Станки для холодной ковки своими руками чертежи бесплатно: применение, особенности инструмента, технология ковки. Чертежи для создания своими руками (130 фото)

Глубокая вытяжка 101 | Macrodyne

Введение

Что такое глубокая вытяжка

Глубокая вытяжка — это процесс формовки металла для создания бесшовных деталей из листового металла, которые закрыты с одного конца и имеют глубину, превышающую их радиус. Детали глубокой вытяжки приобретают свою форму за счет втягивания металла в полость, а не за счет растяжения или утончения на штампе, поэтому первоначальная толщина листа остается практически неизменной от начала до конца. Деталь с глубокой прорисовкой можно узнать по ее глубине и гладким закругленным углам. Примеры варьируются от банок, кастрюль, бочонков и баллонов со сжатым газом до проушин, раковин и панелей кузова автомобиля.

 

Простым деталям можно придать окончательную форму за один шаг, а сложные формы, в том числе особенно глубокие детали, могут потребовать нескольких шагов. Глубокая вытяжка обычно используется в сочетании с другими методами, такими как вырубка и прокалывание, для создания готового продукта. В некоторых случаях все шаги можно выполнить одним нажатием.

Преимущества глубокой вытяжки

Глубокая вытяжка существует уже несколько столетий, и на то есть веские причины. Процесс точен и воспроизводим со многими преимуществами:

• Без швов:  Глубокая вытяжка создает однородные и цельные формы, уменьшая потенциальные слабые места в готовой детали.
• Прочность:  В некоторых случаях упрочнение материала при деформации может повысить прочность деталей.
• Однородность:  Детали глубокой вытяжки имеют высокую степень согласованности от начала производственного цикла до конца.
• Быстрое время цикла:  Прессы, предназначенные для глубокой вытяжки, могут работать быстро, что делает этот способ очень эффективным для производства большого количества деталей.
• Сокращение технического труда:  Глубокая вытяжка может быть автоматизирована, что значительно снижает трудозатраты.
• Низкие эксплуатационные расходы:  Установки с глубокой вытяжкой требуют меньше текущего обслуживания, чем конкурирующие процессы.
• Быстрая сборка:  Глубокая вытяжка позволяет создавать формы с закрытым концом, уменьшая или устраняя необходимость изготовления или сварки в качестве вторичных процессов.

Когда использовать глубокую вытяжку

Глубокая вытяжка лучше всего подходит для пластичных металлов. В общем, любой металл, который можно подвергнуть холодной прокатке в лист, должен иметь достаточную пластичность для глубокой вытяжки, но также может потребоваться учитывать такие свойства материала, как деформационное упрочнение или анизотропия. Подходящие материалы включают алюминиевые сплавы, латунь, медь и медные сплавы, титан, холоднокатаную низкоуглеродистую листовую сталь и некоторые нержавеющие стали.

 

Идеальные формы для глубокого рисования включают прямоугольники и осесимметричные структуры, такие как цилиндры или полусферы, но процесс может обрабатывать и более сложные формы.

 

В зависимости от изготавливаемой формы затраты на инструменты и настройку могут сильно различаться. Для простых форм затраты могут быть ниже, чем для других процессов, но с увеличением сложности увеличивается стоимость. В некоторых случаях эти затраты могут быть компенсированы минимальным временем простоя глубокой вытяжки, низкими затратами на техническое обслуживание и сокращением технических трудозатрат в течение всего срока службы продукта. Факторы, которые могут увеличить сложность, включают:

 

• Наличие и расположение элементов детали
• Направление элементов
• Выступ элементов
• Размер и пропорции детали, включая толщину материала

Раковина из нержавеющей стали с глубокой вытяжкой

Рассмотрение процесса

При проектировании детали глубокой вытяжки необходимо учитывать следующие соображения:

• Процесс
  • Годовой объем производства
  • Целевые показатели производства
  • Целевые ценообразования
  • Готовая форма детали и допуски
  • СОЗДАНИЯ И СОЗДАНИЯ СТАРИТИЯ
• Материал. СОЗДАНИЯ И СОСТОЯНИЕ.

• Способность к вытягиванию: Коэффициент пластической деформации и деформационное упрочнение

• Анизотропия

• Размер заготовки, форма и толщина

Presses

• Multi-station or single station

• Transfer or progressive

• Single-action or double-action

• Cushioning capabilities

Tooling

• Quick change tooling capability

• Матрицы одинарного действия

• Матрицы двойного действия

• Составные матрицы

• Плашки прогрессивные

• Матрицы с несколькими механизмами переноса

Альтернативные процессы

В некоторых случаях для достижения аналогичных результатов можно использовать другие процессы. Эти процессы включают:

• Гидроформинг:  Усовершенствованный процесс формования листов и труб, в котором вместо фиксированного пуансона используется гидравлическое давление для получения геометрических форм, не подходящих для глубокой вытяжки, включая формы с подрезами или выпуклости.
• Прядение:  Процесс, подходящий для некоторых осесимметричных деталей, при котором вращающаяся заготовка деформируется относительно концентрической вращающейся оправки. Стоимость инструмента обычно ниже, чем при глубокой вытяжке, но время цикла больше, и для настройки может потребоваться более квалифицированный программист станка.
• Изготовление:  Для прототипирования или мелкосерийного производства детали могут быть изготовлены из нескольких листов с помощью сварки или других процессов соединения. В большинстве случаев изготовление подходит только тогда, когда объем производства недостаточно высок, чтобы оправдать стоимость специального инструмента.

Процесс глубокой вытяжки

Обзор

В своей основной форме глубокая вытяжка использует пуансон, чтобы вдавить заготовку из листового металла в полость штампа для получения высокой, гладкой детали с закрытыми концами из того же листа. толщина как заготовка. Чтобы металл мог течь, ввод матрицы и носик пуансона должны быть закруглены, диаметр пуансона должен находиться в допустимом диапазоне размеров для материала, а зазоры между пуансоном и матрицей должны быть тщательно отрегулированы. Слишком большой зазор, и деталь сморщится. Слишком мало, и деталь порвется. Многие установки для глубокой вытяжки добавляют держатель заготовки и прижимную пластину, чтобы свести к минимуму дефекты и обеспечить более глубокую вытяжку.

Настройка глубокой вытяжки

Держатель заготовок представляет собой плоскую или фигурную пластину с отверстием в центре для пуансона. Во время вытягивания держатель заготовки прикладывает давление, чтобы удерживать заготовку в контакте с поверхностью штампа. Это давление помогает противодействовать склонности листового металла к сморщиванию из-за сжимающих кольцевых напряжений, которые накапливаются вокруг входного радиуса полости штампа. Требуемое усилие держателя заготовки зависит от толщины материала.

Для толстых заготовок с отношением толщины к диаметру 0,03 или выше требуется незначительное усилие держателя заготовки или его отсутствие, в то время как для тонких заготовок может потребоваться до 30% усилия волочения.

 

В некоторых случаях необходимо также приложить амортизирующую силу, чтобы удерживать заготовку напротив носика пуансона, чтобы предотвратить истончение или разрыв. Во время вытягивания прижимная пластина давит на заготовку, удерживая ее в контакте с носиком пуансона. Это помогает противодействовать склонности листового металла к растяжению или разрыву из-за напряжения растяжения, когда заготовка оборачивается вокруг носика пуансона. Сила прижимной подушки обычно требует использования пресса двойного действия с возможностью подушки штампа.

Факторы успеха

Всестороннее изучение всех параметров, влияющих на глубокую вытяжку, выходит за рамки этой статьи. Вместо этого мы рассмотрим несколько ключевых факторов: зазор, коэффициент уменьшения вытяжки, силу пуансона и держателя заготовки, а также распространенные дефекты.

Зазор

Бездефектная глубокая вытяжка зависит от правильного зазора пуансона и матрицы. Слишком мало, и материал будет протыкаться или рваться вместо того, чтобы течь в полость штампа. Слишком много, и заготовка сморщится. При глубокой вытяжке значения зазора обычно составляют от 107 до 115 % толщины листа. Напротив, зазор при резке составляет от 3 до 8% толщины листа.

Коэффициент уменьшения вытяжки

Вдавливание заготовки в полость матрицы уменьшает диаметр заготовки и создает окружное сжимающее напряжение, поскольку заготовка деформируется на входном радиусе матрицы. Чем больше уменьшение диаметра, тем выше напряжение. Чем выше напряжение, тем больше сопротивление потоку. Если сопротивление потоку превышает предел прочности бланка на растяжение, бланк растянется или порвется возле носика пуансона.

 

Чтобы избежать этой ситуации, процесс должен быть разработан таким образом, чтобы уменьшить диаметр заготовки не больше, чем позволяет материал. Этот предельный коэффициент вытяжки (LDR) варьируется в зависимости от материала, толщины и количества раз, когда деталь уже была вытянута. Коэффициенты вытяжки обычно включаются в спецификации сырья в диаграмме уменьшения вытяжки. Если обжатие при глубокой вытяжке превышает этот предел, деталь нужно будет вытягивать поэтапно.

 

Пример: расчет размера заготовки и количества вытяжек для цилиндрической чашки

Чтобы проиллюстрировать эту концепцию, мы проведем основные расчеты, чтобы определить, сколько вытяжек потребуется для изготовления безфланцевой цилиндрической чашки высотой 6 дюймов. диаметром 4 дюйма. Для чашки с оставшимся фланцем или более сложной формы потребуются более сложные расчеты, но основные концепции остаются прежними.

 

Сначала рассчитайте размер бланка. Поскольку во время глубокой вытяжки толщина листа практически не меняется, площадь поверхности готовой детали плюс остаточный материал фланца будет равна площади поверхности заготовки. В нашем примере цилиндрической чашки без фланца мы можем рассчитать требуемый размер заготовки по следующей формуле:

 

Где R _b  = радиус заготовки, R _c  = радиус чашки и H = высота чашки

 

диаметр 10,58″.

 

Затем рассчитайте уменьшение вытяжки, необходимое для достижения диаметра нашей окончательной детали. Для этого разделите диаметр детали на диаметр заготовки и вычтите это число из 1:

 

Где D _c  = диаметр чашки и D _b  = Диаметр заготовки.

 

Сокращение для чашки из нашего примера составляет около 62%. Для простоты расчетов предположим, что LDR нашего бланка равен 2,0 для первого розыгрыша, 1,5 для второго и 1,25 для третьего. Это означает снижение на 50% для первого розыгрыша, 30% для второго и 20% для третьего. Поскольку чашка требует более чем 50% полного восстановления, процесс потребует более одной стадии.

 

На первом этапе диаметр чашки может быть уменьшен на 50 %, в результате чего диаметр промежуточной части составит 5,29. ″. На втором этапе диаметр чашки может быть уменьшен до 30%. Доведение до этого предела приведет к диаметру детали 3,70 дюйма. Этот диаметр меньше указанных 4″, поэтому чашку можно смело вытягивать в 2 этапа.

Пресс глубокой вытяжки Macrodyne 100-150 тонн

Сила пробивки и сила держателя заготовки должны рассчитываться отдельно при определении и настройке пресса. Сила пробивки изменяется на протяжении всей операции, но, вероятно, достигает своего максимума примерно на 1/3 рабочего хода. Как правило, усилие держателя заготовки составляет не более 30–40 % от максимального усилия пуансона. В держатель заготовок можно добавить валики для вытягивания, чтобы уменьшить необходимое усилие или отрегулировать поток материала к определенным областям матрицы. Факторы, влияющие на расчет усилия, включают способность материала вытягиваться, форму и толщину заготовки, форму пуансона и штампа, форму поверхности держателя заготовки, радиусы углов и величину обжатия. При разработке процесса эти факторы необходимо учитывать при определении желаемого усилия и производительности. В большинстве случаев пресс двойного действия лучше всего подходит для глубокой вытяжки. Калькулятор силы глубокой вытяжки может быть полезен при расчете необходимой силы и других параметров процесса.

Причины и предотвращение частых дефектов

При глубокой вытяжке многих дефектов можно избежать, тщательно спроектировав деталь. Стратегии проектирования включают:

• Уменьшение сложности и асимметрии
• Планирование геометрии заготовки для минимизации избыточного материала
• Корректировка ориентации зерна для минимизации напряжений в асимметричных конструкциях
• Использование САПР и моделирования методом конечных элементов для оптимизации конструкции последовательности и оснастки перед изготовлением инструментов . Моделирование может значительно сэкономить трудозатраты и затраты на инструменты, избегая дорогостоящих изменений процесса методом проб и ошибок.

 

Успешная глубокая вытяжка требует знания принципов пластичности и текучести металла. Более толстые материалы лучше переносят глубокую вытяжку, чем тонкие, из-за их объема и способности растягиваться на большие расстояния; однако слишком большие заготовки могут ограничивать поток металла. Большинство дефектов глубокой вытяжки являются результатом одного или нескольких следующих факторов:

• Неправильное распределение усилия
• Несоблюдение свойств материала заготовки
• Неправильная степень вытяжки
• Неправильное управление трением

 

Ниже приведены краткие описания распространенных дефектов и способы их устранения.

Зазубренность​

Волнистый верхний край на вычерченной детали, зазубренность является побочным эффектом использования анизотропных заготовок. Если лист прочнее в одном плоскостном направлении, чем в других, предпочтительный направленный поток будет формировать выступы в верхней части детали. Наиболее распространенное решение — оставить достаточно лишнего материала на нарисованной детали, чтобы его можно было обрезать. Дополнительная обработка материала также может уменьшить анизотропию при увеличении стоимости.

Морщины

Ряд радиальных гребней на фланце детали, морщины обычно возникают из-за непостоянного течения металла. Морщины могут выглядеть как вертикальные дефекты, если гребни втянуты в матрицу. Надлежащее управление радиальным напряжением растяжения и окружным сжимающим напряжением может уменьшить или устранить морщины. В некоторых случаях может потребоваться несколько сокращений. Сморщивания можно избежать, используя держатели заготовок, изменяя радиусы пуансона и штампа, регулируя размер или форму заготовки и позиционируя заготовку на чертеже. При использовании держателя бланка недостаточное усилие держателя бланка может привести к образованию складок. При соотношении толщин 0,5 % и менее держатели заготовок могут оказаться неэффективными.

Использование натяжных валиков

Натяжных валиков может помочь управлять потоком металла без необходимости чрезмерного усилия держателя заготовки. Приподнятый контур, окружающий полость штампа, вытяжной валик заставляет заготовку изгибаться и разгибаться по мере приближения к полости, регулируя поток материала без необходимости дополнительного усилия держателя заготовки.

Утончение и разрыв

Если не учитывать напряжения в вертикальной стенке детали, заготовка может истончиться или порваться вблизи передней кромки пуансона. Утончение и разрыв обычно являются результатом превышения предельного коэффициента вытяжки материала, слишком большого усилия держателя заготовки, недостаточного зазора между пуансоном и матрицей, неправильной формы заготовки, плохой смазки или дефектов инструмента, таких как царапины на поверхности или ямки, которые увеличивают трение. Если в углах возникают разрывы, это может указывать на проблему с геометрией заготовки или слишком маленькими радиусами.

Управление трением: смазка и обработка поверхности

Трение между заготовкой и поверхностями оснастки может иметь большое влияние на качество готовой детали. Снижение коэффициента трения может способствовать текучести материала, улучшению распределения деформации материала и увеличению срока службы инструмента. Чтобы уменьшить трение, поверхности штампа и держателя заготовки должны быть отшлифованы и притерты, чтобы обеспечить их максимально гладкую поверхность, а перед волочением следует нанести смазку на обе стороны заготовки. Обычные смазочные материалы для глубокой вытяжки включают масло, мыло, эмульсии и воски. При использовании смазки может потребоваться увеличение усилия держателя заготовки, чтобы учесть повышенный поток металла. Убедитесь, что используемая смазка соответствует температуре и давлению технологического процесса.

 

Конфигурация пресса

Чтобы сконфигурировать пресс для производства детали глубокой вытяжки, важно начать с производственного процесса этой детали. В идеальных условиях процесс будет основываться на типе материала, спецификациях деталей, объеме производства, скорости производства и целевых ценах. Затем эти факторы оказывают непосредственное влияние на процесс формирования детали, что, в свою очередь, влияет на характеристики пресса (прессов) и требуемой оснастки.

Следующие факторы помогают определить процесс формирования детали:

• Количество этапов:  В зависимости от размера детали, материала и сложности может потребоваться многократное обжатие.
• Связанные процессы : Некоторые детали глубокой вытяжки требуют других процессов, таких как вырубка и прокалывание, для создания готовой детали.
• Метод переноса:  В процессе формовки детали необходимо перемещать с одного этапа на другой. Это может быть выполнено в одном прессе с использованием прогрессивного штампа или с несколькими штампами. В прогрессивной матрице промежуточные детали остаются прикрепленными к каркасу отходов и перемещаются вместе с листом. При использовании нескольких штампов каждая отдельная деталь должна перемещаться от станции к станции с помощью отдельного механизма перемещения. При использовании нескольких прессов отдельные детали должны перемещаться от пресса к прессу.

 

Прогрессию можно реализовать разными способами с разными преимуществами и недостатками. Лучший выбор обеспечивает баланс между экономическими факторами и качеством. Дополнительные соображения включают:

• Быстросменный инструмент:  Для прессов, которые будут использоваться для нескольких продуктов, быстросменный инструмент может сократить дорогостоящее время простоя при переходе с одной линейки продуктов на другую. С другой стороны, прессе, предназначенной для одного продукта, эта функция может не понадобиться.
• Расширенные функции : Особо сложные детали могут получить преимущества от таких функций, как многоточечные держатели заготовок или высокоточная многоточечная амортизация.

Концептуальная графика Deep Draw

Основные параметры

Размер станины

Станина пресса должна вмещать в себя самый большой предполагаемый набор инструментов. Для прямоугольных или сложных форм заготовок ориентация детали внутри станины будет определять общие размеры станины. Если прогрессивный штамп будет использоваться для выполнения нескольких одновременных операций, станина должна быть достаточно большой, чтобы вместить весь набор штампов с учетом переноса. Грубая оценка размера кровати может быть рассчитана на основе размера бланка. Поскольку толщина материала детали глубокой вытяжки остается неизменной от начала до конца, площадь поверхности заготовки будет равна площади поверхности детали плюс любой оставшийся материал фланца. Это отношение площади поверхности можно использовать для определения размера заготовки. См. «Расчет размера заготовки и уменьшения вытяжки» для основного примера использования цилиндрической чашки без бортов.

Тоннаж и скорость

При глубокой вытяжке скорость пуансона должна регулироваться, чтобы обеспечить правильное течение материала заготовки во время вытяжки. Точно так же усилия, прилагаемые к пуансону, держателю бланка и подушке, также должны находиться в пределах допустимого диапазона бланка. В противном случае материал может истончиться, порваться или сморщиться. Гидравлические прессы преуспевают в этой области благодаря постоянной скорости ползуна.

Скорость вытяжки сильно различается в зависимости от материала: от 18 дюймов/мин до 200 дюймов/мин. Скорость закрытия и зачистки может быть намного выше. Тоннажи также значительно различаются и напрямую связаны со скоростью пресса, размером заготовки, формой и материалом. В большинстве случаев потребуются отдельные усилия для пуансона, держателя заготовки и подушки.

9404040404040404040404040404040404040404040404040404040404040404040404040404040н. 0002

Ход и дневной свет

Для фланцевых деталей, требующих зачистки, между полностью втянутым пуансоном и поверхностью штампа должно быть достаточно дневного света, чтобы можно было снять готовую деталь с пресса. На практике это означает дневной свет, вдвое превышающий ход пресса. Если пресс будет использоваться для производства более чем одной детали, ход и дневной свет должны соответствовать ожидаемому размеру инструмента. Если детали можно полностью втянуть в/через матрицу, то ход можно сократить, чтобы можно было извлечь из-под матрицы после завершения вытягивания. При многоступенчатом прессе необходимо учитывать все этапы. В некоторых случаях для промежуточной формы детали может потребоваться больше дневного света, чем для готовой детали.

Расширенные возможности

Многоточечные держатели и подушки для заготовок

Детали глубокой вытяжки часто требуют использования держателя для заготовок для предотвращения образования складок и подкладки для предотвращения растяжения, утончения и разрывов. В зависимости от формы или сложности детали может потребоваться приложение различных усилий к разным участкам заготовки. В этом сценарии пресс может быть оснащен держателем заготовок с несколькими заостренными концами и/или системой демпфирования, в которой используется несколько гидравлических контуров, каждый со своим собственным управлением, для приложения дифференциального давления к держателю бланков и/или амортизатору. Например, для некоторых прямоугольных деталей требуются значительно разные усилия на их углах и на их сторонах. Это возможно благодаря многоцелевым держателям и/или подушкам. Для дальнейшего повышения точности обработки деталей сложной формы к многоточечным системам можно добавить управление с обратной связью.

Варианты амортизации

Амортизирующие системы обычно оснащены регулируемыми штифтами для размещения нескольких инструментов. Пресс с подушкой может работать как с активированной подушкой, так и без нее. Автономные ящики для подушек также доступны в качестве модернизации для расширения возможностей существующего пресса.

Пресс глубокой вытяжки Macrodyne 2000-400 тонн одностороннего действия с гидравлической подушкой и роликовой балкой

В прогрессивных штампах во время запуска можно также использовать подушки, чтобы придать сопротивление штампу и помочь избежать значительной нагрузки вне центра, когда станции не работают. был равномерно загружен заготовками/деталями.

Вырубка и прошивка

Для прогрессивных процессов прессы могут быть сконфигурированы с функциями встроенной вырубки и пробивки в сочетании с глубокой вытяжкой. В некоторых случаях процесс вырубки может привести к значительным ударам и вибрации. Чтобы свести к минимуму эти факторы и увеличить срок службы инструмента и пресса, стадия вырубки может быть снабжена гидравлическими демпферами.

Посетите нашу страницу для глубокой вытяжки, чтобы узнать больше о специальных прессах для глубокой вытяжки

Свяжитесь с нами, чтобы узнать о ваших потребностях в гидравлическом прессе.

Технология орбитальной формовки

Орбитальные профилировочные станки

Taumel уже более 40 лет используются для сборки различных штампованных и заготовленных деталей.

С внедрением гибких производственных концепций и передовых концепций производительности, включая производство точно в срок (JIT) и измеримое управление процессом, использование орбитального формования головы в производстве увеличилось.

Орбитальная штамповка (которую иногда называют орбитальной штамповкой) — это чистый, бесшумный, безударный и безвибрационный процесс холодной штамповки. Часто его можно использовать в качестве альтернативы обычным операциям по креплению, проковке, опрессовке, прессованию, обжимке, прядению, прокатке, клепке, сварке, осадке и другим операциям крепления.

Орбитальный головоформирующий станок быстро развальцовывает шпильки, штифты, стойки, ступицы, прокладки, заклепки и другие крепежные детали. Если один или несколько плечевых штифтов должны быть прикреплены к пластине-заглушке, можно использовать одношпиндельный станок для закрепления одного штифта за раз, или многошпиндельную систему можно использовать для развальцовки любой комбинации штифтов, ступиц или стоек на такая же рабочая деталь.

Этот процесс также можно использовать для сборки компонентов без крепежа. На этом изображении показаны полуперфорированные шпильки на тонкой заглушке, развальцованные над сопрягаемой пластиной.

На детали прибора от двух до четырех загнутых вверх выступов на штампованной монтажной пластине могут быть выполнены в виде прокладок, которые проходят через соответствующие квадратные или прямоугольные отверстия сопрягаемой крышки.

Затем можно использовать орбитальный формовочный станок для развальцовки этих выступов для надежной и правильно выровненной сборки без застежек.

Соединения с высоким крутящим моментом
сплошной или трубчатой ​​формы в штамповочных узлах могут быть изготовлены различными способами с помощью орбитальных головоформовочных машин.

Глухие отверстия в пластине могут иметь D-образную или двойную D-образную конфигурацию, часто с учетом определенной ориентации детали.

Валы или трубы с соответствующей D-образной или двойной D-образной формой можно сделать так, чтобы они выступали через штамповку для сборки на головоформирующем станке. Точно так же круглые плечевые штифты могут быть развальцованы в пробитых квадратных отверстиях сопрягаемой пластины, позволяя машине для формовки головы заставлять доступный материал течь в углы квадратных отверстий.

Кроме того, одна или несколько круглых стоек или квадратных выступов, выступающих через перфорированные отверстия в штамповке, могут быть выполнены в форме головы. Пазы или зубцы могут быть заглушены в круглые отверстия, чтобы увеличить площадь контакта и улучшить сопротивление крутящему моменту после сборки детали.

По сравнению с любым методом прессования, орбитальный процесс требует от 12 до 15 процентов сил формования. Причина та же, что и для объяснения того, как женщина весом 100 фунтов может оставить вмятины на твердом полу, когда она носит каблуки с шипами, в то время как более тяжелый человек, носящий туфли на плоской подошве, этого не делает.

Орбитальное формование головы использует меньше силы, но концентрирует ее на непрерывной радиальной линии, исходящей из центра вала, а не на всей площади, подлежащей формованию. Это предотвращает повреждение противоположного резьбового конца вала сопрягаемой детали, облегчает опору детали и позволяет использовать упрощенные приспособления для крепления.

Точно так же орбитальное формирование головы часто устраняет необходимость в отдельном оборудовании; заглушки, выступы и цельные выступы из податливого материала могут быть сформированы для закрепления компонентов на месте.
Например, листовая пружина может быть захвачена на штамповке путем развальцовки двух заглушек с ребрами с помощью одного опалубочного инструмента.

Орбитальный процесс: 
При орбитальном формовании головы формовочный инструмент, установленный не по центру во вращающемся шпинделе, подобно инструменту в сверлильном станке, наклонен под небольшим углом к ​​центру шпинделя.

Ось инструмента формы на рабочем конце инструмента пересекает истинную осевую линию шпинделя. шпиндель станка вращается, но инструмент в орбитальной головке или патроне может свободно вращаться в своих подшипниках. Приводной шпиндель продвигается вперед, приводя инструмент в контакт с заготовкой.

Многоточечная формовка:
Возможно многоточечное формование на одной заготовке или групповой головке нескольких деталей с множеством вариаций. Орбитальный профилировочный станок может быть сконфигурирован так, чтобы нести столько инструментов, сколько необходимо, и с центрами, близкими к 3/16 дюйма, для выполнения многозадачных задач. Более крупные многошпиндельные системы могут иметь инструментальные пластины диаметром до 20 дюймов, часто с инструментами, работающими на разной высоте или уровне направления и одновременно над несколькими деталями.

Сменные наборы инструментов
позволяют легко переходить от одного шаблона направления (задания) к другому. Стандартные насадки с несколькими насадками, линейные и произвольные инструменты, а также два, три и четыре шпинделя с переменным расстоянием между центрами подходят для большинства станков.

Двусторонний, противоположный Заголовок:
Для двусторонней противоположной рубки две модульные рубки обычно устанавливаются горизонтально на станине машины лицом друг к другу. Эта конфигурация позволяет использовать отрезные стержни, валы или трубы, а также устройства отсечки и подачи для загрузки машины.

Формование поворотного соединения:
Точное управление ходом на орбитальных головоформирующих машинах делает возможным производство плоскогубцев, ножниц, суставов складных ножей, хирургических швов, зубчатых передач, катушек, наручников или любого поворотного соединения в виде «тугого поворота», «свободного поворота» или «плавающий», по желанию.

Некруглая головка:
Сплошные валы с одинарным или двойным D-образным сечением (квадратные, прямоугольные и овальные) также могут быть сформированы по орбите. Например, три прямоугольных шпильки могут одновременно обрабатываться одним большим круглым инструментом в одношпиндельной орбитальной головке.

Аспекты процесса
Время цикла: как правило, более короткое время цикла в производственных операциях приводит к повышению производительности. Как правило, время цикла для орбитального формирования головы составляет от 0,5 до примерно 2,0 секунд на цельных стальных шпильках с более высокой прочностью на растяжение. Это включает в себя подвод инструмента, задержку курса и возврат шпинделя, но не загрузку детали.

Чем мягче и податливее материал и чем меньше его диаметр, тем короче рабочий цикл. Однако даже на стальных штифтах диаметром 1,0 дюйм время цикла составляет около 2 секунд. Когда используются автоматические ползунковые пластины или фиксаторы индексного типа, время, необходимое для загрузки деталей вручную или автоматически, оказывает большее влияние на производительность, чем время цикла.

Пропускная способность:
Пропускная способность для машины любого размера определяется не столько диаметром фигурки, сколько общей площадью формируемой поверхности и прочностью материала на растяжение. Например, машина, которая может развальцовывать цельный плечевой штифт диаметром 5/16 дюйма из низкоуглеродистой стали, может использоваться для обжатия корпуса батареи фонарика типа D, чтобы обжать или запечатать его конец. Он также может фланец трубы или полого алюминиевого корпуса диаметром 3 дюйма с толщиной стенки 0,030 дюйма.

Крепление:
Детали, помещаемые или подаваемые в приспособление орбитального профилировочного станка, обычно можно оставить отдельно стоящими и не требующими зажимов или прижимов. Сила вращения не передается от рабочей головки к деталям, поэтому они остаются там, где они были размещены в течение всего цикла. Например, сборка из двух пластин, которая должна быть соединена одной заклепкой, обычно требует простого установочного гнезда с карманом для позиционирования предварительно сформированной головки заклепки.

Расположение шипов:
Труднодоступные штифты можно устранить с помощью орбитальной формовки головы. Стойка плеча может быть закреплена рядом с вертикальной стеной или в углублении детали. Досягаемость инструмента ограничена только зазором вокруг него во время его вращения. Изменение угла инструмента всего на два градуса может уменьшить требуемый зазор.

Выбираемые настройки давления/времени:
На орбитальных головоформирующих машинах время цикла и давление напора могут быть установлены для конкретных задач. Оба регулируются бесступенчато. Контроль глубины может быть установлен с шагом 0,001 дюйма.
Это позволяет формировать либо жестко фиксированные соединения (с выбираемым увеличивающимся усилием крутящего момента), либо плавно перемещающиеся качающиеся соединения (которые также могут иметь выбранную величину необходимого встроенного сопротивления).

Многие производители собирают тонкие или хрупкие материалы, особенно те, которые производят электрические или электронные детали. Общие проблемы, с которыми они сталкиваются, — это поломка и ослабление сборки.

Типичным примером является многоконтактный термостат в сборе. Совокупные допуски по толщине для каждой стопки деталей могут составлять (+/-) от 0,030 до 0,040 дюйма.
Выбираемые настройки давления и времени на орбитальном профилировочном станке помогают избежать поломок и ослабления сборки.

Для повышения давления необходимо сопротивление приложенной силе. Когда орбитальному инструменту разрешено перемещаться так далеко, как он хочет, и его движение останавливается только после того, как в его камере создается определенное давление, органы управления машиной могут компенсировать любые изменения толщины уложенного узла.

Давление можно регулировать до тех пор, пока оно не станет достаточным для образования заклепки, фиксирующей все элементы сборки на месте без повышения давления и растрескивания керамических изоляторов. Кроме того, давление поддерживается на заданном пределе (установленном предохранительным клапаном) достаточно долго, чтобы предотвратить отпружинивание формируемого материала после сброса давления.

Материалы:
Как правило, любой ковкий материал с твердостью до 35C по Роквеллу может быть сформирован орбитально. Сюда входят большинство черных и цветных металлов, нержавеющая сталь, литые под давлением цинковые и алюминиевые материалы, некоторые спеченные металлы и многие типы конструкционных термопластов.

Кроме того, тонкие поверхности из цементируемой стали и плакированные, окрашенные или покрытые пластиком материалы обычно можно формировать по орбите, поскольку перемещение материала во время каждого оборота инструмента является микроскопическим.

После орбитального формирования головы поверхность покрытия обычно остается в исходном состоянии. Блеск некоторых поверхностей с гальванопокрытием действительно улучшается.
Микрофотографии показывают, что орбитальное формирование головы не нарушает молекулярной структуры металлов. Однако работа по сжатию зернистой структуры несколько упрочняет материал, чтобы обеспечить более прочное соединение в случае заклепок или более твердую контактную поверхность в случае развальцованных, фланцевых или штампованных деталей.

 

Стойкость инструмента:
Поскольку процесс орбитальной профилирования головы является безударным, инструменты практически не изнашиваются. Вместо этого технологическое воздействие приводит к тому, что сформированные концы становятся полированными, упрочненными и почти не требуют обслуживания.
Инструмент с плоской поверхностью для изготовления шпилек из мягкой стали может служить годами, не требуя обслуживания. Для более сложных форм инструментов или тех, которые используются для определенных марок алюминия или латуни, может потребоваться периодическая полировка.

Мастерство оператора:
Орбитальный формовочный станок обычно требует нескольких минут работы наладчика, который путем проб и ошибок устанавливает рабочие параметры. После настройки и перевода органов управления в автоматический режим машиной могут управлять как квалифицированные, так и неквалифицированные рабочие.

Управление технологическим процессом с орбитальным формованием головы:
Управление технологическим процессом доступно для многих автономных машин и модульных блоков для системной интеграции. Поскольку автоматическая сборка деталей должна обеспечивать непрерывное производство качественных деталей, необходим контроль компонентов в точках проходки.

Неисправные или отсутствующие штифты, шпильки, валы, втулки, стойки, заклепки, проушины и другие крепежные детали должны быть надежно и с минимальными усилиями идентифицированы.

Одной из целей управления технологическим процессом может быть измерение высоты компонента крепежа или целевой высоты.

Головоформирующий блок с невращающимся инструментом приближается и обнаруживает наличие заклепки или другого крепежа и сравнивает эти данные с сохраненными программными значениями машины.

В зависимости от показаний происходит одно из двух действий:
1. Инструмент формы запускает орбитальный процесс и завершает свою задачу направления.
2. Процесс прерывается, и приводной шпиндель возвращается в исходное положение.

Целевая высота для любой заклепки определяется и устанавливается с помощью регулируемого концевого выключателя (бесконтактный выключатель/линейный потенциометр). Переключатель активируется на определенный период приближением пиноли шпинделя приводного устройства.

Приемлемая (в пределах допуска) конфигурация заклепок позволяет переключателям замыкать контакт на требуемую временную последовательность, передавая сигнал на пульт управления для запуска цикла формирования орбиты.

Если заклепка слишком длинная, сигнал датчика для продолжения задачи формовки не отправляется на контроллер.

Если последовательность контактов непропорциональна, заклепка либо слишком короткая, либо отсутствует; в любом случае результат передается на контрольный монитор, который останавливает рабочий цикл и запускает режим бракованных деталей.

Кронштейн-держатель, обычно устанавливаемый сбоку от привода, может устанавливать регулируемый концевой выключатель.

Эта функция контроля с помощью концевого выключателя аналогична выключателям разгона на прессах или сигнальным выключателям на станциях, используемым в автоматических системах индексации.

Если заклепки очень тонкие, длинные, хрупкие, конструктивно слабые или неустойчивым образом удерживаются в сопрягаемых деталях, для целей контроля можно использовать меньшее контактное усилие.

Для режима двойного давления требуется второй контур давления и дополнительные элементы управления; его последовательность увеличивает время цикла на минуту.

Электронный контроль времени и контроль цикла формования – другие доступные функции массового производства в процессе автоматизации.

Предварительно заданное целевое время для заклепки определенного типа в любой заданной среде станции может быть измерено для выявления и устранения заклепок, которые указывают на слишком мягкую или слишком твердую твердость материала, чтобы соответствовать критериям применения.
Целевое время обычно устанавливается методом проб и ошибок или пробными прогонами.

Если время цикла превышает или ниже выбранных временных стандартов, средства управления процессом сигнализируют о наличии дефектного узла, или заклепка будет выброшена и заменена новой.

Обеспечение качества в процессе автоматизации также включает в себя контроль направления или давления формования с помощью электронных датчиков давления, чтобы гарантировать, что усилие формования головы находится между установленными минимальным и максимальным уровнями.

На органы управления системы передается решение о запрете запуска режима бракованных деталей, если давление выходит за пределы установленного диапазона.

Deep Drawing Speeds for Common Materials
Material	Speed ​​(in/min)
Aluminum	150-175
Brass	175- 200
Copper	125-150
Сталь	18-50