Máy đột ống, máy đột hồ quang và máy đột lỗ là gì và cách lựa chọn, vận hành và bảo trì chúng?

Chế tạo kim loại chính xác phụ thuộc vào khả năng loại bỏ vật liệu một cách sạch sẽ, lặp đi lặp lại và nhanh chóng khỏi ống và tấm mà không làm biến dạng phôi, tạo ra các vệt thứ cấp cần hoàn thiện thêm hoặc gây ra các lỗi kích thước tích tụ trên toàn bộ tổ hợp. Mỗi Máy đột dập ống, Máy đột dập hồ quang ống và Máy đột lỗ công nghiệp đều giải quyết một phân khúc cụ thể của yêu cầu này và cùng nhau chúng đại diện cho bộ công nghệ đột lõi cho các xưởng kim loại tấm, xưởng chế tạo kết cấu, nhà sản xuất đồ nội thất và nhà sản xuất linh kiện ô tô hoạt động trên toàn bộ khối lượng sản xuất từ ​​sản xuất đơn lẻ đến sản xuất tự động khối lượng lớn.

Câu trả lời trực tiếp cho bất kỳ nhà chế tạo nào đánh giá các loại máy này là: a Máy đục lỗ ống là khoản đầu tư đúng đắn khi nhu cầu chính của bạn là tạo ra các lỗ tròn hoặc có hình dạng chính xác trên các phần hình ống mà thành ống không bị biến dạng hình bầu dục; Cần phải có Máy đột hồ quang ống khi các ống phải được khía hình chữ V ở hai đầu của chúng để tạo ra các khớp yên cho các kết nối kết cấu hàn, một nhiệm vụ đòi hỏi hình dạng khuôn có đường viền thay vì đục lỗ đơn giản; và Máy đột lỗ ở dạng tấm phẳng xử lý các tác vụ đục lỗ trên tấm kim loại và phần kết cấu trong đó phôi phẳng hoặc chỉ cong nhẹ và lực đột có thể tác dụng vuông góc với bề mặt vật liệu. Hiểu được những điểm khác biệt này, các thông số kỹ thuật chính của từng loại máy cũng như các tiêu chí lựa chọn và bảo trì xác định hiệu suất lâu dài là nền tảng để đưa ra quyết định mua sắm phục vụ yêu cầu sản xuất của bạn nhằm đảm bảo toàn bộ thời gian sử dụng của thiết bị.

Độ chính xác trong chế tạo kim loại: Tại sao công nghệ đột dập lại quan trọng

Việc sản xuất các bộ phận kim loại phải nối, căn chỉnh hoặc kết nối với các bộ phận khác về cơ bản phụ thuộc vào độ chính xác về kích thước tại các vị trí lỗ và khía. Một lỗ thậm chí lệch vị trí 0,5 mm trên khung kết cấu hoặc đường ray khung ô tô cần phải làm lại, tiêu tốn thời gian và vật liệu tiêu hao và nếu không phát hiện được lỗi trước khi lắp ráp, nó có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cơ học của mối nối hoặc yêu cầu hành động khắc phục tốn kém đối với cấu trúc được lắp ráp một phần.

Khoan thủ công, giải pháp thay thế trước đây cho việc đục lỗ bằng máy để tạo lỗ trong chế tạo kim loại, mang lại kết quả chấp nhận được cho công việc nguyên mẫu và sản xuất khối lượng rất thấp nhưng có những hạn chế đáng kể trong môi trường sản xuất. Khoan là một quá trình cắt loại bỏ vật liệu bằng cách xoay và vốn dĩ nó chậm hơn so với đột (loại bỏ vật liệu chỉ trong một lần nhấn), tạo ra chất lượng cạnh lỗ khác (các cạnh khoan có vết dụng cụ và các vệt nhỏ cần phải mài bavia, trong khi các cạnh được đục lỗ có vùng cắt sạch và độ lăn tối thiểu trên mặt vào) và yêu cầu đánh dấu thí điểm, khoan và làm mờ ba nguyên công riêng biệt thay vì một hành trình đơn lẻ, kết quả của cạnh hoàn thiện của nguyên công đột máy.

Các phép đo sản xuất nhất quán cho thấy rằng Máy đột dập ống thủy lực hoạt động trên ống thép nhẹ có thể hoàn thành một lỗ đột trong 3 đến 8 giây mỗi chu kỳ bao gồm cả thời gian định vị, so với 45 đến 90 giây đối với hoạt động khoan thủ công và gỡ bavia tương đương. Với khối lượng sản xuất 200 lỗ mỗi ngày, sự khác biệt về hiệu quả này thể hiện việc tiết kiệm lao động từ 2 đến 4 giờ mỗi ngày, kết hợp trực tiếp với việc giảm chi phí sản xuất và tăng công suất cho công việc bổ sung. Lợi thế về thời gian và chất lượng này là nền tảng thương mại của toàn bộ danh mục máy đục lỗ và ống và là lý do khiến những máy này thay thế việc khoan thủ công trong mọi môi trường chế tạo sản xuất nơi khối lượng phù hợp với việc đầu tư thiết bị.

Máy đục lỗ ống là gì? Thành phần, chức năng và ưu điểm

Máy đột dập ống là một máy ép chuyên dụng được thiết kế để tạo các lỗ trên thành của phần ống hình tròn, hình vuông hoặc hình chữ nhật bằng cách đưa một chày định hình xuyên qua thành ống và vào khuôn khớp ở phía đối diện mà không bị sập, hình bầu dục hoặc làm biến dạng hình học mặt cắt ngang của ống. Thử thách thiết kế quan trọng giúp phân biệt Máy đục lỗ ống chuyên dụng với máy ép lỗ thông thường là việc cung cấp sự hỗ trợ bên trong cho ống trong quá trình đột dập, giúp ngăn chặn sự sụp đổ vào trong của thành ống vốn có thể xảy ra khi một chày ép xuyên qua bức tường cong không được hỗ trợ của một phần rỗng.

Hệ thống thủy lực trong máy đột dập ống

Hệ thống cung cấp năng lượng của Máy đột dập ống sản xuất hầu hết đều là thủy lực ở các máy có tải trọng từ trung bình đến nặng, vì những lý do có lợi trực tiếp cho quá trình đột dập. Bộ truyền động thủy lực tạo ra lực rất cao trong một hành trình rất ngắn với khả năng kiểm soát lực chính xác, đây là cấu hình lực lý tưởng cho hoạt động đột: lực ban đầu cao để bắt đầu cắt, lực duy trì xuyên qua độ dày vật liệu để hoàn thành chày và rút chày nhanh chóng để hoàn thành chu kỳ nhanh.

Máy đột dập ống công nghiệp thường có lực đột từ 10 đến 100 tấn, với các máy thuộc loại 20 đến 40 tấn đáp ứng phần lớn các công việc sản xuất thép hình ống có độ dày thành từ 1,5 mm đến 8 mm bằng thép nhẹ tiêu chuẩn. Hệ thống thủy lực duy trì mức lực này một cách nhất quán trong suốt ngày sản xuất mà không gây ra hiện tượng mỏi công suất đầu ra ảnh hưởng đến các máy dựa trên bánh đà cơ học hoạt động theo lịch trình chu kỳ nhanh. Áp suất thủy lực cũng có thể được thiết lập chính xác để hạn chế độ sâu hành trình đột, bảo vệ khuôn và ống khỏi lực đột quá mức có thể làm giảm tuổi thọ dụng cụ.

Bộ khuôn: Thành phần chính xác của đột ống

Bộ khuôn bao gồm chày (bộ phận đực xuyên qua thành ống) và khuôn (bộ phận cái nhận chày chày và xác định hình dạng lỗ). Chất lượng bộ khuôn xác định trực tiếp độ chính xác về kích thước lỗ, chất lượng cạnh, duy trì khe hở khuôn đột qua hàng nghìn chu kỳ và độ dễ dàng đẩy chốt đột sau mỗi hành trình. Các thông số kỹ thuật chính của bộ khuôn cần đánh giá bao gồm:

• Vật liệu đột và khuôn: Bộ khuôn sản xuất chất lượng để đột ống thép nhẹ được sản xuất từ thép công cụ D2 hoặc thép công cụ có hàm lượng crom cao tương đương (khoảng 12% crom, 1,5% cacbon) được xử lý nhiệt đến độ cứng 58 đến 62 HRC. Thông số kỹ thuật này đạt được tuổi thọ chày từ 50.000 đến 150.000 chu kỳ ở thép nhẹ trước khi cần mài lại. Đối với thép không gỉ hoặc thép cường độ cao, thép công cụ luyện kim bột có khả năng chống mài mòn cao hơn được chỉ định.
• Đấm để giải phóng mặt bằng: Khoảng hở xuyên tâm giữa chày và khuôn thường là 5 đến 10 phần trăm độ dày thành vật liệu mỗi bên. Khe hở không đủ sẽ gây ra sự mài mòn quá mức của chày và khuôn và có thể khiến chày bị gãy dưới ứng suất cắt bổ sung; khe hở quá mức sẽ tạo ra vùng cuộn qua lớn hơn trên mặt vào chày và vệt lớn hơn trên mặt ra, làm giảm chất lượng cạnh lỗ. Khoảng hở chính xác phải được chỉ định khi đặt hàng bộ khuôn cho từng loại vật liệu và kết hợp độ dày.
• Giữ và đẩy sên: Sau mỗi hành trình đột, sên được loại bỏ phải được đẩy ra khỏi khoang khuôn một cách đáng tin cậy để ngăn ngừa sự tích tụ của sên có thể làm hỏng khuôn và làm lệch các đột tiếp theo. Bộ khuôn chất lượng cao kết hợp với các tấm gạt phôi và lò xo đẩy giúp loại bỏ các vết trượt một cách tích cực trong hành trình quay về.

Trục tâm: Hỗ trợ nội bộ cho kết quả chất lượng lỗ

Trục gá là bộ phận hỗ trợ bên trong giúp phân biệt Máy đục lỗ ống chuyên dụng với máy ép lỗ tấm phẳng thông thường. Trong Máy đột dập ống, khuôn được gắn bên trong ống (trên hoặc bên trong cụm trục gá lắp vào lỗ ống) thay vì bên dưới một tấm phẳng. Khi chày xuyên qua thành ống từ bên ngoài, khuôn bên trong ống hỗ trợ lực đột mà không cho phép thành ống lệch vào trong, duy trì hình học mặt cắt ngang hình tròn hoặc hình chữ nhật của ống trong suốt hành trình đột. Nếu không có trục gá đỡ, việc đục một lỗ trên ống có tỷ lệ độ dày thành trên đường kính dưới khoảng 1:10 sẽ làm cho ống có hình bầu dục hoặc oằn ở vị trí đục lỗ, tạo ra một lỗ biến dạng có thể không tiếp nhận dây buộc hoặc đầu nối mà nó được thiết kế để tiếp nhận và có khả năng khiến ống bị loại bỏ.

Máy đột dập ống và khoan thủ công: Trường hợp sản xuất

Ngoài lợi thế về thời gian chu kỳ đã được ghi nhận, Máy đột dập ống còn mang lại một số lợi thế về chất lượng và quy trình so với khoan thủ công, đặc biệt quan trọng trong môi trường sản xuất:

• Không sinh nhiệt ở lỗ: Khoan tạo ra nhiệt cắt đáng kể ở bề mặt vật liệu dụng cụ, có thể gây ra những thay đổi luyện kim cục bộ (làm cứng vật liệu bằng thép không gỉ, khử cacbon trên bề mặt thép cacbon) và biến dạng nhiệt trong ống thành mỏng. Đột là một quá trình cắt nguội không tạo ra nhiệt và do đó không ảnh hưởng đến tính chất vật liệu ở mép lỗ.
• Định vị lặp lại: Máy đục lỗ ống có điểm dừng cố định hoặc hệ thống định vị CNC định vị mọi lỗ ở cùng một vị trí so với đầu ống hoặc tính năng tham chiếu, với độ lặp lại vị trí cộng hoặc trừ 0,1 đến 0,2 mm trên thiết bị chất lượng. Định vị mũi khoan thủ công bằng mẫu hoặc đường kẻ nét thường đạt được khoảng cộng hoặc trừ 0,5 đến 1,0 mm trong điều kiện thuận lợi và giảm dần khi người vận hành mệt mỏi.
• Không có mạt kim loại: Quá trình khoan tạo ra phoi cắt liên tục hoặc bị sứt mẻ phải được quản lý để ngăn ngừa nhiễm bẩn bề mặt phôi và gây thương tích cho người vận hành. Việc đột dập đẩy ra một loại sên sạch, rời rạc, dễ thu gom và tái chế thành phế liệu mà không làm ô nhiễm môi trường sản xuất.

Tìm hiểu về máy đột hồ quang ống: Vết khía cho các mối nối kết cấu

Máy đục lỗ hồ quang ống là một biến thể chuyên dụng của khái niệm đục lỗ ống, tạo ra các rãnh hình vòng cung, có đường viền ở cuối ống thay vì các lỗ xuyên qua thành ống. Những vết khía hình cung này đôi khi được gọi là vết cắt yên hoặc đầu đối phó, và mục đích của chúng là cho phép một ống được nối từ đầu này đến bề mặt hình trụ của ống chéo ở vị trí cung cấp diện tích tiếp xúc mối hàn tối đa giữa hai bề mặt ống tại khớp. Mối nối thu được, khi được hàn, chắc chắn hơn đáng kể so với mối nối được tạo ra bằng cách cắt hình vuông đầu ống nối và dựa vào sự tiếp xúc một phần với bề mặt cong của ống chính.

Điều gì làm cho máy đột dập hồ quang ống trở nên độc đáo

Đặc điểm kỹ thuật xác định của Máy đột hồ quang ống là công cụ có đường viền của nó: chày và khuôn được gia công theo hình dạng hồ quang của sự kết hợp cụ thể giữa đường kính ống nối và đường kính ống chính mà rãnh được tạo ra. Trong trường hợp Máy đột dập ống tiêu chuẩn sử dụng chày phẳng hình trụ hoặc hình phẳng thì Máy đột dập hồ quang ống sử dụng cấu hình đột phù hợp với bán kính ngoài của ống chính nơi đầu ống nối sẽ được đặt vào. Hình dạng của mặt cắt này được xác định bởi mối quan hệ giữa đường kính hai ống và góc của mối nối (có thể là 90 độ đối với mối nối vuông góc hoặc bất kỳ góc nào khác đối với các mối nối góc).

Máy đột dập hồ quang ống có thể tạo ra rãnh yên có đường viền chính xác chỉ trong một lần nhấn, yêu cầu kết hợp cắt cưa vòng, tạo hình bằng máy mài góc và dũa thủ công để đạt được bằng các phương pháp truyền thống và rãnh khía do máy sản xuất luôn đạt được độ chính xác vừa vặn cộng hoặc trừ 0,3 đến 0,5 mm tại bề mặt khớp so với cộng hoặc trừ 1,5 đến 3,0 mm đối với rãnh khía hình tay. Sự cải thiện độ chính xác này trực tiếp làm giảm khe hở mối hàn tại mối nối, cải thiện chất lượng mối hàn, giảm lượng kim loại phụ cần thiết và tạo ra mối nối hoàn thiện chắc chắn hơn, ít cần kiểm tra và khắc phục sau mối hàn hơn.

Ứng dụng của máy đục lỗ hồ quang ống

Máy đột dập hồ quang ống được sử dụng trong một số lĩnh vực sản xuất trong đó các kết cấu dạng ống hàn yêu cầu các kết nối cuối sạch sẽ, chính xác:

• Sản xuất nội thất: Khung đồ nội thất bằng kim loại, hệ thống giá đỡ và đồ đạc trưng bày được chế tạo từ các phần ống tròn yêu cầu các kết nối hình vòng cung nơi các thanh ngang nối với nhau theo chiều thẳng đứng. Chất lượng hình ảnh của mối nối rất quan trọng trong các ứng dụng trang trí nội thất và rãnh yên vừa khít, sạch sẽ được tạo ra bởi Máy đột hồ quang ống tạo ra các mối hàn yêu cầu công việc hoàn thiện tối thiểu trước khi đồ nội thất được sơn hoặc sơn tĩnh điện cho thị trường tiêu dùng.
• Khung và lồng cuộn ô tô: Lồng cuộn xe thể thao, khung phụ khung xe và thanh bảo vệ xe đa dụng được chế tạo từ ống tròn bằng thép mạ crôm hoặc thép nhẹ yêu cầu các kết nối có khía ở mọi nút. Các quy định an toàn đối với việc chế tạo lồng cuộn trong hầu hết các hạng mục đua xe thể thao yêu cầu các kết nối ống lồng phải đạt được tỷ lệ phần trăm tiếp xúc tối thiểu cụ thể tại giao diện khớp, tỷ lệ này chỉ có thể đạt được một cách đáng tin cậy với các đầu ống có khía khía trên máy. Máy đục lỗ hồ quang ống cho phép người chế tạo lồng đáp ứng các yêu cầu an toàn này một cách nhất quán và hiệu quả.
• Xây dựng và chế tạo kết cấu: Hệ thống lan can, rào chắn an toàn, nút kết cấu trong kết cấu thép kiến trúc và thiết bị sân chơi đều sử dụng khung hình ống hàn trong đó các kết nối hình vòng cung được kiến trúc sư hoặc kỹ sư chỉ định vì cả lý do kết cấu và thẩm mỹ. Máy đột dập hồ quang ống cho phép các nhà chế tạo sản xuất các mối nối này với tốc độ sản xuất giúp hệ thống kết cấu hình ống có giá cạnh tranh với kết cấu thép tấm hoặc thép hình hàn tương đương.
• Thiết bị công nghiệp và giá đỡ đường ống: Các giá đỡ ống, khung thiết bị và cấu trúc tiếp cận của nhà máy xử lý được chế tạo từ các mặt cắt rỗng hình tròn tiêu chuẩn sử dụng các kết nối hình vòng cung để duy trì sự thẳng hàng của đường ống tại các vị trí nút ba chiều phức tạp. Độ chính xác của các kết nối ống khía bằng máy giúp giảm thời gian lắp đặt tại chỗ và yêu cầu điều chỉnh trong quá trình lắp ráp kết cấu.

Ưu điểm sẵn sàng hàn của đầu ống có khía trên máy

Cụm từ mối hàn sẵn sàng trong ngữ cảnh của Máy đục lỗ hồ quang ống đề cập đến chất lượng của bề mặt cắt ở đầu có khía của ống. Một bộ khuôn phù hợp trên Máy đột hồ quang ống được thiết lập đúng cách sẽ tạo ra một rãnh có bề mặt cắt vuông góc với trục ống trong suốt cung, với bề mặt hoàn thiện mịn và không có vết dụng cụ cũng như các rãnh mài góc đặc trưng của các rãnh được tạo hình thủ công. Bề mặt sẵn sàng cho mối hàn này không yêu cầu phải chuẩn bị bề mặt thứ cấp trước khi mối nối được gắn và hàn, tiết kiệm thời gian thiết lập và kiểm tra mà lẽ ra cần phải có để xác minh sự phù hợp của mối nối để hàn.

Tính linh hoạt của máy đục lỗ công nghiệp

Máy đột lỗ công nghiệp là loại rộng nhất trong dòng công nghệ đột, bao gồm cả cấu hình đột tấm phẳng và đột dập ống, đồng thời phục vụ nhiều loại vật liệu, kích thước lỗ và khối lượng sản xuất nhất. Hiểu các thông số công suất và khả năng tương thích vật liệu của Máy đục lỗ là điều cần thiết để kết hợp thông số kỹ thuật chính xác của máy với từng ứng dụng sản xuất.

Đục lỗ tấm phẳng và đục lỗ ống: Sự khác biệt chính

Sự khác biệt giữa đột lỗ tấm phẳng và đột lỗ ống xác định cấu hình máy cần thiết, hình dạng của bộ khuôn và các yêu cầu hỗ trợ phôi trong quá trình đột:

• Đục tấm phẳng: Phôi được đỡ trên một tấm đỡ phẳng bên dưới lỗ khuôn. chày đi xuống theo phương thẳng đứng xuyên qua vật liệu và sên được đẩy xuống dưới qua lỗ khuôn vào thùng chứa bên dưới chốt. Máy đột lỗ tấm phẳng yêu cầu cố định phôi tối thiểu và có thể xử lý nhiều loại độ dày tấm và tấm chỉ bằng cách điều chỉnh độ sâu hành trình đột và thay đổi bộ khuôn cho từng độ dày vật liệu và kết hợp đường kính lỗ.
• Đục lỗ ống: Phôi là một phần rỗng phải được đỡ bên trong trong quá trình đột (xem phần thảo luận về trục gá ở trên). Cấu hình máy phải cho phép ống được nạp theo chiều trục vào trục gá để định vị khuôn bên trong ống ở đúng vị trí trước khi chày hạ xuống. Máy đột lỗ dạng ống thường có bố cục nằm ngang với tải trọng ống từ phía bên hoặc phần cuối của khung máy, đây là sự sắp xếp cơ học khác biệt cơ bản so với bộ phận đỡ dọc của máy tấm phẳng.

Công suất và trọng tải của máy đục lỗ

Lực đột cần thiết cho một nguyên công cụ thể được xác định bởi loại vật liệu, độ dày vật liệu và chu vi của mặt cắt chày (đối với chày tròn, đây là pi nhân với đường kính chày). Công thức lực đấm gần đúng là: Lực (tấn) = Chu vi (mm) nhân Độ dày (mm) nhân Độ bền cắt (N/mm2) chia cho 1.000. Đối với thép nhẹ có cường độ cắt xấp xỉ 280 N/mm2, việc đục lỗ có đường kính 20 mm xuyên qua tấm dày 5 mm cần khoảng: 63 mm nhân với 5 mm nhân với 280 N/mm2 chia cho 1.000 = 88 kN, tương đương khoảng 9 tấn. Phương pháp tính toán này cho thấy lý do tại sao trọng tải máy phải được chọn với giới hạn an toàn trên lực đột tính toán tối đa cho vật liệu dày nhất và đường kính lỗ lớn nhất trong phạm vi công việc theo kế hoạch: vận hành Máy đột lỗ bằng hoặc cao hơn trọng tải định mức của nó sẽ làm tăng tốc độ mài mòn khuôn, có nguy cơ đột dập và gãy khuôn và có thể làm hỏng khung máy do nứt do mỏi tại các điểm tập trung ứng suất trong quá trình đúc hoặc chế tạo khung.

Là hướng dẫn lựa chọn thực tế, bảng sau đây cung cấp các yêu cầu về trọng tải gần đúng cho các nguyên công đột thông thường trên các loại và độ dày vật liệu được sử dụng thường xuyên nhất:

Khả năng tương thích vật liệu trên toàn bộ dòng máy đục lỗ

Máy đột lỗ công nghiệp được sử dụng thường xuyên trên ba nhóm kim loại chính, mỗi nhóm có yêu cầu cụ thể về thông số kỹ thuật của bộ khuôn, hình dạng chày và bôi trơn:

• Thép cacbon (thép nhẹ): Vật liệu Máy đục lỗ phổ biến nhất, có độ bền cắt có thể dự đoán được từ 260 đến 320 N/mm2 và khả năng đột lỗ tốt trên các độ dày từ 1 mm đến 12 mm trên các máy được đánh giá phù hợp. Bộ khuôn thép công cụ D2 tiêu chuẩn thích hợp để đột thép cacbon với khối lượng sản xuất lên tới 100.000 chu kỳ giữa các lần mài khi duy trì khe hở và bôi trơn chính xác.
• Thép không gỉ: Khó đục lỗ hơn thép cacbon có độ dày tương đương (cường độ cắt từ 380 đến 450 N/mm2 đối với các loại austenit như 304 và 316), yêu cầu lực đấm lớn hơn khoảng 40 đến 50% so với thép cacbon ở cùng độ dày và đường kính lỗ. Thép không gỉ cũng cứng lại nhanh chóng trong giai đoạn đầu của hành trình đột, làm tăng lực cần thiết để hoàn thành hành trình đột và tăng tốc độ mài mòn của khuôn. Thép công cụ luyện kim bột hoặc chày phủ TiN giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ khuôn trong các ứng dụng đột thép không gỉ.
• Nhôm: Là vật liệu dễ đột nhất trong ba vật liệu về yêu cầu lực (cường độ cắt từ 100 đến 200 N/mm2 tùy thuộc vào hợp kim và nhiệt độ), cho phép đục lỗ các tấm dày hơn trên các máy có trọng tải thấp hơn so với thép có độ dày tương đương. Thách thức chính với đột nhôm là độ bám dính của sên: xu hướng nhôm bị vón cục và dính vào mặt chày có thể khiến sên bị kéo trở lại khuôn và sau đó đột nhầm ở lần đột tiếp theo. Các mẫu rãnh bước nhỏ trên mặt chày và hệ thống đẩy sên chủ động giải quyết thách thức này trong các ứng dụng đột nhôm chuyên dụng.

Các yếu tố chính cần xem xét khi mua máy đục lỗ và ống

Việc mua sắm Máy đột dập ống, Máy đột dập hồ quang ống hoặc Máy đột lỗ công nghiệp đòi hỏi phải đánh giá nhiều yếu tố vận hành và kỹ thuật phụ thuộc lẫn nhau để xác định xem liệu máy được chọn có hoạt động đáng tin cậy ở tốc độ sản xuất và mức chất lượng yêu cầu trong suốt thời gian sử dụng hay không. Việc tập trung vào các thông số kỹ thuật tiêu đề như trọng tải tối đa mà không xem xét đến hệ sinh thái dụng cụ, khả năng tự động hóa và các yêu cầu bảo trì của máy cụ thể sẽ dẫn đến các quyết định mua sắm kém hiệu quả trên thực tế.

Độ dày thành và đường kính ống cho máy đục lỗ ống

Sự kết hợp giữa độ dày thành ống và đường kính ngoài của ống là yếu tố xác định thông số kỹ thuật chính cho việc lựa chọn Máy đột dập ống vì nó xác định lực đột cần thiết, đường kính trục gá cần thiết cũng như kích thước lỗ tối thiểu và tối đa thực tế có thể được đục lỗ mà không làm biến dạng vật liệu. Các quy tắc chính về thông số kỹ thuật của Máy đục lỗ ống bao gồm:

• Đường kính lỗ tối thiểu so với độ dày thành: Đường kính chày tối thiểu được khuyến nghị cho bất kỳ vật liệu nào bằng độ dày vật liệu. Việc đột một lỗ có đường kính nhỏ hơn độ dày vật liệu sẽ khiến chày chịu ứng suất nén quá mức gây ra gãy sớm. Do đó, đối với ống có thành dày 4 mm, đường kính lỗ tối thiểu là 4 mm và tối thiểu 6 mm sẽ thiết thực hơn cho độ tin cậy sản xuất.
• Đường kính lỗ tối đa so với đường kính ống: Việc đục một lỗ có đường kính bằng hoặc vượt quá đường kính lỗ bên trong của ống sẽ loại bỏ quá nhiều vật liệu khỏi thành ống khiến tính toàn vẹn cấu trúc của ống bị tổn hại. Đường kính lỗ tối đa thực tế là khoảng 70 phần trăm đường kính ngoài của ống đối với các phần ống tròn để duy trì đủ vật liệu thành còn lại xung quanh chu vi lỗ.
• Phạm vi đường kính ống của máy: Máy đục lỗ ống thường được thiết kế xung quanh một phạm vi đường kính ống cụ thể, với các cụm trục gá có thể thay thế được cho phép máy phù hợp với các kích cỡ ống khác nhau trong phạm vi thiết kế của nó. Trước khi mua, hãy xác nhận rằng phạm vi trục gá của máy bao gồm toàn bộ phạm vi đường kính của ống trong lịch trình sản xuất hiện tại và dự kiến ​​của bạn.

Khối lượng sản xuất: Vận hành thủ công và vận hành CNC

Yêu cầu về khối lượng sản xuất của ứng dụng xác định mức độ tự động hóa phù hợp trong máy đã chọn. Phạm vi từ vận hành hoàn toàn thủ công đến vận hành hoàn toàn bằng CNC thể hiện sự cân bằng trực tiếp giữa chi phí vốn và chi phí sản xuất trên mỗi sản phẩm phải được đánh giá trong bối cảnh khối lượng sản xuất hiện tại và dự kiến:

• Vận hành bằng tay: Người vận hành định vị ống hoặc tấm theo cách thủ công cho mỗi lần đột dập, sử dụng các điểm dừng cơ học, thang đo hoặc đồ gá khuôn để hướng dẫn định vị. Máy thủ công có chi phí vốn thấp nhất (thường từ 5.000 đến 30.000 USD cho Máy đột dập ống thủy lực loại 10 đến 30 tấn) và rất thiết thực cho khối lượng sản xuất lên tới 50 đến 100 phôi mỗi ngày. Chúng mang lại sự linh hoạt tối đa cho công việc tùy chỉnh khối lượng thấp trong đó mỗi phôi có thể có một mẫu lỗ duy nhất.
• Hoạt động bán tự động: Hệ thống lập chỉ mục ống cơ giới hóa hoặc các điểm dừng định vị được điều khiển bằng servo sẽ tự động hóa bước định vị trong khi người vận hành tải và dỡ phôi bằng tay. Máy bán tự động phù hợp với khối lượng sản xuất từ ​​100 đến 500 phôi mỗi ngày và đạt được độ lặp lại vị trí cộng hoặc trừ 0,2 mm mà không cần đến sự phức tạp lập trình đầy đủ của hệ thống CNC.
• Vận hành CNC: Máy đột dập ống hoặc Máy đột lỗ hoàn toàn bằng CNC kết hợp bộ điều khiển máy lập trình mẫu lỗ hoàn chỉnh cho từng bộ phận, tự động định vị phôi, điều khiển các thông số hành trình đột và có thể bao gồm tải và dỡ phôi tự động để tắt đèn sản xuất. Hệ thống CNC đạt được độ lặp lại vị trí từ cộng hoặc trừ 0,05 đến 0,1 mm và hợp lý về mặt kinh tế cho khối lượng sản xuất trên 500 phôi mỗi ngày hoặc cho các mẫu lỗ phức tạp đòi hỏi thời gian thiết lập quá mức trên máy thủ công. Máy đục lỗ CNC với cấp liệu ống tự động có thể hoàn thành mẫu 6 lỗ trên ống 1,5 mét trong 25 đến 40 giây bao gồm cả thời gian định vị, với tốc độ sản xuất cần 3 đến 4 người vận hành trên các máy thủ công tương đương.

Dễ dàng thay đổi công cụ và có sẵn khuôn

Năng suất thực tế của Máy đột lỗ trong xưởng gia công hoặc môi trường sản xuất hỗn hợp phụ thuộc rất nhiều vào việc bộ khuôn có thể được thay đổi nhanh chóng và dễ dàng như thế nào giữa các công việc yêu cầu kích thước hoặc hình dạng lỗ khác nhau. Thời gian thay khuôn ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ sử dụng hiệu quả của máy: một máy cần 30 phút để thay đổi từ kích thước khuôn này sang kích thước khuôn khác sẽ có một phần đáng kể số giờ sản xuất sẵn có được sử dụng cho việc thiết lập thay vì đột lỗ trong một ngày sản xuất đa công việc thông thường. Đánh giá các đặc điểm thay đổi công cụ sau đây trước khi mua:

• Hệ thống giữ chày thay đổi nhanh: Sản xuất chất lượng Máy đột lỗ sử dụng hệ thống dụng cụ trong đó chày được cố định trong giá đỡ bằng chốt khóa hướng tâm hoặc cơ cấu giữ kiểu lưỡi lê có thể nhả ra và lắp lại mà không cần dụng cụ trong 30 đến 60 giây. Các máy yêu cầu nới lỏng và siết chặt nhiều bu lông cho mỗi lần thay chày sẽ thiết lập chậm hơn đáng kể và tạo ra nhiều cơ hội hơn cho việc lệch chày sau khi thay đổi.
• Tính sẵn có của khuôn từ nhà sản xuất và thị trường hậu mãi: Xác nhận trước khi mua rằng máy sử dụng hệ thống dụng cụ tiêu chuẩn (chẳng hạn như kích thước dụng cụ tương thích tiêu chuẩn quốc tế Wila, Wilson hoặc Trumpf) mà bộ khuôn có sẵn từ nhiều nguồn. Hệ thống công cụ độc quyền chỉ có sẵn từ nhà sản xuất máy tạo ra sự phụ thuộc vào một nguồn duy nhất có thể gây ra sự chậm trễ trong sản xuất và định giá cao cho công cụ thay thế.

Bảo trì và an toàn cho thiết bị đục lỗ và ống

Hiệu suất lâu dài của Máy đột dập ống, Máy đột dập hồ quang ống và Máy đột lỗ phụ thuộc nhiều vào kỷ luật bảo trì được áp dụng trong quá trình vận hành cũng như chất lượng của chính máy. Việc bảo trì không đầy đủ dẫn đến hao mòn dụng cụ sớm, hỏng hệ thống thủy lực và các sự cố an toàn phát sinh khi các bộ phận của máy xuống cấp đến trạng thái hỏng hóc không thể đoán trước khi chịu tải. Khung bảo trì và an toàn sau đây thể hiện cách thực hành tốt tối thiểu cho bất kỳ hoạt động đột xuất nào.

Quy trình kiểm tra và bôi trơn hàng ngày

Quy trình bảo trì hàng ngày đối với Máy đột dập ống hoặc Máy đột lỗ sản xuất phải giải quyết các hệ thống quan trọng sau đây trước chu kỳ đột dập đầu tiên trong ngày:

1. Mức dầu thủy lực và tình trạng: Kiểm tra mức bình chứa thủy lực bằng kính quan sát hoặc que thăm. Dầu dưới mức tối thiểu cho thấy có sự rò rỉ trong hệ thống cần được điều tra và sửa chữa trước khi bắt đầu sản xuất. Dầu có màu sữa hoặc bị đổi màu cho thấy ô nhiễm nước làm giảm hiệu suất thủy lực và gây ra sự ăn mòn ở thân van và xi lanh. Nhiệt độ dầu khi bắt đầu sản xuất phải được phép đạt đến nhiệt độ vận hành tối thiểu của nhà sản xuất trước khi bắt đầu chu trình đột tải đầy tải để đảm bảo độ nhớt của dầu và phản ứng thủy lực thích hợp.
2. Khe hở và tình trạng của chày và khuôn: Kiểm tra đầu chày và lỗ khuôn xem có bị sứt mẻ, nứt hoặc vết mòn bất thường không. Một chày bị nứt hoặc sứt mẻ phải được thay thế ngay lập tức: đầu chày bị gãy có thể bắn ra các mảnh vỡ với vận tốc cao trong quá trình ép, tạo ra nguy cơ đạn bắn nghiêm trọng. Kiểm tra lỗ khuôn xem có tích tụ kim loại từ quá trình sản xuất ngày hôm trước không; nhôm và một số hợp kim thép không gỉ có xu hướng hình thành các mối hàn vi mô trên bề mặt khuôn làm giảm chất lượng lỗ và tăng tải đột.
3. Bôi trơn cú đấm: Bôi chất bôi trơn chày theo khuyến nghị của nhà sản xuất vào đầu chày và bề mặt vật liệu tại điểm vào chày trước chu kỳ đầu tiên. Việc đột mà không bôi trơn sẽ làm tăng lực tước cần thiết để rút chày ra khỏi phôi sau mỗi hành trình, điều này làm tăng độ mài mòn trên tấm tước và thân chày và có thể khiến các vật liệu gia công cứng như thép không gỉ bị bong ra và dính vào đầu chày.
4. Kiểm tra chức năng hệ thống an toàn: Kiểm tra tất cả các khóa liên động an toàn (rèm sáng, hai bộ điều khiển bằng tay, tấm bảo vệ bàn đạp chân) vào đầu mỗi ngày sản xuất để xác nhận chúng hoạt động chính xác trước khi người vận hành bắt đầu làm việc. Khóa liên động an toàn bị hỏng qua đêm hoặc trong quá trình vận chuyển phải được sửa chữa trước khi sử dụng máy: vận hành máy ép mà không có khóa liên động an toàn chức năng là vi phạm quy định nghiêm trọng ở hầu hết các khu vực pháp lý và khiến cả người vận hành lẫn người sử dụng lao động phải chịu trách nhiệm pháp lý trong trường hợp xảy ra thương tích.

Tiêu chuẩn an toàn cho người vận hành và yêu cầu về PPE

Máy đột dập ống và Máy đột lỗ tạo ra thế năng đáng kể trong hành trình đột có thể gây thương tích nghiêm trọng nếu một bàn tay hoặc bất kỳ bộ phận cơ thể nào đi vào không gian khuôn trong hoặc sau chu kỳ đột. Sự kết hợp giữa bảo vệ máy, quy trình làm việc an toàn và thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) phải được giải quyết một cách toàn diện để bảo vệ người vận hành:

• Điểm bảo vệ hoạt động: Không gian khuôn của mỗi Máy đột dập ống và Máy đột lỗ sản xuất phải được bảo vệ để ngăn chặn sự tiếp cận của tay người vận hành trong quá trình đột dập. Màn chắn ánh sáng (các rào chắn tế bào quang điện dừng máy ép nếu mặt phẳng ánh sáng bị phá vỡ do tay hoặc vật thể đi vào khu vực khuôn) là loại bảo vệ tiêu chuẩn cho máy CNC và bán tự động mà người vận hành phải tiếp cận gần khu vực khuôn trong quá trình sản xuất. Các bộ phận bảo vệ vật lý cố định (các tấm thép có khe để tải phôi) thích hợp cho hoạt động thủ công lặp đi lặp lại trong đó đường đi của tay người vận hành có thể được kiểm soát hoàn toàn bằng hình dạng của bộ phận bảo vệ.
• Thao tác điều khiển bằng hai tay: Máy đột lỗ thủ công và Máy đột dập ống phải được vận hành bằng hai bộ điều khiển bằng tay, yêu cầu người vận hành nhấn đồng thời cả hai nút điều khiển để bắt đầu hành trình đột, ngăn chặn việc chạm vào một tay trong khi tay kia có thể ở trong vùng khuôn. Hệ thống điều khiển phải được thiết kế để ngăn cản việc đạp xe nếu một trong hai nút điều khiển được nhả ra trong hành trình.
• Yêu cầu về PPE: Người vận hành Máy đột dập ống và Máy đột lỗ phải đeo găng tay chống cắt khi xử lý phôi kim loại tấm (không phải trong hành trình ép, khi tay phải ở xa khu vực khuôn), kính an toàn hoặc tấm che mặt để bảo vệ khỏi các mảnh kim loại và mảnh kim loại văng ra, giày bảo hộ có ngón chân thép bảo vệ chống lại phôi và dụng cụ bị rơi, đồng thời bảo vệ thính giác trong môi trường sản xuất nơi hoạt động liên tục của máy vượt quá 85 dB(A).
• Yêu cầu về đào tạo và năng lực: Người vận hành Máy đục lỗ ống thủy lực và Máy đục lỗ phải được đào tạo bằng tài liệu về quy trình vận hành an toàn dành riêng cho máy trước khi được phép vận hành không có giám sát. Ở nhiều khu vực pháp lý, việc vận hành máy ép chạy bằng điện đòi hỏi phải có đánh giá năng lực chính thức và hồ sơ đào tạo người vận hành phải được lưu giữ như một phần của tài liệu quản lý an toàn và sức khỏe của người sử dụng lao động.

Tài liệu tham khảo

Nguyên tắc cơ bản về tạo hình kim loại, Kalpakjian, S. và Schmid, S. R. (2014). Kỹ thuật và Công nghệ Sản xuất , tái bản lần thứ 7. Giáo dục Pearson, Thượng Saddle River, NJ. (Tính toán lực đột và các nguyên tắc cơ bản về khe hở khuôn.)

Schuler GmbH (2019). Sổ tay tạo hình kim loại . Springer, Berlin. (Thiết kế máy ép thủy lực và công nghệ dập khuôn.)

Boljanovic, V. (2004). Quy trình tạo hình kim loại tấm và thiết kế khuôn . Nhà xuất bản công nghiệp, New York. (Thiết kế bộ khuôn, độ hở của chày và khuôn, tuổi thọ dụng cụ.)

Hiệp hội hàn Hoa Kỳ (2020). Mã hàn kết cấu AWS D1.1: Thép . AWS, Miami, FL. (Yêu cầu chuẩn bị mối hàn cho các kết nối ống.)

Narayanan, R. G. và Gupta, A. K. (Biên tập) (2012). Những tiến bộ trong việc hình thành và kết nối vật liệu . Springer, New Delhi. (Công nghệ xỏ và khía ống.)

Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (2021). ISO 14120: An toàn máy móc . ISO, Genève. (Thiết kế tấm chắn và yêu cầu an toàn đối với máy móc sản xuất.)

Roberts, W. L. (1988). Cán nguội thép . Marcel Dekker, New York. (Dữ liệu cường độ cắt vật liệu cho hợp kim thép được sử dụng trong tính toán đột dập.)

Sổ tay Máy móc (2020). Phiên bản thứ 31. Nhà xuất bản công nghiệp, New York. (Công thức đột, khe hở khuôn và dữ liệu về khả năng gia công vật liệu.)

Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Châu Âu (2006). EN 13736: An toàn của máy công cụ: Máy ép khí nén . CEN, Bruxelles. (Tiêu chuẩn thiết kế an toàn máy ép áp dụng cho máy đột dập ống thủy lực.)

Lange, K. (Ed.) (1985). Sổ tay tạo hình kim loại . Đồi McGraw, New York. (Tài liệu tham khảo toàn diện về cơ học quá trình đột bao hình, xuyên thấu và tạo hình.)