Er zijn verschillende manieren om de lip op het cilindrische deel te krullen of te spreiden. Dit kan bijvoorbeeld met een pers of orbitale vormmachine. Het probleem met deze processen (vooral de eerste) is echter dat ze veel kracht vergen.
Dit is niet ideaal voor dunwandige onderdelen of onderdelen gemaakt van minder ductiele materialen. Voor deze toepassingen komt een derde methode naar voren: profilering.
Net als orbitaal en radiaal vormen, is walsen een niet-impactproces van koudvervormen van metaal. In plaats van een paalkop of klinknagel te vormen, creëert dit proces echter een krul of rand op de rand of rand van een hol cilindrisch stuk. Dit kan worden gedaan om een onderdeel (zoals een lager of dop) in een ander onderdeel vast te zetten, of eenvoudigweg om het uiteinde van een metalen buis te behandelen om het veiliger te maken, het uiterlijk te verbeteren of het gemakkelijker te maken om de buis in te brengen. in het midden van de metalen buis. ander deel.
Bij orbitaal en radiaal vormen wordt de kop gevormd met behulp van een hamerkop die is bevestigd aan een roterende spindel, die tegelijkertijd een neerwaartse kracht op het werkstuk uitoefent. Bij het profileren worden in plaats van mondstukken meerdere rollen gebruikt. De kop draait met een snelheid van 300 tot 600 tpm, en elke beweging van de rol duwt het materiaal zachtjes en maakt het glad tot een naadloze, duurzame vorm. Ter vergelijking: spoorvormingsbewerkingen worden doorgaans uitgevoerd met 1200 tpm.
”Orbitale en radiale modi zijn echt beter voor massieve klinknagels. Het is beter voor buisvormige componenten”, zegt Tim Lauritzen, productapplicatie-ingenieur bij BalTec Corp.
De rollen kruisen het werkstuk langs een precieze contactlijn en geven het materiaal geleidelijk de gewenste vorm. Dit proces duurt ongeveer 1 tot 6 seconden.
“[Vormtijd] hangt af van het materiaal, hoe ver het moet worden verplaatst en welke geometrie het materiaal moet vormen”, zegt Brian Wright, vice-president verkoop bij Orbitform Group. “Je moet rekening houden met de wanddikte en de treksterkte van de buis.”
De rol kan van boven naar beneden, van onder naar boven of zijwaarts worden gevormd. De enige vereiste is dat er voldoende ruimte is voor het gereedschap.
Dit proces kan een verscheidenheid aan materialen produceren, waaronder messing, koper, gegoten aluminium, zacht staal, koolstofstaal en roestvrij staal.
“Gegoten aluminium is een goed materiaal voor rolvormen, omdat er tijdens het vormen slijtage kan optreden”, zegt Lauritzen. “Soms is het nodig om onderdelen te smeren om slijtage te minimaliseren. We hebben zelfs een systeem ontwikkeld dat de rollen smeert terwijl ze het materiaal vormen.”
Rolvormen kan worden gebruikt om wanden te vormen die 0,03 tot 0,12 inch dik zijn. De diameter van de buizen varieert van 0,5 tot 18 inch. "De meeste toepassingen hebben een diameter tussen 1 en 6 inch", zegt Wright.
Vanwege de extra koppelcomponent vereist rolvormen 20% minder neerwaartse kracht om een krul of rand te vormen dan bij een krimptang. Daarom is dit proces geschikt voor kwetsbare materialen zoals gegoten aluminium en gevoelige componenten zoals sensoren.
“Als je een pers zou gebruiken om de buisconstructie te vormen, zou je ongeveer vijf keer zoveel kracht nodig hebben als wanneer je rolvorm zou gebruiken”, zegt Wright. “Hogere krachten vergroten het risico op uitzetting of buiging van buizen aanzienlijk, waardoor gereedschappen nu complexer en duurder worden.
Er zijn twee soorten rolkoppen: statische rolkoppen en gelede koppen. Statische headers komen het meest voor. Het heeft verticaal georiënteerde scrollwielen in een vooraf ingestelde positie. De vormkracht wordt verticaal op het werkstuk uitgeoefend.
Een draaikop daarentegen heeft horizontaal georiënteerde rollen die op pinnen zijn gemonteerd en synchroon bewegen, zoals de spanklauwen van een kolomboormachine. De vingers bewegen de rol radiaal in het gegoten werkstuk en oefenen tegelijkertijd een klemkracht uit op het geheel. Dit type kop is handig als delen van het geheel boven het middengat uitsteken.
“Dit type oefent kracht van buiten naar binnen uit”, legt Wright uit. “Je kunt naar binnen krimpen of dingen maken zoals O-ringgroeven of ondersnijdingen. De aandrijfkop beweegt het gereedschap eenvoudigweg op en neer langs de Z-as.”
Het draairolvormproces wordt vaak gebruikt om pijpen voor te bereiden voor lagerinstallatie. "Dit proces wordt gebruikt om een groef aan de buitenkant van het onderdeel te creëren en een overeenkomstige rand aan de binnenkant van het onderdeel die fungeert als een stijve stop voor het lager", legt Wright uit. “Dan, zodra het lager erin zit, vorm je het uiteinde van de buis om het lager vast te zetten. Vroeger moesten fabrikanten als stijve stop een schouder in de buis snijden.”
Wanneer uitgerust met een extra set verticaal verstelbare binnenrollen, kan het zwenkgewricht zowel de buiten- als de binnendiameter van het werkstuk vormen.
Of het nu statisch of geleed is, elk rol- en rolkopsamenstel wordt op maat gemaakt voor een specifieke toepassing. De rolkop is echter eenvoudig te vervangen. In feite kan dezelfde basismachine het vormen en walsen van rails uitvoeren. En net als orbitaal en radiaal vormen kan rolvormen worden uitgevoerd als een zelfstandig semi-automatisch proces of worden geïntegreerd in een volledig geautomatiseerd assemblagesysteem.
De rollen zijn gemaakt van gehard gereedschapsstaal en hebben doorgaans een diameter van 1 tot 1,5 inch, zei Lauritzen. Het aantal rollen op de kop is afhankelijk van de dikte en het materiaal van het onderdeel, evenals van de hoeveelheid uitgeoefende kracht. De meest gebruikte is een drieroller. Voor kleine onderdelen zijn mogelijk slechts twee rollen nodig, terwijl voor zeer grote onderdelen er mogelijk zes nodig zijn.
“Het hangt af van de toepassing, afhankelijk van de grootte en diameter van het onderdeel en hoeveel je het materiaal wilt verplaatsen”, aldus Wright.
“Vijfennegentig procent van de toepassingen is pneumatisch”, aldus Wright. “Als je werk met hoge precisie of in een cleanroom nodig hebt, heb je elektrische systemen nodig.”
In sommige gevallen kunnen drukkussens in het systeem worden ingebouwd om vóór het gieten een voorbelasting op het onderdeel uit te oefenen. In sommige gevallen kan een lineaire variabele differentiaaltransformator in het klemkussen worden ingebouwd om de stapelhoogte van het onderdeel te meten vóór de montage als kwaliteitscontrole.
De belangrijkste variabelen in dit proces zijn axiale kracht, radiale kracht (in het geval van gelede walsvorming), koppel, rotatiesnelheid, tijd en verplaatsing. Deze instellingen variëren afhankelijk van de onderdeelgrootte, het materiaal en de vereisten voor de hechtsterkte. Net als pers-, orbitale en radiale vormbewerkingen kunnen vormsystemen worden uitgerust om kracht en verplaatsing in de loop van de tijd te meten.
Leveranciers van apparatuur kunnen advies geven over optimale parameters, maar ook advies geven over het ontwerpen van de voorvormgeometrie van onderdelen. Het doel is dat het materiaal de weg van de minste weerstand volgt. De materiaalbeweging mag de afstand die nodig is om de verbinding te beveiligen niet overschrijden.
In de auto-industrie wordt deze methode gebruikt voor het assembleren van magneetkleppen, sensorbehuizingen, nokvolgers, kogelgewrichten, schokdempers, filters, oliepompen, waterpompen, vacuümpompen, hydraulische kleppen, trekstangen, airbagsamenstellen, stuurkolommen en antistatische schokdempers Blokkeer het remspruitstuk.
“We hebben onlangs aan een toepassing gewerkt waarbij we een verchroomde dop over een inzetstuk met schroefdraad vormden om een hoogwaardige moer te monteren”, zegt Lauritzen.
Een automobielleverancier maakt gebruik van rolvormen om lagers vast te zetten in een waterpomphuis van gegoten aluminium. Het bedrijf gebruikt borgringen om de lagers vast te zetten. Walsen zorgt voor een sterkere verbinding en bespaart de kosten van de ring, evenals de tijd en kosten van het groeven van de ring.
In de sector van medische hulpmiddelen wordt profilering gebruikt om prothesegewrichten en kathetertips te maken. In de elektrotechnische industrie wordt profilering gebruikt voor het assembleren van meters, stopcontacten, condensatoren en batterijen. Monteurs in de lucht- en ruimtevaart gebruiken rolvormen om lagers en schotelkleppen te produceren. De technologie wordt zelfs gebruikt om beugels voor kampeerkachels, tafelzaagbrekers en buisfittingen te maken.
Ongeveer 98% van de productie in de Verenigde Staten is afkomstig van kleine en middelgrote ondernemingen. Sluit je aan bij Greg Whitt, Process Improvement Manager bij camperfabrikant MORryde, en Ryan Kuhlenbeck, CEO van Pico MES, terwijl ze bespreken hoe middelgrote bedrijven van handmatige naar digitale productie kunnen overstappen, te beginnen op de werkvloer.
Onze samenleving wordt geconfronteerd met ongekende economische, sociale en ecologische uitdagingen. Managementconsultant en auteur Olivier Larue gelooft dat de basis voor het oplossen van veel van deze problemen op een verrassende plek te vinden is: het Toyota Production System (TPS).
Posttijd: 09-sep-2023