hầu hết các trường hợp, khung cuối nhiều trạm có thể có cách tiếp cận khác.Đầu đột đầu tiên mở rộng đường kính bên trong của ống, tạo ra khoảng trống dạng sóng trong vật liệu.Sau đó, một công cụ tạo hình đầu ba con lăn được thiết kế với hình dạng hạt âm mong muốn sẽ được kẹp quanh đường kính ngoài của ống và hạt được cuộn lại.
Máy tạo hình đầu cuối chính xác có thể tạo ra nhiều hình dạng khác nhau, bao gồm cả những hình dạng bất đối xứng.Tuy nhiên, việc đúc khuôn cuối có những hạn chế, hầu hết đều liên quan đến việc đúc vật liệu.Vật liệu chỉ có thể chịu được một tỷ lệ biến dạng nhất định.
Việc xử lý nhiệt bề mặt chày phụ thuộc vào loại vật liệu mà cấu trúc được tạo ra.Thiết kế và xử lý bề mặt của chúng có tính đến mức độ ma sát khác nhau và các thông số tạo hình cuối cùng khác phụ thuộc vào vật liệu.Các cú đấm được thiết kế để xử lý các đầu ống thép không gỉ có các đặc tính khác với các cú đấm được thiết kế để xử lý các đầu ống nhôm.
Các vật liệu khác nhau cũng yêu cầu các loại chất bôi trơn khác nhau.Đối với các vật liệu cứng hơn như thép không gỉ, có thể sử dụng dầu khoáng đặc hơn, còn đối với nhôm hoặc đồng, có thể sử dụng loại dầu không độc hại.Phương pháp bôi trơn cũng khác nhau.Quá trình cắt và cán quay thường sử dụng sương mù dầu, trong khi dập có thể sử dụng chất bôi trơn phun sương hoặc phun dầu.Trong một số chày, dầu chảy trực tiếp từ chày vào đường kính trong của ống.
Máy tạo hình đầu cuối đa vị trí có mức lực xuyên và lực kẹp khác nhau.Những thứ khác không đổi, thép không gỉ mạnh hơn sẽ đòi hỏi lực kẹp và lực đục nhiều hơn so với nhôm mềm.
Nhìn cận cảnh quá trình hình thành đầu ống, bạn có thể thấy máy đẩy ống như thế nào trước khi kẹp giữ nó đúng vị trí.Duy trì phần nhô ra liên tục, tức là chiều dài của kim loại vượt ra ngoài vật cố định, là rất quan trọng.Đối với những đường ống thẳng có thể di chuyển đến những điểm dừng nhất định thì việc duy trì gờ này không khó.
Tình huống thay đổi khi đối mặt với một ống uốn sẵn (xem Hình 4).Quá trình uốn có thể kéo dài ống một chút, điều này bổ sung thêm một biến chiều khác.Ở các cài đặt này, các công cụ cắt và mài theo quỹ đạo sẽ cắt và làm sạch phần cuối của đường ống để đảm bảo nó ở đúng vị trí như đã được lập trình.
Câu hỏi đặt ra là tại sao sau khi uốn lại thu được một ống?Nó liên quan đến các công cụ và công việc.Trong nhiều trường hợp, mẫu cuối cùng được đặt quá gần chỗ uốn cong đến mức không còn đoạn thẳng nào để dụng cụ phanh ép tiếp cận trong chu trình uốn cong.Trong những trường hợp này, việc uốn ống và chuyển nó đến phần cuối của ống sẽ dễ dàng hơn nhiều, nơi nó được giữ trong các kẹp tương ứng với bán kính uốn cong.Từ đó, máy tạo hình cuối sẽ cắt bỏ vật liệu thừa, sau đó tạo ra hình dạng hình học cuối cùng mong muốn (một lần nữa, rất gần với phần uốn cong ở cuối).
Trong các trường hợp khác, việc định hình phần cuối trước khi uốn có thể làm phức tạp quá trình kéo quay, đặc biệt nếu hình dạng của phần cuối cản trở dụng cụ uốn.Ví dụ, việc kẹp một đường ống để uốn cong có thể làm biến dạng hình dạng đầu đã tạo trước đó.Việc tạo các cài đặt uốn cong mà không làm hỏng hình dạng hình dạng cuối cùng sẽ gặp nhiều rắc rối hơn mức đáng có.Trong những trường hợp này, việc định hình lại đường ống sau khi uốn sẽ dễ dàng và rẻ hơn.
Các ô tạo hình cuối có thể bao gồm nhiều quy trình sản xuất ống khác (xem Hình 5).Một số hệ thống sử dụng cả uốn và tạo hình cuối, đây là sự kết hợp phổ biến do hai quá trình này có liên quan chặt chẽ với nhau.Một số thao tác bắt đầu bằng việc tạo hình đầu ống thẳng, sau đó tiến hành uốn bằng lực kéo quay để tạo thành bán kính, sau đó quay trở lại máy tạo hình đầu cuối để gia công đầu kia của ống.
Cơm.2. Các cuộn cuối này được chế tạo trên máy mài nhiều trạm, trong đó một chày đột mở rộng đường kính bên trong và một trục khác nén vật liệu để tạo thành hạt.
Trong trường hợp này, trình tự điều khiển biến quy trình.Ví dụ, do hoạt động tạo hình đầu thứ hai diễn ra sau khi uốn, nên các hoạt động cắt ray và cắt đầu cuối trên máy tạo hình đầu cuối mang lại phần nhô ra không đổi và chất lượng hình dạng đầu tốt hơn.Vật liệu càng đồng nhất thì quá trình đúc khuôn cuối cùng sẽ càng dễ lặp lại.
Bất kể sự kết hợp của các quy trình được sử dụng trong một ô tự động—cho dù đó là uốn và tạo hình các đầu hay thiết lập bắt đầu bằng việc xoắn ống—cách đường ống đi qua các giai đoạn khác nhau đều phụ thuộc vào yêu cầu của ứng dụng.Trong một số hệ thống, đường ống được đưa trực tiếp từ cuộn qua hệ thống căn chỉnh vào các kẹp của máy uốn quay.Những chiếc kẹp này giữ ống trong khi hệ thống tạo hình cuối được di chuyển vào vị trí.Ngay khi hệ thống tạo hình cuối hoàn thành chu trình của nó, máy uốn quay sẽ khởi động.Sau khi uốn, dụng cụ sẽ cắt phôi đã hoàn thành.Hệ thống có thể được thiết kế để hoạt động với các đường kính khác nhau, sử dụng khuôn đột dập đặc biệt ở đầu cuối và các công cụ xếp chồng lên nhau trên máy uốn quay tay trái và tay phải.
Tuy nhiên, nếu ứng dụng uốn yêu cầu sử dụng đinh bi ở đường kính trong của ống thì việc cài đặt sẽ không hiệu quả vì đường ống được đưa vào quá trình uốn đến trực tiếp từ ống cuộn.Sự sắp xếp này cũng không phù hợp với các đường ống yêu cầu hình dạng ở cả hai đầu.
Trong những trường hợp này, một thiết bị liên quan đến sự kết hợp giữa truyền động cơ học và robot có thể là đủ.Ví dụ, một đường ống có thể được tháo ra, làm phẳng, cắt, sau đó robot sẽ đặt mảnh cắt vào một máy uốn quay, nơi có thể lắp các trục bi để tránh biến dạng thành ống trong quá trình uốn.Từ đó, robot có thể di chuyển ống uốn cong vào máy định hình đầu cuối.Tất nhiên, thứ tự thao tác có thể thay đổi tùy theo yêu cầu của công việc.
Các hệ thống như vậy có thể được sử dụng để sản xuất số lượng lớn hoặc xử lý quy mô nhỏ, ví dụ, 5 phần có hình dạng này, 10 phần có hình dạng khác và 200 phần có hình dạng khác.Thiết kế của máy cũng có thể khác nhau tùy thuộc vào trình tự vận hành, đặc biệt là khi nói đến các thiết bị định vị và cung cấp khoảng trống cần thiết cho các phôi gia công khác nhau (xem Hình 6).Ví dụ: các kẹp lắp ở biên dạng cuối chấp nhận khuỷu tay phải có đủ khoảng trống để giữ khuỷu tay luôn đúng vị trí.
Thứ tự đúng cho phép thực hiện các thao tác song song.Ví dụ: robot có thể đặt một ống vào một đầu cuối và sau đó khi đầu cuối đang quay, robot có thể đưa một ống khác vào máy uốn quay.
Đối với hệ thống mới cài đặt, lập trình viên sẽ cài đặt các mẫu portfolio công việc.Đối với khuôn cuối, điều này có thể bao gồm các chi tiết như tốc độ tiến dao của hành trình đột, tâm giữa chày và chốt hoặc số vòng quay cho thao tác cán.Tuy nhiên, khi đã có các mẫu này, việc lập trình sẽ nhanh chóng và dễ dàng, với việc lập trình viên điều chỉnh trình tự và cài đặt ban đầu các tham số cho phù hợp với ứng dụng hiện tại.
Các hệ thống như vậy cũng được cấu hình để kết nối trong môi trường Công nghiệp 4.0 với các công cụ bảo trì dự đoán đo nhiệt độ động cơ và các dữ liệu khác cũng như giám sát thiết bị (ví dụ: số lượng bộ phận được sản xuất trong một khoảng thời gian nhất định).
Trong tương lai, việc truyền cuối sẽ chỉ trở nên linh hoạt hơn.Một lần nữa, quá trình này bị hạn chế về mặt biến dạng phần trăm.Tuy nhiên, không có gì ngăn cản các kỹ sư sáng tạo phát triển các thiết bị tạo hình đầu cuối độc đáo.Trong một số thao tác, khuôn đột được lắp vào đường kính trong của ống và buộc ống nở ra thành các hốc bên trong kẹp.Một số công cụ tạo hình dạng đầu mở rộng 45 độ, dẫn đến hình dạng không đối xứng.
Cơ sở cho tất cả những điều này là khả năng của máy tạo hình đầu mút đa vị trí.Khi các hoạt động có thể được thực hiện “trong một bước”, có nhiều khả năng khác nhau cho việc hình thành cuối cùng.
FABRICATOR là tạp chí chế tạo và tạo hình thép hàng đầu Bắc Mỹ.Tạp chí xuất bản các tin tức, bài viết kỹ thuật và câu chuyện thành công giúp các nhà sản xuất thực hiện công việc của mình hiệu quả hơn.FABRICATOR đã hoạt động trong ngành từ năm 1970.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào FABRICATOR, giúp bạn dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào The Tube & Pipe Journal, giúp bạn dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Tận hưởng quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào STAMPING Journal, tạp chí thị trường dập kim loại với những tiến bộ công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và tin tức trong ngành.
Hiện đã có toàn quyền truy cập vào phiên bản kỹ thuật số The Fabricator en Español, giúp bạn dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Phần 2 trong loạt bài gồm hai phần của chúng tôi với Ray Ripple, một nghệ sĩ kim loại và thợ hàn người Texas, sẽ tiếp tục…
Thời gian đăng: Jan-08-2023