Technické poznámky Tváření za studena 1 1

Puigmal, s/n
Polígon Industrial St Isidre
E-08272 St Fruitós de Bages
(Barcelona)
Tel.:+34 938 773 181
Fax:+34 938 770 541
[email protected]
Excellence in Resistance Welding
www.dem-barcelona.com
Technické poznámky
1
Tváření za studena
Ve firmě
dokážeme ohýbat měděné tyče/pruty až do
úhlu 90° s minimálním poloměrem; tato metoda tváření za
studena je speciálním procesem, vyvinutým naším týmem
inženýrů, který není založen na klasickém způsobu ohýbání.
Výsledek můžete porovnat - tvářený kus je na fotografii v horní
části.
Minimální vnitřní rádius ohybu umožňuje konstruktérům
přiblížit svařovaný bod k tělu kleští, rameno zkrátit a zmenšit
tak jeho průhyb při zatížení i snížit hmotnost. U ramen
ohýbaných klasickou metodou lze tuto možnost využít pouze
omezeně (viz. obr.).
Dříve bylo možné tento typ produktů vyrobit pouze odléváním,
nebo obrobit z desek - na fotografii vpravo dole.
Výhody tváření za studena při výrobě tohoto typu produktů s
ohybem 90°
Při tváření touto technologií dosáhneme homogenního
kontinuálního rozložení vláken materiálu v celém objemu.
Vytvořená struktura vláken materiálu zvyšuje životnost
výrobku.
Proč tyto výrobky neodlévat?
Téměř každý výrobek lze odlévat, ale u tohoto produktu je již
tato metoda překonána. V odlitku se vytvářejí dutiny a póry,
které mohou vést k netěsnostem, úniku vody a předčasnému
poškození dílu.
Tato technologie také umožňuje zjednodušení designu
výrobku vynecháním adaptéru přivařovaného na konec
ramene. Výsledkem je pouze jeden kus.
Při výrobě těchto produktů, metodou tváření za studena, není
nutné díly následně svařovat. Odpadá nebezpečí netěsnosti
spoje, a proto je výrobek velmi odolný.
1
Puigmal, s/n
Polígon Industrial St Isidre
E-08272 St Fruitós de Bages
(Barcelona)
Tel.:+34 938 773 181
Fax:+34 938 770 541
[email protected]
Excellence in Resistance Welding
www.dem-barcelona.com
Technické poznámky
Proč tyto díly neobrábět z desek?
Při vyřezávání dílů z desek jsou přerušována vlákna materiálu
a výrobek je náchylnější k porušení na vnitřní hraně ohybu.
Příliš mnoho zbytkového materiálu, který je velmi obtížně
využitelný:
2
Pěchování elektrod a speciálních špiček
V čem je přínos pěchování tyčoviny přímo na finální tvar
výrobku bez úběru materiálu?
Při tváření za studena pěchováním využijeme materiál beze
zbytku. Úspora materiálu snížuje náklady na výrobek a tím i
jeho cenu. Čím větší série, tím větší úspora:
3
Ohýbání Ms-58, za studena nebo speciální mosazi
Jaké výhody přináší speciální mosaz pro tváření za
studena?
Mosaz může být pro některé druhy svařovacích ramen
používána jako alternativa ke slitinám mědi. Použitím mosazi se
náklady na materiál značně snižují. Elektrická vodivost mosazi
je ale o něco nižší než u slitin mědi a je tedy nutné nastavit
vyšší výkon transformátoru, abychom získali správnou teplotu
potřebnou pro kvalitní svár.
Mosaz (Ms-58) je nejběžněji používaný materiál pro výrobu
některých druhů ramen svařovacích kleští. Velmi obtížně se dá
tvářet za studena, protože jeho vnitřní struktura není pro tuto
technologii vhodná, a jeho výroba je obecně dražší.
Kvůli snižování nákladů studovalo konstrukční oddělení firmy
možnost použití jiných materiálů, které by mohly
být tvářeny za studena a zároveň byly jeho mechanické a
elektrické vlastnosti zachovány, alespoň jako u mosazi Ms-58.
Před tvářením mosazi za studena je nutné materiál nejprve
tepelně zpracovat. Tento proces snižuje výchozí tvrdost
přibližně o 50%. Při tváření za studena získáme v místě
ohybu vyšší tvrdost ale zachováváme vnitřní strukturu
materiálu.
2
Excellence in Resistance Welding
Puigmal, s/n
Polígon Industrial St Isidre
E-08272 St Fruitós de Bages
(Barcelona)
Tel.:+34 938 773 181
Fax:+34 938 770 541
[email protected]
www.dem-barcelona.com
Technické poznámky
Zkoušky prokázaly, že námi navržená mosaz odpovídá
požadavkům na mechanické a elektrické vlastnosti a dá se
tvářet za studena. To nám umožňuje snížit náklady a zachovat
nezbytnou pevnost materiálu.
4
Speciální nástroje a studie optimalizace svařování
Díky zkušenostem, nabytých při řešení většiny obvyklých
problémů technologie svařování, může náš tým techniků
nabídnout své know-how při vývoji nových speciálních
nástrojů pro lisy nebo odporové svařování podle výkresů,
popřípadě vzorků kusů, které mají být svařeny.
Jsme také schopni navrhovat všechny spotřební součásti
svařovacích kleští a poskytovat poradenský servis s důrazem na
zlepšení procesu svařování a zvýšení životnosti součástí.
Například změnou konstrukce držáku elektrod s přivařovaným
kuželem, na výrobu dílu, ve kterém je kužel již součástí
samotného držáku. Tímto jsme schopni snížit riziko poškození
kužele a zvýšit jeho pevnost.
3
Excellence in Resistance Welding
Puigmal, s/n
Polígon Industrial St Isidre
E-08272 St Fruitós de Bages
(Barcelona)
Tel.:+34 938 773 181
Fax:+34 938 770 541
[email protected]
www.dem-barcelona.com
Technické poznámky
Příklady řešení
řešení pro snížení váhy svařovacích kleští a zlepšené
využití svařovacího prostoru
Je důležité, aby bod svařování byl co nejblíže tělu svařovacích
kleští kvůli omezení PRŮHYBU PŘI ZATÍŽENÍ: čím kratší je
vzdálenost mezi tělem kleští a bodem svařování, tím více je
možné zmenšit průřez komponent (ramen, držáků elektrod,
adaptérů) a ušetřit tak váhu a zastavěný prostor. V opačném
případě je nutné naopak průřez zvětšit a OPTIMÁLNÍ
SVAŘOVACÍ PARAMETRY nemohou být nikdy dosaženy.
Obr.1
Svařování skrytého bodu: "Hidden point welding"
Nahoře a vlevo (ohyb 1): Spodní rameno musí respektovat
geometrii svařovaného kusu (v tomto případě jeho spodní
hranu) a je příliš vzdáleno bodu svařování. Je tedy nutné
použít velmi dlouhý držák elektrod, který se při zatížení
prohýbá a zkracuje se tak jeho životnost.
PRŮHYB ⇒ PROBLÉM: V bodě svařování působí nižší tlaková
síla a optimální svařovací podmínky, které svařovací kleště
umožňují, nemohou být dosaženy.
4
Excellence in Resistance Welding
Puigmal, s/n
Polígon Industrial St Isidre
E-08272 St Fruitós de Bages
(Barcelona)
Tel.:+34 938 773 181
Fax:+34 938 770 541
[email protected]
www.dem-barcelona.com
Technické poznámky
Dole a vlevo (ohyb 2): Pro zkrácení příliš dlouhého držáku
elektrody je rameno protaženo směrem dolů pod spodní
hranu svařovaného kusu. Větší rozevření ramene zvyšuje
průhyb při zatížení, jde tedy o podobnou situaci jako v
předchozím případě, pouze místo držáku elektrod se prohýbá
rameno.
V obou uvedených případech je rozhodující prostor pro rameno
svařovacích kleští.
Vpravo: Řešení
navrhované firmou (tvářené
zastudena) - Použití méně materiálu snižuje váhu kleští
a díky geometrii je dostačující použití kratšího držáku
elektrod. Díky tomuto řešení není nutné prodlužovat držák,
ani rameno ⇒ výkon svařovacích kleští je optimální.
Souhrn:
Ohyb 1: prodloužení ohybu v rameni
nevýhody:
a) velmi dlouhé rameno - nutné
prodloužit držák
b) cena
Ohyb 2: vertikální protažení ramene
nevýhody:
a) váha - těžší, nutná vyšší energie pro
pohyb robota
b) větší plocha ramene robota
c) cena
odlitky:
•
Odlitky mají vždy nižší tvrdost, než výrobky
kované, nebo obrobené.
•
Dlouhé dodací lhůty.
obrobené z desek:
•
•
•
Textura materiálu nerespektuje osu výrobku jako
u tyčoviny, nebo výkovků ⇒ Výrobek je
náchylnější k porušení (obr.5).
Je obtížné vytvořit zaoblení na všech hranách.
Toto řešení je 2x až 3x dražší díky masivnímu
odpadu materiálu a množství operací obrábění.
Domníváme se, že řešení firmy
je to nejlepší, se kterým
dosáhneme optimálních vlastností produktů (rameno,
držák elektrod). Argumenty jsou jasné:
TECHNICKÉ
•
Rameno se může přiblížit bodu svařování na
milimetry a snížit tak možnost poškození panelů.
•
Textura materiálu respektuje ohyb materiálu a tím
zachovává jeho homogenní pevnost narozdíl od
obrobků z desek.
DODACÍ LHŮTY
Řešení :
:tvářené za studena ohyb 90° z tyčoviny,
vnitřní i vnější radius minimální hodnoty
Na posledním obrázku je nejvýhodnější řešení. Dříve byl
tento kus vyráběn odléváním nebo obroben z desky. V obou
případech se objevovaly tyto závažné problémy:
Na vlastním skladě máme velkou zásobu obyčejně
požadovaných slitin mědi různých rozměrů, abychom
mohli ihned po obdržení výkresové dokumentace začít s
výrobou. Díky tomu jsme schopni dodat 3D rameno za
méně než 72 hodin.
EKONOMICKÉ
Na za studena tvářený díl ohýbaný o 90° je potřeba
výrazně méně výchozího materiálu v porovnání s odlitkem
nebo obrobkem.
Obr.2
5
Excellence in Resistance Welding
Puigmal, s/n
Polígon Industrial St Isidre
E-08272 St Fruitós de Bages
(Barcelona)
Tel.:+34 938 773 181
Fax:+34 938 770 541
[email protected]
www.dem-barcelona.com
Technické poznámky
Typický případ použití naší technologie (obr.2).
Jak se zde projeví výhoda technologie tváření za
studena?
(řešení firmy
= obr.2 vpravo)
Na obrázku vlevo je geometrie, kterou obvykle používají
někteří výrobci. Nevýhody tohoto řešení jsou zřejmé:
rameno musí být protaženo až k bodu svařování.
Důsledkem je mimoosé působení síly která musí být
zavedena ne přímým, ale zahnutým horním ramenem, které
se více prohýbá a může vést k předčasnému porušení držáku
elektrod.
•
rameno: Konec držáku elektrod je ve správném úhlu.
•
Pravý držák elektrod je přímý a pracuje ve stejní ose
jako tlakový válec, což je ideání konfigurace.
•
v soustavě: Vzdálenost mezi tělem svařovacích kleští
a svařovaného kusu je zkrácena (kratší záběr válce a
tím nižší provozní náklady).
Obr. 3
Typický případ použití naší technologie (obr.3).
Jak se zde projeví výhoda technologie tváření za
studena?
(řešení firmy
= obr.3 vpravo)
•
v sestavě: Vzdálenost mezi tělem svařovacích kleští
a svařovaného kusu je zkrácena.
•
Před procesem tváření je vyvrtán chladící kanálek
skrz celou délku materiálu. Po tváření se nepotřebný
otvor utěsní záslepkou se závitem, nebo se zaletuje.
Na druhé straně se upraví otvor pro držák elektrody
a adaptér.
Obr. 4
6
Excellence in Resistance Welding
Puigmal, s/n
Polígon Industrial St Isidre
E-08272 St Fruitós de Bages
(Barcelona)
Tel.:+34 938 773 181
Fax:+34 938 770 541
[email protected]
www.dem-barcelona.com
Technické poznámky
Typický příklad použití naší technologie (obr.4)
Někteří výrobci ohýbají rameno jako na obr. vlevo a držák
elektrody, obvykle odlévaný je k rameni přivařen:
•
Elektrická konduktivita svařovaného kusu je
nižší než u dílu vyrobeného z tyčoviny.
•
Porozita
materiálu
po
způsobovat netěsnosti.
odlévání
může
Když ohneme rameno na konci s minimálním poloměrem,
není již potřeba přivařovat adaptér.· Získáme jednolitý
kus bez adaptéru, který nám umožňuje dostat se k bodu
na minimální vzdálenost.
Jak se zde projeví výhoda technologie tváření za
studena?
(řešení firmy
= obr.4 vpravo)
Obr. 5
vlevo: příklad ramene tvářeného za studena:
vpravo: příklad ramene obrobeného z desky:
Vlákna materiálu respektují osu výrobku.
Vlákna materiálu nemění původní směr a nerespektují osu
výrobku. Všechny ohyby jsou kritické body náchylné k
porušení při napětí.
ZÁVĚR
Nejvhodnější příklady použití technologie tváření za studena
jsou uvedeny na obr.2 a obr.3 vpravo. Fotografii posledně
uvedeného dílu můžete najít v papírové verzi katalogu naší
firmy,
,který Vám rádi na požádání zašleme.
Naše díly jsou tvářeny za studena na lisu v matrici. Obyčejně
jsou tyto kusy ohýbány hydraulickými pákami s různými
rozměry mandril. Většinou pracujeme s vnitřním poloměrem
mezi 25 až 35 mm. Ve stejném kusu musí být vnitřní poloměr
proporcionální k vnějšímu, nebo-li vnější poloměr je funkcí
vnitřního. Naší metodou tváření za studena je zmenšen vnitřní
i vnější radius na minimum.
Ve firmě f
jsme schopni vyrobit za studena tváření kusy
z tyčí o průměru 30 až 60mm.
7