Hai varias formas de enrolar ou estender o beizo na parte cilíndrica. Por exemplo, pódese facer mediante unha prensa ou unha máquina de moldeo orbital. Non obstante, o problema destes procesos (especialmente o primeiro) é que requiren moita forza.
Isto non é ideal para pezas de paredes finas ou pezas feitas de materiais menos dúctiles. Para estas aplicacións, xorde un terceiro método: o perfilado.
Do mesmo xeito que a conformación orbital e radial, o laminado é un proceso de conformación en frío de metal sen impacto. Non obstante, en lugar de formar unha cabeza de poste ou remache, este proceso crea un rizo ou bordo no bordo ou bordo dunha peza cilíndrica oca. Isto pódese facer para asegurar un compoñente (como un rodamento ou unha tapa) dentro doutro compoñente, ou simplemente para tratar o extremo dun tubo metálico para facelo máis seguro, mellorar o seu aspecto ou facilitar a inserción do tubo. no medio do tubo metálico. outra parte.
Na formación orbital e radial, a cabeza fórmase mediante unha cabeza de martelo unida a un fuso xiratorio, que exerce simultaneamente unha forza descendente sobre a peza de traballo. Ao perfilar, utilízanse varios rolos en lugar de boquillas. A cabeza xira de 300 a 600 rpm e cada paso do rolo empurra e suaviza suavemente o material nunha forma duradeira e sen costuras. En comparación, as operacións de formación de vías adoitan realizarse a 1200 rpm.
"Os modos orbital e radial son realmente mellores para remaches sólidos. É mellor para compoñentes tubulares", dixo Tim Lauritzen, enxeñeiro de aplicacións de produtos de BalTec Corp.
Os rolos atravesan a peza de traballo ao longo dunha liña de contacto precisa, conformando gradualmente o material coa forma desexada. Este proceso leva aproximadamente de 1 a 6 segundos.
"[O tempo de moldeo] depende do material, ata onde hai que mover e que xeometría debe formar o material", dixo Brian Wright, vicepresidente de vendas de Orbitform Group. "Hai que ter en conta o grosor da parede e a resistencia á tracción do tubo".
O rolo pódese formar de arriba abaixo, de abaixo cara arriba ou de lado. O único requisito é proporcionar espazo suficiente para as ferramentas.
Este proceso pode producir unha variedade de materiais, incluíndo latón, cobre, aluminio fundido, aceiro suave, aceiro alto carbono e aceiro inoxidable.
"O aluminio fundido é un bo material para o conformado en rolo porque pode producirse un desgaste durante o conformado", di Lauritzen. “Ás veces é necesario lubricar pezas para minimizar o desgaste. De feito, desenvolvemos un sistema que lubrica os rolos mentres dan forma ao material".
Pódese usar o enrolado para formar paredes de 0,03 a 0,12 polgadas de espesor. O diámetro dos tubos varía de 0,5 a 18 polgadas. "A maioría das aplicacións teñen entre 1 e 6 polgadas de diámetro", di Wright.
Debido ao compoñente de torque adicional, a formación de rolos require un 20% menos de forza cara abaixo para formar un rizo ou un bordo que un prensador. Polo tanto, este proceso é adecuado para materiais fráxiles como o aluminio fundido e compoñentes sensibles como sensores.
"Se usases unha prensa para formar o conxunto de tubos, necesitarías unhas cinco veces máis forza que se usases o moldeado por rolos", di Wright. "As forzas máis altas aumentan significativamente o risco de expansión ou flexión da tubaxe, polo que as ferramentas son agora cada vez máis complexas e caras.
Hai dous tipos de cabezas de rolos: cabezas de rolos estáticos e cabezas articuladas. As cabeceiras estáticas son as máis comúns. Ten rodas de desprazamento orientadas verticalmente nunha posición preestablecida. A forza de conformación aplícase verticalmente á peza de traballo.
Pola contra, unha cabeza de pivote ten rolos orientados horizontalmente montados en pasadores que se moven de forma sincronizada, como as mordazas dunha perforadora. Os dedos moven o rolo radialmente na peza de traballo moldeada mentres aplican ao mesmo tempo unha carga de suxeición ao conxunto. Este tipo de cabeza é útil se as partes do conxunto sobresaen por riba do orificio central.
"Este tipo aplica forza desde fóra para dentro", explica Wright. "Podes engarzar cara a dentro ou crear cousas como surcos de juntas tóricas ou socavacións. O cabezal de accionamento simplemente move a ferramenta cara arriba e abaixo ao longo do eixe Z".
O proceso de formación de rolos pivotantes úsase habitualmente para preparar tubos para a instalación de rodamentos. "Este proceso utilízase para crear unha ranura no exterior da peza e unha cresta correspondente no interior da peza que actúa como tope ríxido para o rodamento", explica Wright. "Entón, unha vez que o rodamento está dentro, dáslle forma ao extremo do tubo para asegurar o rodamento. No pasado, os fabricantes tiñan que cortar un ombreiro no tubo como tope ríxido".
Cando está equipado cun conxunto adicional de rolos internos axustables verticalmente, a xunta xiratoria pode formar tanto o diámetro exterior como o interior da peza.
Xa sexa estático ou articulado, cada conxunto de rolos e cabezas de rolos está fabricado a medida para unha aplicación específica. Non obstante, a cabeza do rolo pódese substituír facilmente. De feito, a mesma máquina básica pode realizar a formación de carril e o laminado. E do mesmo xeito que a conformación orbital e radial, a conformación en rolo pódese realizar como un proceso semiautomatizado autónomo ou integrarse nun sistema de montaxe totalmente automatizado.
Os rolos están feitos de aceiro para ferramentas endurecido e normalmente oscilan entre 1 e 1,5 polgadas de diámetro, dixo Lauritzen. O número de rolos na cabeza depende do grosor e do material da peza, así como da cantidade de forza aplicada. O máis usado é un de tres rolos. As pezas pequenas poden requirir só dous rolos, mentres que as pezas moi grandes poden requirir seis.
"Depende da aplicación, dependendo do tamaño e diámetro da peza e de canto queiras mover o material", dixo Wright.
"O noventa e cinco por cento das aplicacións son pneumáticas", dixo Wright. "Se necesitas traballos de alta precisión ou salas limpas, necesitas sistemas eléctricos".
Nalgúns casos, pódense incorporar almofadas de presión no sistema para aplicar unha carga previa ao compoñente antes do moldeado. Nalgúns casos, pódese incorporar un transformador diferencial variable lineal na almofada de suxeición para medir a altura da pila do compoñente antes da montaxe como control de calidade.
As variables clave neste proceso son a forza axial, a forza radial (no caso do conformado de rolos articulados), o par, a velocidade de rotación, o tempo e o desprazamento. Estes axustes variarán dependendo do tamaño da peza, do material e dos requisitos de forza de unión. Do mesmo xeito que as operacións de prensado, conformación orbital e radial, pódense equipar sistemas de conformación para medir forza e desprazamento ao longo do tempo.
Os provedores de equipos poden proporcionar orientación sobre parámetros óptimos, así como orientación sobre o deseño da xeometría da preforma das pezas. O obxectivo é que o material siga o camiño de menor resistencia. O movemento do material non debe exceder a distancia necesaria para asegurar a conexión.
Na industria do automóbil, este método úsase para montar válvulas solenoides, carcasas de sensores, seguidores de levas, rótulas, amortecedores, filtros, bombas de aceite, bombas de auga, bombas de baleiro, válvulas hidráulicas, tirantes, conxuntos de airbag, columnas de dirección e amortecedores antiestáticos Bloquear o colector do freo.
"Recentemente traballamos nunha aplicación onde formamos unha tapa cromada sobre unha inserción roscada para montar unha porca de alta calidade", di Lauritzen.
Un provedor de automóbiles usa o perfilado para asegurar os rodamentos dentro dunha carcasa de bomba de auga de aluminio fundido. A empresa utiliza aneis de retención para asegurar os rodamentos. A rodadura crea unha xunta máis forte e aforra o custo do anel, así como o tempo e o gasto de ranurar o anel.
Na industria de dispositivos médicos, o perfilado úsase para facer articulacións protésicas e puntas de catéteres. Na industria eléctrica, o perfilado emprégase para montar contadores, enchufes, capacitores e baterías. Os montadores aeroespaciais usan o perfilado para producir rodamentos e válvulas de vástago. A tecnoloxía incluso se usa para facer soportes para cociñas de campamento, rompedores de mesa e accesorios para tubos.
Aproximadamente o 98% da produción nos Estados Unidos procede de pequenas e medianas empresas. Únete a Greg Whitt, xestor de mellora de procesos do fabricante de vehículos recreativos MORryde, e Ryan Kuhlenbeck, CEO de Pico MES, mentres discuten sobre como as empresas medianas poden pasar da fabricación manual á dixital, comezando no taller.
A nosa sociedade afronta retos económicos, sociais e ambientais sen precedentes. O consultor de xestión e autor Olivier Larue cre que a base para resolver moitos destes problemas pódese atopar nun lugar sorprendente: o Toyota Production System (TPS).
Hora de publicación: 09-09-2023