Esistono diversi modi per arricciare o allargare il labbro sulla parte cilindrica. Ciò può essere fatto, ad esempio, utilizzando una pressa o una macchina per lo stampaggio orbitale. Tuttavia, il problema con questi processi (soprattutto il primo) è che richiedono molta forza.
Questo non è l'ideale per parti a parete sottile o parti realizzate con materiali meno duttili. Per queste applicazioni emerge un terzo metodo: la profilazione.
Come la formatura orbitale e radiale, la laminazione è un processo senza impatto di formatura a freddo del metallo. Tuttavia, invece di formare una testata o un rivetto, questo processo crea un'arricciatura o un bordo sul bordo o sul bordo di un pezzo cilindrico cavo. Questo può essere fatto per fissare un componente (come un cuscinetto o un cappuccio) all'interno di un altro componente, o semplicemente per trattare l'estremità di un tubo metallico per renderlo più sicuro, migliorarne l'aspetto o facilitare l'inserimento del tubo. al centro del tubo metallico. altra parte.
Nella formatura orbitale e radiale, la testa viene formata utilizzando una testa di martello fissata a un mandrino rotante, che esercita contemporaneamente una forza verso il basso sul pezzo. Durante la profilatura vengono utilizzati più rulli al posto degli ugelli. La testa ruota a una velocità compresa tra 300 e 600 giri al minuto e ogni passaggio del rullo spinge e leviga delicatamente il materiale dandogli una forma durevole e senza interruzioni. In confronto, le operazioni di formazione dei binari vengono generalmente eseguite a 1200 giri al minuto.
”Le modalità orbitale e radiale sono davvero migliori per i rivetti solidi. È meglio per i componenti tubolari", ha affermato Tim Lauritzen, ingegnere delle applicazioni di prodotto presso BalTec Corp.
I rulli attraversano il pezzo lungo una precisa linea di contatto, modellando gradualmente il materiale nella forma desiderata. Questo processo richiede circa da 1 a 6 secondi.
"[Il tempo di stampaggio] dipende dal materiale, dalla distanza da spostare e dalla geometria che il materiale deve formare", ha affermato Brian Wright, vicepresidente delle vendite di Orbitform Group. "Devi considerare lo spessore della parete e la resistenza alla trazione del tubo."
Il rotolo può essere formato dall'alto verso il basso, dal basso verso l'alto o lateralmente. L'unico requisito è fornire spazio sufficiente per gli strumenti.
Questo processo può produrre una varietà di materiali, tra cui ottone, rame, alluminio pressofuso, acciaio dolce, acciaio ad alto tenore di carbonio e acciaio inossidabile.
"L'alluminio pressofuso è un buon materiale per la profilatura a rulli perché durante la formatura può verificarsi usura", afferma Lauritzen. “A volte è necessario lubrificare le parti per ridurre al minimo l’usura. Abbiamo infatti sviluppato un sistema che lubrifica i rulli mentre modellano il materiale”.
La formatura a rullo può essere utilizzata per formare pareti con uno spessore compreso tra 0,03 e 0,12 pollici. Il diametro dei tubi varia da 0,5 a 18 pollici. "La maggior parte delle applicazioni hanno un diametro compreso tra 1 e 6 pollici", afferma Wright.
A causa della componente di coppia aggiuntiva, la profilatura a rullo richiede il 20% in meno di forza verso il basso per formare un'arricciatura o un bordo rispetto a una piegatrice. Pertanto, questo processo è adatto a materiali fragili come l'alluminio pressofuso e componenti sensibili come i sensori.
"Se dovessi utilizzare una pressa per formare il gruppo tubo, avresti bisogno di una forza circa cinque volte maggiore rispetto a quella necessaria se utilizzassi la profilatura a rulli", afferma Wright. “Forze più elevate aumentano significativamente il rischio di espansione o flessione dei tubi, quindi gli strumenti stanno diventando sempre più complessi e costosi.
Esistono due tipi di testine a rulli: testine a rulli statiche e testine articolate. Le intestazioni statiche sono le più comuni. Dispone di rotelle di scorrimento orientate verticalmente in una posizione preimpostata. La forza di formatura viene applicata verticalmente al pezzo.
Al contrario, una testa girevole ha rulli orientati orizzontalmente montati su perni che si muovono in modo sincrono, come le ganasce del mandrino di un trapano a colonna. Le dita muovono il rullo radialmente nel pezzo stampato applicando contemporaneamente un carico di bloccaggio al gruppo. Questo tipo di testa è utile se parti dell'assieme sporgono sopra il foro centrale.
"Questo tipo applica la forza dall'esterno verso l'interno", spiega Wright. “Puoi crimpare verso l'interno o creare cose come scanalature per O-ring o sottosquadri. La testa motrice sposta semplicemente l’utensile su e giù lungo l’asse Z.”
Il processo di formatura con rulli pivottanti viene comunemente utilizzato per preparare i tubi per l'installazione dei cuscinetti. "Questo processo viene utilizzato per creare una scanalatura all'esterno della parte e una cresta corrispondente all'interno della parte che funge da fermo rigido per il cuscinetto", spiega Wright. “Quindi, una volta inserito il cuscinetto, si modella l'estremità del tubo per fissarlo. In passato, i produttori dovevano tagliare una spalla nel tubo come arresto rigido”.
Se dotato di un set aggiuntivo di rulli interni regolabili verticalmente, il giunto girevole può formare sia il diametro esterno che quello interno del pezzo.
Sia statico che articolato, ogni gruppo rullo e testata è realizzato su misura per un'applicazione specifica. Tuttavia, la testina del rullo è facilmente sostituibile. La stessa macchina base, infatti, può eseguire la formatura e la laminazione delle rotaie. E come la formatura orbitale e radiale, la formatura a rulli può essere eseguita come processo semi-automatizzato autonomo o integrata in un sistema di assemblaggio completamente automatizzato.
I rulli sono realizzati in acciaio per utensili temprato e in genere hanno un diametro compreso tra 1 e 1,5 pollici, ha affermato Lauritzen. Il numero di rulli sulla testa dipende dallo spessore e dal materiale della parte, nonché dalla quantità di forza applicata. Il più comunemente usato è quello a tre rulli. Le parti piccole possono richiedere solo due rulli, mentre le parti molto grandi possono richiederne sei.
"Dipende dall'applicazione, dalle dimensioni e dal diametro della parte e da quanto si desidera spostare il materiale", ha affermato Wright.
"Il 95% delle applicazioni sono pneumatiche", ha affermato Wright. “Se hai bisogno di lavori di alta precisione o in camera bianca, hai bisogno di sistemi elettrici.”
In alcuni casi, nel sistema possono essere integrati dei cuscinetti di pressione per applicare il precarico al componente prima dello stampaggio. In alcuni casi, è possibile integrare un trasformatore differenziale lineare variabile nel cuscinetto di bloccaggio per misurare l'altezza della pila del componente prima dell'assemblaggio come controllo di qualità.
Le variabili chiave in questo processo sono la forza assiale, la forza radiale (nel caso della formatura a rulli articolati), la coppia, la velocità di rotazione, il tempo e lo spostamento. Queste impostazioni variano a seconda delle dimensioni della parte, del materiale e dei requisiti di forza di adesione. Come le operazioni di pressatura, formatura orbitale e radiale, i sistemi di formatura possono essere attrezzati per misurare la forza e lo spostamento nel tempo.
I fornitori di apparecchiature possono fornire indicazioni sui parametri ottimali nonché indicazioni sulla progettazione della geometria della preforma della parte. L'obiettivo è che il materiale segua il percorso di minor resistenza. Il movimento del materiale non deve superare la distanza necessaria per garantire la connessione.
Nell'industria automobilistica, questo metodo viene utilizzato per assemblare elettrovalvole, alloggiamenti di sensori, seguicamma, giunti sferici, ammortizzatori, filtri, pompe dell'olio, pompe dell'acqua, pompe per vuoto, valvole idrauliche, tiranti, gruppi airbag, piantoni dello sterzo e ammortizzatori antistatici Bloccano il collettore del freno.
"Recentemente abbiamo lavorato su un'applicazione in cui abbiamo formato un cappuccio cromato su un inserto filettato per assemblare un dado di alta qualità", afferma Lauritzen.
Un fornitore automobilistico utilizza la profilatura a rulli per fissare i cuscinetti all'interno dell'alloggiamento della pompa dell'acqua in alluminio pressofuso. L'azienda utilizza anelli di sicurezza per fissare i cuscinetti. La laminazione crea un giunto più forte e consente di risparmiare sul costo dell'anello, nonché sul tempo e sui costi di scanalatura dell'anello.
Nel settore dei dispositivi medici, la profilatura viene utilizzata per realizzare giunti protesici e punte di cateteri. Nell'industria elettrica la profilatura viene utilizzata per assemblare contatori, prese, condensatori e batterie. Gli assemblatori aerospaziali utilizzano la profilatura a rulli per produrre cuscinetti e valvole a fungo. La tecnologia viene utilizzata anche per realizzare staffe per fornelli da campo, seghe da tavolo e raccordi per tubi.
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Orario di pubblicazione: 09 settembre 2023