أطلق العنان لإمكانات التشكيل الآلي لنهاية الأنبوب

آلة تشكيل النهاية متعددة المحطات تكمل دورتها لتشكيل لحام مغلق في نهاية الأنبوب النحاسي.
تخيل تدفق القيمة حيث يتم قطع الأنابيب وثنيها.وفي منطقة أخرى من المصنع، يتم تشكيل الحلقات والأجزاء الأخرى المُشكَّلة ثم يتم إرسالها لتجميعها للحام أو تركيبها في نهايات الأنابيب.الآن تخيل نفس تدفق القيمة، هذه المرة في صيغته النهائية.في هذه الحالة، فإن تشكيل النهايات لا يؤدي فقط إلى زيادة أو تقليل قطر نهاية الأنبوب، ولكنه يخلق أيضًا مجموعة متنوعة من الأشكال الأخرى، بدءًا من الأخاديد المعقدة إلى الزهرات التي تحاكي الحلقات التي تم لحامها مسبقًا في مكانها.
في مجال إنتاج الأنابيب، تطورت تكنولوجيا تشكيل النهاية تدريجيًا، وقد أدخلت تقنيات الإنتاج مستويين من الأتمتة في العملية.أولاً، يمكن أن تجمع العمليات بين عدة خطوات للتشكيل الدقيق للنهاية في نفس منطقة العمل - في الواقع، عملية تركيب نهائية واحدة.ثانياً، تم دمج هذا التشكيل النهائي المعقد مع عمليات تصنيع الأنابيب الأخرى مثل القطع والثني.
معظم التطبيقات المرتبطة بهذا النوع من التشكيل النهائي الآلي تكون في تصنيع الأنابيب الدقيقة (غالبًا من النحاس أو الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ) في صناعات مثل السيارات والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC).هنا، يؤدي قولبة الأطراف إلى إلغاء التوصيلات الميكانيكية المصممة لتوفير توصيلات مانعة للتسرب لتدفق الهواء أو السوائل.يبلغ قطر هذا الأنبوب عادةً 1.5 بوصة أو أقل.
تبدأ بعض الخلايا الآلية الأكثر تقدمًا بأنابيب ذات قطر صغير يتم توفيرها في ملفات.يتم تمريره أولاً من خلال آلة التقويم ومن ثم يتم تقطيعه إلى الطول.يقوم الروبوت أو الجهاز الميكانيكي بعد ذلك بنقل قطعة العمل للتشكيل النهائي والثني.ويعتمد ترتيب المظهر على متطلبات التطبيق، بما في ذلك المسافة بين الانحناء والشكل النهائي نفسه.في بعض الأحيان، يمكن للروبوت أن يحرك قطعة عمل واحدة من النهاية إلى الانحناء ومن الخلف إلى الشكل النهائي إذا كان التطبيق يتطلب تشكيل أنبوب نهائيًا في كلا الطرفين.
إن عدد خطوات الإنتاج، والتي قد تتضمن بعض أنظمة تشكيل نهاية الأنابيب عالية الجودة، يجعل هذا النوع من الخلايا أكثر إنتاجية.في بعض الأنظمة، يمر الأنبوب عبر ثماني محطات تشكيل نهائية.يبدأ تصميم مثل هذا المصنع بفهم ما يمكن تحقيقه باستخدام القوالب النهائية الحديثة.
هناك عدة أنواع من أدوات تشكيل النهاية الدقيقة.اللكمات هي "أدوات صلبة" تشكل نهاية الأنبوب، والتي تقلل أو توسع نهاية الأنبوب إلى القطر المطلوب.الأدوات الدوارة تشطب أو تبرز من الأنبوب لضمان سطح خالٍ من النتوءات ولمسة نهائية متسقة.تقوم الأدوات الدوارة الأخرى بإجراء عملية التدحرج لإنشاء الأخاديد والشقوق والأشكال الهندسية الأخرى (انظر الشكل 1).
يمكن أن يبدأ تسلسل تشكيل النهاية بالشطب، مما يوفر سطحًا نظيفًا وطول بروز ثابت بين المشبك ونهاية الأنبوب.يقوم قالب التثقيب بعد ذلك بإجراء عملية العقص (انظر الشكل 2) عن طريق توسيع وتقليص الأنبوب، مما يتسبب في تكوين المادة الزائدة حلقة حول القطر الخارجي (OD).اعتمادًا على الشكل الهندسي، قد تُدخل اللكمات الختمية الأخرى أشواكًا على طول القطر الخارجي للأنبوب (وهذا يساعد على تثبيت الخرطوم في الأنبوب).يمكن للأداة الدوارة قطع جزء من القطر الخارجي، ومن ثم الأداة التي تقطع الخيط على السطح.
يعتمد التسلسل الدقيق للأدوات والإجراءات المستخدمة على التطبيق.مع وجود ثماني محطات في منطقة العمل للنهاية السابقة، يمكن أن يكون التسلسل واسعًا جدًا.على سبيل المثال، تشكل سلسلة من الضربات تدريجيًا نتوءًا في نهاية الأنبوب، وتقوم ضربة واحدة بتوسيع نهاية الأنبوب، ثم تقوم خطتان أخريان بضغط النهاية لتشكيل نتوء.إن إجراء العملية على ثلاث مراحل في كثير من الحالات يسمح لك بالحصول على خرزات ذات جودة أعلى، كما أن نظام تشكيل النهاية متعدد المواضع يجعل هذه العملية المتسلسلة ممكنة.
يقوم برنامج التشكيل النهائي بتسلسل العمليات لتحقيق الدقة المثلى والتكرار.يمكن لأحدث صانعي النهاية الكهربائية التحكم بدقة في موضع قوالبهم.ولكن إلى جانب الشطب والخيوط، يتم تشكيل معظم خطوات تصنيع الوجه.كيف تعتمد الأشكال المعدنية على نوع المادة وجودتها.
النظر في عملية الديكور مرة أخرى (انظر الشكل 3).مثل الحافة المغلقة في الصفائح المعدنية، لا تحتوي الحافة المغلقة على فجوات عند تشكيل الأطراف.وهذا يسمح للكمة بتشكيل الخرز في المكان المحدد.في الواقع، فإن المثقاب "يخترق" حبة ذات شكل معين.ماذا عن الخرزة المفتوحة التي تشبه حافة الصفائح المعدنية المكشوفة؟يمكن أن تؤدي الفجوة الموجودة في منتصف الحبة إلى بعض مشكلات التكاثر في بعض التطبيقات - على الأقل إذا تم تشكيلها بنفس طريقة الخرزة المغلقة.يمكن أن تشكل اللكمات حبات مفتوحة، ولكن نظرًا لعدم وجود ما يدعم الخرزة من القطر الداخلي (ID) للأنبوب، فقد يكون لخرزة واحدة شكل هندسي مختلف قليلاً عن الأخرى، وقد يكون هذا الاختلاف في التسامح مقبولاً أو غير مقبول.
في معظم الحالات، يمكن للإطارات النهائية متعددة المحطات أن تتخذ نهجًا مختلفًا.يقوم المثقاب أولاً بتوسيع القطر الداخلي للأنبوب، مما يخلق فراغًا يشبه الموجة في المادة.يتم بعد ذلك تثبيت أداة تشكيل نهاية ثلاثية الأسطوانات مصممة بشكل الخرزة السالبة المرغوبة حول القطر الخارجي للأنبوب ولف الخرزة.
يمكن لصانعي النهاية الدقيقة إنشاء مجموعة متنوعة من الأشكال، بما في ذلك الأشكال غير المتماثلة.ومع ذلك، فإن القولبة النهائية لها حدودها، ومعظمها يتعلق بقولبة المادة.يمكن للمواد أن تتحمل نسبة معينة فقط من التشوه.
تعتمد المعالجة الحرارية لسطح الثقب على نوع المادة التي يتكون منها الهيكل.يأخذ تصميمها ومعالجتها السطحية في الاعتبار درجات الاحتكاك المتفاوتة وغيرها من معلمات التشكيل النهائي التي تعتمد على المادة.تتميز اللكمات المصممة لمعالجة نهايات أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ بخصائص مختلفة عن اللكمات المصممة لمعالجة نهايات أنابيب الألومنيوم.
تتطلب المواد المختلفة أيضًا أنواعًا مختلفة من مواد التشحيم.بالنسبة للمواد الصلبة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن استخدام زيت معدني أكثر سمكًا، وبالنسبة للألمنيوم أو النحاس، يمكن استخدام زيت غير سام.تختلف طرق التشحيم أيضًا.عادةً ما تستخدم عمليات القطع والدرفلة الدوارة رذاذ الزيت، في حين أن الختم قد يستخدم مواد التشحيم النفاثة أو رذاذ الزيت.في بعض المثاقب، يتدفق الزيت مباشرة من المثقاب إلى القطر الداخلي للأنبوب.
تتميز أدوات التشكيل النهائية متعددة المواضع بمستويات مختلفة من قوة الثقب والتثبيت.مع تساوي الأمور الأخرى، سيتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ الأقوى قوة تثبيت وتثقيب أكثر من الألومنيوم الناعم.
بالنظر إلى لقطة مقربة لتشكيل نهاية الأنبوب، يمكنك أن ترى كيف تقوم الآلة بدفع الأنبوب قبل أن تثبته المشابك في مكانه.يعد الحفاظ على ثبات ثابت، أي طول المعدن الذي يمتد إلى ما بعد التركيب، أمرًا بالغ الأهمية.بالنسبة للأنابيب المستقيمة التي يمكن نقلها إلى محطات معينة، فإن الحفاظ على هذه الحافة ليس بالأمر الصعب.
يتغير الوضع عند مواجهة أنبوب مثني مسبقًا (انظر الشكل 4).يمكن لعملية الثني إطالة الأنبوب قليلًا، مما يضيف متغيرًا آخر للأبعاد.في هذه الإعدادات، تقوم أدوات القطع المداري وأدوات المواجهة بقطع وتنظيف نهاية الأنبوب للتأكد من أنه في المكان الذي يجب أن يكون فيه بالضبط، كما هو مبرمج.
السؤال الذي يطرح نفسه لماذا يتم الحصول على أنبوب بعد الانحناء؟يتعلق الأمر بالأدوات والوظائف.في كثير من الحالات، يتم وضع القالب النهائي بالقرب من الانحناء نفسه بحيث لا توجد أقسام مستقيمة متبقية لأداة مكابح الضغط لالتقاطها أثناء دورة الثني.في هذه الحالات، يكون من الأسهل بكثير ثني الأنبوب وتمريره إلى نهاية التشكيل، حيث يتم تثبيته في مشابك تتوافق مع نصف قطر الانحناء.من هناك، يقوم جهاز تشكيل النهاية بقطع المواد الزائدة، ثم إنشاء الشكل الهندسي النهائي المطلوب (مرة أخرى، قريب جدًا من الانحناء في النهاية).
وفي حالات أخرى، يمكن أن يؤدي تشكيل النهاية قبل الثني إلى تعقيد عملية الرسم الدوار، خاصة إذا كان شكل النهاية يتداخل مع أداة الثني.على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي تثبيت الأنبوب من أجل الانحناء إلى تشويه الشكل النهائي المصنوع مسبقًا.يؤدي إنشاء إعدادات الانحناء التي لا تلحق الضرر بهندسة الشكل النهائي إلى حدوث مشكلة أكبر مما يستحق.في هذه الحالات، يكون من الأسهل والأرخص إعادة تشكيل الأنبوب بعد ثنيه.
يمكن أن تشمل خلايا تشكيل النهاية العديد من عمليات تصنيع الأنابيب الأخرى (انظر الشكل 5).تستخدم بعض الأنظمة كلا من الثني وتشكيل النهاية، وهو مزيج شائع نظرًا لمدى الارتباط الوثيق بين العمليتين.تبدأ بعض العمليات بتشكيل نهاية الأنبوب المستقيم، ثم المتابعة إلى الثني بسحب دوار لتشكيل أنصاف أقطار، ثم العودة إلى آلة تشكيل النهاية لتشكيل الطرف الآخر من الأنبوب.
أرز.2. يتم تصنيع هذه اللفات النهائية على حواف متعددة المحطات، حيث يقوم لكمة التثقيب بتوسيع القطر الداخلي وأخرى تقوم بضغط المادة لتشكيل حبة.
في هذه الحالة، يتحكم التسلسل في متغير العملية.على سبيل المثال، نظرًا لأن عملية تشكيل الطرف الثاني تتم بعد الثني، فإن عمليات قطع السكة وتشذيب الأطراف في آلة تشكيل الأطراف توفر تراكبًا ثابتًا وجودة أفضل لشكل النهاية.كلما كانت المادة أكثر تجانسا، كلما كانت عملية التشكيل النهائية أكثر قابلية للتكرار.
بغض النظر عن مجموعة العمليات المستخدمة في الخلية الآلية - سواء كانت ثني وتشكيل الأطراف، أو الإعداد الذي يبدأ بلف الأنبوب - فإن كيفية مرور الأنبوب عبر المراحل المختلفة تعتمد على متطلبات التطبيق.في بعض الأنظمة، يتم تغذية الأنبوب مباشرة من اللفة عبر نظام المحاذاة إلى مقابض آلة الثني الدوارة.تقوم هذه المشابك بتثبيت الأنبوب أثناء نقل نظام التشكيل النهائي إلى موضعه.بمجرد أن يكمل نظام التشكيل النهائي دورته، فإن آلة الثني الدوارة تبدأ في العمل.بعد الانحناء، تقوم الأداة بقطع الشغل النهائي.يمكن تصميم النظام للعمل بأقطار مختلفة، باستخدام قوالب تثقيب خاصة في النهاية وأدوات مكدسة في آلات الثني الدوارة باليد اليسرى واليمنى.
ومع ذلك، إذا كان تطبيق الثني يتطلب استخدام مسمار كروي في القطر الداخلي للأنبوب، فلن يعمل الإعداد لأن الأنبوب الذي يتم تغذيته في عملية الثني يأتي مباشرة من البكرة.هذا الترتيب أيضًا غير مناسب للأنابيب التي تتطلب شكلًا من كلا الطرفين.
في هذه الحالات، قد يكون الجهاز الذي يشتمل على مزيج من ناقل الحركة الميكانيكي والروبوتات كافيًا.على سبيل المثال، يمكن فك الأنبوب وتسويته وقطعه، ثم يقوم الروبوت بوضع القطعة المقطوعة في آلة الثني الدوارة، حيث يمكن إدخال شياق الكرة لمنع تشوه جدار الأنبوب أثناء الثني.من هناك، يمكن للروبوت تحريك الأنبوب المثني إلى أداة تشكيل النهاية.وبطبيعة الحال، قد يتغير ترتيب العمليات حسب متطلبات الوظيفة.
يمكن استخدام هذه الأنظمة لإنتاج كميات كبيرة أو معالجة صغيرة الحجم، على سبيل المثال، 5 أجزاء من شكل واحد، و10 أجزاء من شكل آخر، و200 جزء من شكل آخر.يمكن أن يختلف تصميم الماكينة أيضًا اعتمادًا على تسلسل العمليات، خاصة عندما يتعلق الأمر بوضع التركيبات وتوفير الخلوصات اللازمة لمختلف قطع العمل (انظر الشكل 6).على سبيل المثال، يجب أن تتمتع مشابك التثبيت في الشكل النهائي الذي يقبل المرفق بمساحة كافية لتثبيت المرفق في مكانه في جميع الأوقات.
الترتيب الصحيح يسمح بعمليات متوازية.على سبيل المثال، يمكن للروبوت أن يضع أنبوبًا في أداة تشكيل نهائية، وبعد ذلك عندما تقوم أداة تشكيل النهاية بالتدوير، قد يقوم الروبوت بتغذية أنبوب آخر في آلة ثني دوارة.
بالنسبة للأنظمة المثبتة حديثًا، سيقوم المبرمجون بتثبيت قوالب محفظة العمل.بالنسبة لقولبة النهاية، قد يتضمن ذلك تفاصيل مثل معدل التغذية لضربة التثقيب، أو المركز بين التثقيب والضرب، أو عدد الثورات لعملية التدحرج.ومع ذلك، بمجرد وضع هذه القوالب في مكانها الصحيح، تصبح البرمجة سريعة وسهلة، حيث يقوم المبرمج بضبط التسلسل وتعيين المعلمات في البداية لتناسب التطبيق الحالي.
تم تكوين هذه الأنظمة أيضًا للاتصال في بيئة الصناعة 4.0 بأدوات الصيانة التنبؤية التي تقيس درجة حرارة المحرك والبيانات الأخرى، بالإضافة إلى مراقبة المعدات (على سبيل المثال، عدد الأجزاء المنتجة في فترة معينة).
في الأفق، سيصبح الصب النهائي أكثر مرونة.مرة أخرى، تقتصر العملية من حيث سلالة في المئة.ومع ذلك، لا شيء يمنع المهندسين المبدعين من تطوير أجهزة فريدة لتشكيل الأطراف.في بعض العمليات، يتم إدخال قالب التثقيب في القطر الداخلي للأنبوب ويجبر الأنبوب على التمدد في تجاويف داخل المشبك نفسه.تقوم بعض الأدوات بإنشاء أشكال نهائية تتوسع بمقدار 45 درجة، مما ينتج عنه شكل غير متماثل.
الأساس لكل هذا هو قدرات أداة تشكيل النهاية متعددة المواضع.عندما يمكن تنفيذ العمليات "في خطوة واحدة"، هناك احتمالات مختلفة للتشكيل النهائي.
FABRICATOR هي مجلة تصنيع وتشكيل الفولاذ الرائدة في أمريكا الشمالية.تنشر المجلة الأخبار والمقالات الفنية وقصص النجاح التي تمكن المصنعين من القيام بعملهم بكفاءة أكبر.يعمل FABRICATOR في هذه الصناعة منذ عام 1970.
أصبح الوصول الرقمي الكامل إلى The FABRICATOR متاحًا الآن، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.
يتوفر الآن الوصول الرقمي الكامل إلى The Tube & Pipe Journal، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.
استمتع بإمكانية الوصول الرقمي الكامل إلى STAMPING Journal، وهي مجلة سوق ختم المعادن التي تحتوي على أحدث التطورات التكنولوجية وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة.
الوصول الكامل إلى الإصدار الرقمي The Fabricator en Español متاح الآن، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.
الجزء الثاني من سلسلتنا المكونة من جزأين مع راي ريبل، فنان المعادن واللحام من تكساس، يواصل مسيرتها...