شکل دهی لوله CNC: نحوه انتخاب ماشین آلات برای خمش، برش، شکل دهی انتهایی

یکی از مدیران مهندسی ماه گذشته با یک مشکل آشنا با ما تماس گرفت: مغازه او به تازگی قراردادی برای 12000 لوله خم شده برنده شده بود، اما خم کن دستی موجود نمی توانست تلورانس 0.5± میلی متر مورد نیاز مشتری را حفظ کند. او به ماشینی نیاز داشت که بتواند چندین شعاع خمشی را با هم ترکیب کند، از صاف شدن دیواره لوله جلوگیری کند و همچنان زمان چرخه را زیر 30 ثانیه نگه دارد. این دقیقاً همان تصمیمی است که در آن شکل‌دهی لوله CNC جایگاه خود را به دست می‌آورد.

شکل دهی لوله CNC یک دستگاه واحد نیست. این یک ترکیب با دقت یکپارچه از خمش، برش، شکل‌دهی انتهایی و اغلب اتوماسیون است. مزایای عملی عبارتند از تکرارپذیری بیشتر، تعویض کوتاهتر و ضایعات کمتر، اما تنها زمانی که دستگاه را با خانواده واقعی قطعات مطابقت دهید.

شکل دهی لوله CNC دقیقاً چه چیزی را می پوشاند؟

شکل دهی لوله CNC به استفاده از تجهیزات کنترل شده توسط کامپیوتر برای تغییر شکل لوله ها و پروفیل ها اشاره دارد. معمولاً سه عملیات را پوشش می دهد: خم کردن لوله، شکل دادن به انتهای لوله و برش لوله. خمش محور مرکزی قطعه را تشکیل می دهد. شکل دهی انتهایی شعله ور می شود، انتها را کاهش می دهد، منبسط می کند، شیار می کند، یا پایان می دهد. برش قسمت های اولیه و طول تمام شده را ایجاد می کند. در بسیاری از سلول ها، تغذیه، تخلیه و انتقال بین عملیات به صورت خودکار برای ایجاد یک فرآیند پیوسته انجام می شود.

یک خط کامل شکل دهی CNC می تواند شامل یک دستگاه خم کن CNC، یک اره فلزی مدور یا دستگاه برش لیزری، یک پایانه تشکیل دهنده و یک ایستگاه سوراخ کردن باشد. راهنمای ما را ببینید خمش CNC چیست برای روشن شدن فناوری اصلی انتخاب ترکیب مناسب به مواد، هندسه، تحمل ها و حجم سالانه بستگی دارد.

چرا CNC Tube Forming Beats دستی و NC Bending

خم کن های دستی برای نمونه های کم حجم و کارهای تعمیر و نگهداری مناسب هستند، اما به مهارت اپراتور متکی هستند و نمی توانند به طور مداوم بازگشت فنری را جبران کنند. ماشین‌های NC موتورهای قابل برنامه‌ریزی را اضافه می‌کنند، اما معمولاً فقط یک یا دو محور را کنترل می‌کنند و برای خم‌های ساده و تکراری طراحی شده‌اند. ماشین‌های CNC از محورهای مبتنی بر سروو، ورودی‌های زاویه دیجیتال و جبران خودکار برگشت فنر استفاده می‌کنند که آنها را برای قطعات پیچیده سه بعدی مناسب می‌کند.

نتیجه عملی توان عملیاتی بالاتر و کیفیت قابل تکرار است. نمودار میله‌ای افقی زیر پاکت‌های خروجی واقعی را برای پنج خانواده تجهیزاتی که معمولاً در طول طراحی خط لوله در نظر گرفته می‌شوند، نشان می‌دهد.

نمودار میله‌ای افقی بالا محدوده خروجی واقعی را برای پنج خانواده تجهیزات رایج مقایسه می‌کند. خمش دستی معمولاً زیر 20 قسمت در ساعت باقی می ماند، زیرا اپراتور باید هر لوله را بارگذاری، موقعیت، خم کردن و اندازه گیری کند. یک دستگاه NC تک سر آن را به حدود 40 قسمت در ساعت برای خم های استاندارد بهبود می بخشد. ماشین‌های تک سر CNC می‌توانند در شعاع‌های کوچک‌تر به ۹۰ قسمت در ساعت برسند، در حالی که مدل‌های دو سر CNC می‌توانند با خم کردن هر دو سر در یک حلقه به حدود ۱۴۰ قسمت در ساعت برسند. سلول‌های به کمک ربات انعطاف‌پذیر هستند اما همیشه سریع‌ترین نیستند، بنابراین بین CNC تک سر و دو سر بر روی توان قرار می‌گیرند.

برای برنامه ریزی تولید، نمودار باید به عنوان یک پاکت ظرفیت در نظر گرفته شود، نه تضمین. خروجی واقعی به ضخامت دیوار، شعاع خمش، مواد و میزان بازرسی مورد نیاز بستگی دارد. نتیجه‌گیری کلیدی این است که جایگزینی خمش دستی با شکل‌دهی CNC معمولاً توان عملیاتی را سه یا چهار برابر می‌کند و در عین حال خستگی اپراتور را کاهش می‌دهد.

مشخصات کلیدی که بر کیفیت خم شدن لوله تأثیر می گذارد

قبل از خرید دستگاه شکل دهی لوله CNC، باید حداقل شعاع خمش، فاکتور دیوار و الگوی فنری را بدانید. خم شدن یک لوله به شعاع خیلی کوچک باعث فروپاشی، چروک شدن یا نازک شدن دیواره می شود. یک قانون کلی این است که شعاع خط مرکزی باید حداقل 2.5 برابر قطر بیرونی لوله برای فولاد کربنی و نزدیکتر به 3 برابر برای ضد زنگ باشد. شعاع های محکم تر به پشتیبانی سنبه داخلی، قالب های برف پاک کن یا ماشین های سنگین تر نیاز دارند.

Springback دومین متغیر بحرانی است. نمودار خط زیر یک منحنی جبران عقب فنری معمولی را برای فولاد ملایم خمیده حول یک شعاع دو بعدی نشان می دهد. جبران خطی نیست، بنابراین یک ماشین بدون سیستم کنترل زاویه دیجیتال با تغییر زاویه خم، قطعات ناسازگار تولید می کند.

نمودار خطی نشان می دهد که چگونه جبران برگشت فنری با زاویه خم برای یک لوله فولادی ملایم رشد می کند. در دمای 30 درجه، لوله فولادی فقط 1.2 درجه به عقب برمی گردد که یک کنترلر می تواند به راحتی آن را اصلاح کند. در 90 درجه، جبران تقریباً 5 درجه است، به این معنی که دستگاه باید تا 95 درجه خم شود تا پس از رها شدن به 90 برسد. در 180 درجه، جبران می تواند به 12 درجه یا بیشتر برسد. این رفتار غیر خطی به همین دلیل است که یک کنترلر CNC با جداول برگشت فنری و بازخورد اندازه گیری شده ضروری است. نادیده گرفتن برگشت فنری شایع ترین علت عدم تحمل قطعات در خمش لوله است.

اگر در حال تشکیل فولاد یا آلومینیوم با مقاومت بالا هستید، درخواست خم آزمایشی تحت پارامترهای تولید خود کنید. نرم افزار ماشین باید به شما امکان دهد هر برنامه خمشی، از جمله مواد، ابزار و مقادیر جبران را ذخیره کنید.

پروفیل های سنگین و دیوارهای ضخیم می توانند یک ماشین استاندارد را متوقف کنند. در آن زمان است که یک خم کن CNC سنگین با گشتاور بالاتر و یک قاب سفت تر ضروری می شود.

دستگاه خم کن لوله CNC سنگین برای لوله های با دیواره ضخیم این خم کن سه محوره کاملاً سروو محور لوله‌های با دهانه بزرگ و دیواره‌های فوق‌العاده ضخیم را با گشتاور بالا و یک قاب سفت کنترل می‌کند، که آن را برای کاربردهای ساختاری که در آن ماشین‌های سبک‌تر با نازک شدن دیوار مبارزه می‌کنند، مناسب می‌سازد. مشاهده محصول →

شمارش محور، نیروی گیره و گزینه‌های ابزار موجود را قبل از متعهد شدن به یک مدل بررسی کنید. ماشینی که برای لوله‌های ساختاری خودرو طراحی شده است ممکن است برای قاب‌های مبلمان بسیار زیاد باشد، در حالی که یک ماشین سبک با نازک شدن دیوار بر روی فولاد با استحکام بالا مبارزه می‌کند.

خم شدن تک سر، دو سر یا ربات: چگونه انتخاب کنیم

تعداد سرهای خمشی هم زمان چرخه و هم جریان را تغییر می دهد. دستگاه تک سر یک لوله را در یک زمان خم می کند و برای لوله های بلند، شعاع های محکم یا اشکال پیچیده سه بعدی ایده آل است. یک دستگاه CNC دو سر، به ویژه یک مدل کامل سروو، می‌تواند هر دو انتهای لوله را بدون انتقال لوله به راه‌اندازی دوم خم کند، که زمان و جابجایی را کاهش می‌دهد. خم کردن لوله ربات یک بازوی رباتیک را برای بارگذاری، چرخاندن و قرار دادن لوله ها اضافه می کند و خودکار کردن سلول در اطراف یک خم کن را آسان تر می کند.

انتخاب شما باید پس از نقشه برداری از خانواده های فعلی و آینده انجام شود. هنگامی که یک خانواده قطعه دارای لوله‌های بلند با خمیدگی در دو انتها هستند، یک دستگاه دو سر نصب مجدد را حذف می‌کند و زمان چرخه را تا 30 درصد در مقایسه با دو پاس تک سر بهبود می‌بخشد.

دستگاه خم کن کامل سروو سه بعدی دو سر برای لوله های بلند این خم کن تمام الکتریکی دو سر خمیدگی های همزمان را در هر دو انتها در یک گذر انجام می دهد، لوله های تا 180 میلی متر و قطعات پیچیده چند خم را پشتیبانی می کند، ایده آل برای تولید با اختلاط بالا که در آن زمان چرخه و دقت بسیار مهم است. مشاهده محصول →

سلول های ربات یک معامله متفاوت هستند. آنها انعطاف پذیری را برای رسیدگی به چندین شماره قطعه در یک سلول افزایش می دهند، اما هزینه مهندسی اولیه بالاتر است. برای تولید با مخلوط بالا و حجم کم تا متوسط، خم کن ربات اغلب پاسخ درستی است. برای حجم بسیار بالا، یک خم کن دو سر اختصاصی CNC ممکن است انتخاب اقتصادی بهتری باشد.

نمودار رادار سه نوع ماشین را بر روی شش ویژگی عملی قرار می دهد. CNC تک سر از نظر دقت و تکرارپذیری بالاتر است زیرا محورهای سروو آن با سر خم و کلت مطابقت دارد. سلول ربات از نظر انعطاف پذیری پیشرو است زیرا مسیر قطعه توسط هندسه یک سر محدود نمی شود. ماشین NC ساده ترین راه اندازی و کمترین نیاز به مهارت اپراتور را دارد، اما در تکرارپذیری عقب است. برای یک پروژه معمولی قاب خودرو یا مبلمان، دقت و تکرارپذیری بیشتر از سهولت نصب است، به همین دلیل است که سیستم‌های CNC بر تولید مداوم غالب هستند.

هزینه کل مالکیت: چرا قیمت اولیه فقط در ابتدا است

قیمت خرید اولین عددی است که خریداران مقایسه می کنند، اما هزینه عملیاتی را پیش بینی نمی کند. کار، ابزارآلات، ضایعات و خرابی معمولاً سهم بیشتری از کل در طول پنج سال را نشان می دهد. نمودار میله ای انباشته شده در زیر یک مدل هزینه توضیحی برای چهار رویکرد تجهیزات، با استفاده از نرخ کار معمولی و نرخ ضایعات برای تولید سری متوسط ​​است.

میله های انباشته هزینه کل پنج ساله را به هزاران دلار برای یک خانواده معمولی قطعات متوسط نشان می دهد. تجهیزات دستی کمترین هزینه اولیه را دارند، اما هزینه های بالای کار و ضایعات کل را به 295 هزار دلار می رساند. تجهیزات NC نیروی کار را کاهش می دهند، اما همچنان ضایعات قابل اندازه گیری ایجاد می کنند که به 260 هزار ختم می شود. یک دستگاه CNC هزینه اولیه بالاتری دارد، اما با کاهش کار و ضایعات، مجموع آن به 255 هزار می رسد. سلول‌های ربات به دلیل هزینه‌های یکپارچه‌سازی و نگهبانی، گران‌ترین سلول‌ها برای راه‌اندازی با ۲۷۵ هزار عدد هستند. نتیجه این است که با افزایش نرخ کار و سخت‌تر شدن الزامات کیفیت، شکل‌دهی لوله CNC جذاب‌تر می‌شود.

شکل‌دهی و برش انتهایی نباید فکری باشد

شکل دهی لوله CNC فقط خمشی نیست. لوله ای که قبل از برش یا بعد از خم شدن شکل می گیرد ممکن است نیاز به شعله ور شدن، کاهش، انبساط، شیار زدن یا پخ زدن داشته باشد. عملیات شکل‌دهی انتهایی اغلب کیفیت مونتاژ را تعیین می‌کند، به خصوص اگر لوله در یک اتصالات هیدرولیک، فلنج یا گردن جوش وارد شود. برش باید تمیز و مربع باشد زیرا برش ضعیف بر چسبندگی و آب بندی فرم انتهایی تأثیر می گذارد. به همین دلیل، بسیاری از تولیدکنندگان، برش، پخ زدن، سوراخ‌زدایی و شکل‌دهی انتهایی را در یک خط خودکار ترکیب می‌کنند.

هنگامی که یک سلول تشکیل دهنده لوله جدید را برنامه ریزی می کنید، توالی کامل از لوله خام تا جزء تمام شده را ارزیابی کنید. اگر انتهای لوله نتواند اتصالی را بپذیرد، یک دستگاه خم کن با زاویه کامل بی فایده است. برای مشخصات دقیق، یک دستگاه تشکیل دهنده انتهای لوله اختصاصی نقطه شروع خوبی است.

دستگاه شکل دهی انتهای لوله هیدرولیک با قالب های سفارشی این فرم دهنده انتهایی کنترل شده با PLC، انبساط، انقباض و سایر وظایف شکل دهی انتهایی را با راهنماهای خطی دقیق و یک سیستم خنک کننده انجام می دهد و با آماده کردن انتهای لوله برای اتصالات و پردازش پایین دست، عملیات خمشی را تکمیل می کند. مشاهده محصول →

برش لیزری اغلب با خمش CNC جفت می شود، زمانی که لوله دارای بریدگی های زاویه دار، شکاف ها یا سوراخ هایی است که باید با صفحه خمشی هماهنگ باشد. اره های دایره ای برای صفحات صاف و پخ دار مقرون به صرفه تر هستند. بهترین چیدمان به زمان چرخه، وزن قطعه و تعداد اپراتورهایی که باید نگهداری کنید بستگی دارد.

چگونه یک سازنده را قبل از خرید ارزیابی کنیم

سازنده ماشین به اندازه مشخصات ماشین اهمیت دارد. یک سازنده تجهیزات تشکیل دهنده لوله واقعاً یکپارچه باید توسعه نرم افزار، ماشینکاری دقیق، جوشکاری، مونتاژ و آزمایش در داخل را انجام دهد. این ظرفیت داخلی چیزی است که یک دوره تحویل 90 تا 120 روزه را واقعی و پایدار می کند. همچنین عیب‌یابی را سریع‌تر می‌کند زیرا سازنده دستگاه را از مرحله ریخته‌گری می‌شناسد، نه فقط از کاتالوگ.

قبل از ثبت سفارش، مراحل FAT و SAT را بخواهید. یک تست پذیرش کارخانه اعتبار دستگاه را در کارگاه سازنده تایید می کند، در حالی که تست پذیرش سایت ثابت می کند که در تاسیسات شما کار می کند. اگر سازنده نتواند معیارهای آزمایشی واضحی را برای زاویه خم، برگشت فنری و زمان چرخه ارائه دهد، خرید به یک قمار تبدیل می‌شود.

نمونه کار نرم افزار را نیز بررسی کنید. یک خط لوله CNC خوب به برنامه های خم، کتابخانه های ابزار، جداول جبران، و ادغام با ERP شما بستگی دارد. تولیدکنندگانی که نرم‌افزار خود را می‌نویسند، می‌توانند به جای اینکه شما را مجبور کنند تا خود را با جعبه سیاه وفق دهند، گردش کار را تنظیم کنند.

در نهایت، درخواست تماس مستقیم با مهندسان برنامه. مواد، قطر لوله، ضخامت دیوار، شعاع خمش و حجم خود را به آنها بگویید. بهترین پاسخ، توصیه ماشینی با لیست ابزار خاص و طرح آزمایشی است. شما می توانید برای یک نقل قول با ما تماس بگیرید و امکان سنجی قطعات شما.

توصیه نهایی

شکل دهی لوله CNC زمانی موفق می شود که سه چیز را اندازه گیری کنید: تکرارپذیری، هزینه کل و جریان تولید. با هندسه و تلورانس قطعه شروع کنید، سپس روش شکل دهی را انتخاب کنید، سپس سازنده ای با توانایی یکپارچه سازی اثبات شده انتخاب کنید. برنامه های کاربردی سنگین به چارچوب قوی تری نیاز دارند. مجموعه های بلند با هر دو سر خم شده نیاز به دستگاه سروو دو سر دارند. دسته های با ترکیب بالا ممکن است سلول ربات را توجیه کند. تجهیزات شکل‌دهی و برش انتهایی باید بخشی از یک مکالمه باشد، نه یک فکر بعدی. اگر توالی کامل را با داده‌های تولید واقعی ارزیابی کنید، راه‌حل مناسب شکل‌دهی لوله CNC ساده‌تر است و راحت‌تر می‌توان به کار ادامه داد.