Hay varias formas de rizar o extender el labio en la parte cilíndrica. Por ejemplo, esto se puede hacer usando una prensa o una máquina de moldeo orbital. Sin embargo, el problema de estos procesos (especialmente el primero) es que requieren mucha fuerza.
Esto no es ideal para piezas de paredes delgadas o piezas fabricadas con materiales menos dúctiles. Para estas aplicaciones surge un tercer método: la elaboración de perfiles.
Al igual que el conformado orbital y radial, el laminado es un proceso de conformado en frío de metal sin impacto. Sin embargo, en lugar de formar una cabeza de poste o un remache, este proceso crea un rizo o borde en el borde o borde de una pieza cilíndrica hueca. Esto se puede hacer para asegurar un componente (como un cojinete o una tapa) dentro de otro componente, o simplemente para tratar el extremo de un tubo de metal para hacerlo más seguro, mejorar su apariencia o facilitar la inserción del tubo. en el medio del tubo de metal. otra parte.
En el conformado orbital y radial, la cabeza se forma usando una cabeza de martillo unida a un husillo giratorio, que simultáneamente ejerce una fuerza hacia abajo sobre la pieza de trabajo. Al perfilar se utilizan varios rodillos en lugar de boquillas. El cabezal gira a entre 300 y 600 rpm y cada pasada del rodillo empuja y alisa suavemente el material para darle una forma duradera y sin costuras. En comparación, las operaciones de formación de vías normalmente se realizan a 1200 rpm.
”Los modos orbital y radial son realmente mejores para los remaches macizos. Es mejor para componentes tubulares”, afirmó Tim Lauritzen, ingeniero de aplicaciones de productos de BalTec Corp.
Los rodillos cruzan la pieza de trabajo a lo largo de una línea de contacto precisa, dando gradualmente al material la forma deseada. Este proceso dura aproximadamente de 1 a 6 segundos.
"[El tiempo de moldeo] depende del material, de qué tan lejos debe moverse y qué geometría debe formar el material", dijo Brian Wright, vicepresidente de ventas de Orbitform Group. "Hay que tener en cuenta el espesor de la pared y la resistencia a la tracción de la tubería".
El rollo se puede formar de arriba hacia abajo, de abajo hacia arriba o de lado. El único requisito es dejar suficiente espacio para las herramientas.
Este proceso puede producir una variedad de materiales, incluidos latón, cobre, aluminio fundido, acero dulce, acero con alto contenido de carbono y acero inoxidable.
"El aluminio fundido es un buen material para el perfilado porque puede producirse desgaste durante el perfilado", afirma Lauritzen. “A veces es necesario lubricar piezas para minimizar el desgaste. De hecho, hemos desarrollado un sistema que lubrica los rodillos a medida que dan forma al material”.
El perfilado se puede utilizar para formar paredes de 0,03 a 0,12 pulgadas de espesor. El diámetro de los tubos varía de 0,5 a 18 pulgadas. "La mayoría de las aplicaciones tienen entre 1 y 6 pulgadas de diámetro", dice Wright.
Debido al componente de torsión adicional, el perfilado requiere un 20 % menos de fuerza hacia abajo para formar un rizo o borde que un rizador. Por tanto, este proceso es adecuado para materiales frágiles como el aluminio fundido y componentes sensibles como los sensores.
"Si utilizara una prensa para formar el conjunto de tubos, necesitaría aproximadamente cinco veces más fuerza que si utilizara el perfilado", dice Wright. “Las fuerzas más elevadas aumentan significativamente el riesgo de que las tuberías se expandan o doblen, por lo que las herramientas son cada vez más complejas y caras.
Existen dos tipos de cabezales de rodillos: cabezales de rodillos estáticos y cabezales articulados. Los encabezados estáticos son los más comunes. Tiene ruedas de desplazamiento orientadas verticalmente en una posición preestablecida. La fuerza de formación se aplica verticalmente a la pieza de trabajo.
Por el contrario, un cabezal pivotante tiene rodillos orientados horizontalmente montados sobre pasadores que se mueven sincrónicamente, como las mordazas de un taladro. Los dedos mueven el rodillo radialmente dentro de la pieza de trabajo moldeada mientras aplican simultáneamente una carga de sujeción al conjunto. Este tipo de cabezal es útil si partes del conjunto sobresalen por encima del orificio central.
"Este tipo aplica fuerza desde afuera hacia adentro", explica Wright. “Se puede engarzar hacia adentro o crear cosas como ranuras para juntas tóricas o socavados. El cabezal motriz simplemente mueve la herramienta hacia arriba y hacia abajo a lo largo del eje Z”.
El proceso de formación de rodillos pivotantes se utiliza comúnmente para preparar tuberías para la instalación de rodamientos. "Este proceso se utiliza para crear una ranura en el exterior de la pieza y una cresta correspondiente en el interior de la pieza que actúa como un tope rígido para el rodamiento", explica Wright. “Luego, una vez colocado el rodamiento, se le da forma al extremo del tubo para asegurar el rodamiento. En el pasado, los fabricantes tenían que cortar un hombro en el tubo como tope rígido”.
Cuando está equipada con un juego adicional de rodillos internos ajustables verticalmente, la junta giratoria puede formar tanto el diámetro exterior como el interior de la pieza de trabajo.
Ya sea estático o articulado, cada conjunto de rodillo y cabezal de rodillo se fabrica a medida para una aplicación específica. Sin embargo, el cabezal del rodillo se reemplaza fácilmente. De hecho, la misma máquina básica puede realizar el conformado y laminado de rieles. Y al igual que el conformado orbital y radial, el perfilado puede realizarse como un proceso semiautomático independiente o integrarse en un sistema de ensamblaje totalmente automatizado.
Los rodillos están hechos de acero para herramientas endurecido y normalmente tienen un diámetro de 1 a 1,5 pulgadas, dijo Lauritzen. El número de rodillos en el cabezal depende del espesor y material de la pieza, así como de la cantidad de fuerza aplicada. El más utilizado es el de tres rodillos. Las piezas pequeñas pueden requerir sólo dos rodillos, mientras que las piezas muy grandes pueden necesitar seis.
"Depende de la aplicación, del tamaño y diámetro de la pieza y de cuánto se desea mover el material", dijo Wright.
"El noventa y cinco por ciento de las aplicaciones son neumáticas", dijo Wright. "Si necesita trabajos de alta precisión o en salas limpias, necesita sistemas eléctricos".
En algunos casos, se pueden incorporar almohadillas de presión en el sistema para aplicar precarga al componente antes del moldeo. En algunos casos, se puede incorporar un transformador diferencial lineal variable en la almohadilla de sujeción para medir la altura de la pila del componente antes del ensamblaje como control de calidad.
Las variables clave en este proceso son la fuerza axial, la fuerza radial (en el caso de la formación de rodillos articulados), el par, la velocidad de rotación, el tiempo y el desplazamiento. Estos ajustes variarán según el tamaño de la pieza, el material y los requisitos de fuerza de unión. Al igual que las operaciones de prensado, conformado orbital y radial, los sistemas de conformado pueden equiparse para medir la fuerza y el desplazamiento a lo largo del tiempo.
Los proveedores de equipos pueden brindar orientación sobre los parámetros óptimos, así como orientación sobre el diseño de la geometría de la preforma de la pieza. El objetivo es que el material siga el camino de menor resistencia. El movimiento del material no debe exceder la distancia necesaria para asegurar la conexión.
En la industria automotriz, este método se utiliza para ensamblar válvulas de solenoide, carcasas de sensores, seguidores de levas, rótulas, amortiguadores, filtros, bombas de aceite, bombas de agua, bombas de vacío, válvulas hidráulicas, tirantes, conjuntos de bolsas de aire, columnas de dirección y Amortiguadores antiestáticos Bloquean el colector de freno.
"Recientemente trabajamos en una aplicación en la que formamos una tapa cromada sobre un inserto roscado para ensamblar una tuerca de alta calidad", dice Lauritzen.
Un proveedor de automóviles utiliza el perfilado para asegurar los rodamientos dentro de la carcasa de una bomba de agua de aluminio fundido. La empresa utiliza anillos de retención para asegurar los rodamientos. El laminado crea una unión más fuerte y ahorra el costo del anillo, así como el tiempo y los gastos de ranurar el anillo.
En la industria de dispositivos médicos, los perfiles se utilizan para fabricar prótesis de articulaciones y puntas de catéteres. En la industria eléctrica, el perfilado se utiliza para montar contadores, enchufes, condensadores y baterías. Los ensambladores aeroespaciales utilizan el perfilado para producir rodamientos y válvulas de asiento. La tecnología se utiliza incluso para fabricar soportes para estufas de campamento, rompe sierras de mesa y accesorios para tuberías.
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Hora de publicación: 09-sep-2023