Libere o potencial da conformação automatizada de extremidades de tubos

Jan 07, 2024

Uma máquina formadora de pontas multiestações completa seu ciclo, formando um cordão fechado na ponta de um tubo de cobre.

Imagine um fluxo de valor no qual canos ou tubos são cortados e dobrados. Em outra área da planta, anéis e outras peças usinadas são processadas e enviadas para montagem para serem soldadas ou encaixadas nas extremidades dos tubos. Agora imagine o mesmo fluxo de valor, desta vez com formação final. Nesse caso, a conformação da extremidade não apenas expande ou reduz os diâmetros da extremidade do tubo, mas também cria várias outras formas, desde ranhuras intrincadas até rebordos que replicam os anéis que foram previamente soldados no lugar.

Dentro da área de fabricação de tubos e tubulações, a conformação de extremidades evoluiu discretamente, com a tecnologia de fabricação introduzindo dois níveis de automação no processo. Primeiro, as operações podem combinar várias etapas de conformação de extremidades de precisão dentro de um envelope de trabalho - na verdade, uma configuração completa. Em segundo lugar, essa formação de extremidade complexa foi integrada a outros processos de fabricação de tubos e tubulações, como corte e dobra.

A maioria das aplicações que envolvem tal conformação de extremidade automatizada tem sido na fabricação de tubos de alta precisão - geralmente de cobre, alumínio ou aço inoxidável - em setores como automotivo e HVAC. Aqui, a conformação final elimina as conexões usinadas projetadas para garantir uma conexão sem vazamentos para o fluxo de ar ou fluido. Esses tubos geralmente têm diâmetros externos de 1,5 pol. ou menos.

Algumas das células automatizadas mais avançadas começam com um tubo de pequeno diâmetro fornecido em uma bobina. Ele primeiro passa por uma máquina de alisamento, após o que é cortado no comprimento. Depois disso, um robô ou dispositivo mecânico transporta a peça para a conformação e dobra final. A sequência que ocorre depende dos requisitos da aplicação, incluindo a distância entre a dobra e a própria forma final. Às vezes, o robô pode transportar uma única peça de trabalho da conformação de extremidade à dobra e de volta à conformação de extremidade, caso a aplicação exija um tubo com formas de extremidade em ambas as extremidades.

Tornar essas células ainda mais produtivas é o número de etapas de fabricação que certos sistemas de formação de extremidades de tubos de alta qualidade podem incorporar. Alguns sistemas transportam tubos por até oito estações formadoras de extremidade. Desenvolver tal configuração começa com o conhecimento do que a conformação final moderna pode realizar.

As ferramentas de conformação final de precisão vêm em diversas variedades. Os punções de aríete, a "ferramenta dura" da formação da extremidade do tubo, reduzem ou expandem a extremidade do tubo até o diâmetro desejado. As ferramentas rotativas podem chanfrar ou enfrentar um tubo para garantir uma superfície sem rebarbas e um processo consistente. Outras ferramentas rotativas executam um processo de laminação para criar ranhuras, rebarbas e outras geometrias (consulte a Figura 1).

Uma sequência de conformação de extremidade pode começar com chanframento, que fornece uma superfície limpa e garante um comprimento de ressalto consistente entre a braçadeira e a extremidade do tubo. Em seguida, um punção ram realiza um processo de rebordo (ver Figura 2), expandindo e comprimindo o tubo, forçando o excesso de material a formar um anel em torno do diâmetro externo (OD). Dependendo da geometria, outros punções de aríete podem inserir rebarbas no diâmetro externo do tubo (o que pode ajudar a prender as mangueiras ao tubo). Uma ferramenta rotativa pode ranhurar uma parte do diâmetro externo, seguida por uma ferramenta que corta roscas na superfície.

A sequência exata de ferramentas e processos usados ​​depende da aplicação. E com até oito estações em um envelope de trabalho da máquina finalizadora, a sequência pode ser bastante extensa. Por exemplo, uma série de punções forma progressivamente um rebordo na extremidade do tubo, com um aríete expandindo a extremidade do tubo seguido por mais dois que comprimem a extremidade para criar o rebordo. Executar a operação em três etapas pode, em muitos casos, criar um cordão de melhor qualidade, e os sistemas de conformação de extremidades multiestação possibilitam tais operações progressivas.

Um programa de conformação final sequencia a operação para precisão e repetibilidade ideais. As mais recentes máquinas formadoras de pontas totalmente elétricas podem controlar com precisão a posição de suas ferramentas. Mas, além de chanfrar e rosquear, a maioria das etapas de processamento de conformação final são apenas isso - conformação. Como as formas de metal podem variar dependendo do tipo e qualidade do material.