Liberate il potenziale della formatura automatizzata delle estremità dei tubi

Jan 07, 2024

Una macchina sagomatubi multistazione completa il suo ciclo, formando un cordone chiuso all'estremità di un tubo di rame.

Immagina un flusso di valore in cui tubi o tubi vengono tagliati e piegati. In un'altra area dello stabilimento vengono lavorati anelli e altri pezzi meccanici, poi inviati all'assemblaggio per essere brasati o comunque montati sulle estremità dei tubi. Ora immagina lo stesso flusso di valori, questa volta con la formazione delle estremità. In questo caso, la formatura delle estremità non si limita ad espandere o ridurre i diametri delle estremità del tubo, ma crea anche varie altre forme, da scanalature intricate a bordature che replicano gli anelli precedentemente brasati in posizione.

Nell'ambito della fabbricazione di tubi e tubature, la formatura delle estremità si è evoluta silenziosamente, con la tecnologia di produzione che ha introdotto due livelli di automazione nel processo. Innanzitutto, le operazioni possono combinare più fasi di formatura delle estremità di precisione all'interno di un'area di lavoro: in effetti, una configurazione completa. In secondo luogo, tale formatura complessa delle estremità è stata integrata con altri processi di fabbricazione di tubi e tubature, come il taglio e la piegatura.

La maggior parte delle applicazioni che coinvolgono tale formatura automatizzata delle estremità riguardano la fabbricazione di tubi di precisione di fascia alta, solitamente in rame, alluminio o acciaio inossidabile, in settori come quello automobilistico e HVAC. In questo caso, la formatura delle estremità elimina le connessioni lavorate progettate per garantire una connessione esente da perdite per il flusso di aria o fluido. Tali tubi hanno solitamente un diametro esterno di 1,5 pollici o meno.

Alcune delle celle automatizzate più all'avanguardia iniziano con un tubo di piccolo diametro consegnato in una bobina. Passa prima attraverso una macchina raddrizzatrice, dopo di che viene tagliata a misura. Successivamente un robot o un dispositivo meccanico trasporta il pezzo per terminare la formatura e la piegatura. La sequenza che si verifica dipende dai requisiti dell'applicazione, inclusa la distanza tra la piega e la forma finale stessa. A volte il robot può trasportare un singolo pezzo dalla formatura dell'estremità alla piegatura e infine alla formatura dell'estremità, nel caso in cui l'applicazione richieda un tubo con forme terminali su entrambe le estremità.

A rendere tali celle ancora più produttive è il numero di fasi di produzione che alcuni sistemi di formatura delle estremità dei tubi di fascia alta possono incorporare. Alcuni sistemi trasportano i tubi attraverso un massimo di otto stazioni di formatura delle estremità. Per sviluppare una tale configurazione è necessario sapere cosa può realizzare la moderna formatura delle estremità.

Gli strumenti di precisione per la formatura delle estremità sono disponibili in diverse varietà. I punzoni a pistone, gli "utensili duri" per la formatura delle estremità dei tubi, riducono o espandono un'estremità del tubo al diametro desiderato. Gli utensili rotanti possono smussare o smussare un tubo per garantire una superficie priva di bave e un processo coerente. Altri strumenti rotanti eseguono un processo di laminazione per creare scanalature, punte e altre geometrie (vedere Figura 1).

Una sequenza di formatura dell'estremità potrebbe iniziare con la smussatura, che fornisce una superficie pulita e garantisce una lunghezza di sospensione costante tra il morsetto e l'estremità del tubo. Successivamente, un punzone esegue un processo di bordatura (vedere Figura 2), espandendo e comprimendo il tubo, costringendo il materiale in eccesso a formare un anello attorno al diametro esterno (OD). A seconda della geometria, altri punzoni a pistone potrebbero inserire punte sul diametro esterno del tubo (che possono aiutare a fissare i tubi al tubo). Uno strumento rotante potrebbe scanalare una parte del diametro esterno, seguito da uno strumento che taglia i fili sulla superficie.

La sequenza esatta degli strumenti e dei processi utilizzati dipende dall'applicazione. E con un massimo di otto stazioni nell'area di lavoro di una macchina sagomatrice, la sequenza può essere piuttosto estesa. Ad esempio, una serie di punzoni forma progressivamente un cordone sull'estremità del tubo, con un pistone che espande l'estremità del tubo seguito da altri due che comprimono l'estremità per creare il cordone. L'esecuzione dell'operazione in tre fasi può, in molti casi, creare un cordone di migliore qualità e i sistemi di formatura delle estremità multistazione rendono possibili tali operazioni progressive.

Un programma di formatura delle estremità sequenzia l'operazione per garantire precisione e ripetibilità ottimali. Le più recenti macchine per la formatura delle estremità completamente elettriche possono controllare con precisione la posizione dei suoi utensili. Ma a parte la smussatura e la maschiatura, la maggior parte delle fasi di lavorazione della formatura delle estremità sono proprio questa: formatura. Il modo in cui le forme metalliche possono variare a seconda del tipo e della qualità del materiale.