Ce este stivuirea sculelor pe un îndoit de tuburi CNC? Moare cu mai multe stive explicate

Imaginați-vă o comandă de producție pentru o sută de suporturi de cadru. Piesa necesită trei raze de îndoire pe același tub, iar două dintre aceste raze sunt în planuri diferite. Pe o mașină de îndoit CNC convențională cu o singură matriță, operatorul se oprește după prima rază, scoate matrița de îndoire, montează pe următoarea, verifică alinierea și îndoi o piesă de probă. Aceeași întrerupere s-ar întâmpla înainte de raza finală. Stivuirea sculelor elimină cea mai mare parte a modelului prin plasarea mai multor seturi complete de scule de îndoire pe un cap CNC, unul deasupra celuilalt. Mașina selectează raza corectă prin deplasarea capului, iar tubul rămâne prins în colț pentru întreaga secvență.

Prin urmare, stivuirea sculelor este atât o aranjare fizică a matrițelor, cât și o strategie de programare. Există pentru că multe piese din lumea reală au nevoie de mai mult de o rază de îndoire și pentru că timpul de schimbare este unul dintre cei mai mari factori de cost în îndoirea tuburilor. Când mașina poate comuta automat între nivelurile de sculă, piesa se poate deplasa prin întreaga secvență de rază fără a fi eliberată. Această diferență unică are un efect direct asupra duratei ciclului, preciziei pieselor și volumului de lucru al operatorului.

Pentru a înțelege pe deplin acest concept, vă ajută să revizuiți ce presupune curbarea CNC la nivelul axei. Restul acestui articol explică componentele sculelor, cerințele mașinii și situațiile de producție în care stivuirea se plătește.

Ce este exact sculele stivuite pe un îndoit de tuburi CNC?

Sculele stivuite înseamnă că două sau mai multe seturi de matrițe de îndoire au o zonă comună de montare pe capul mașinii. Fiecare set este o combinație completă pentru o rază de îndoire și include matrița de îndoire, matrița de clemă, matrița de presiune și, atunci când este necesar, matrița de ștergere. Aceste componente sunt montate la diferite niveluri verticale. În timpul unei secvențe de îndoire, sistemul CNC ridică sau coboară capul pentru a aduce nivelul corect în planul de îndoire.

Cea mai simplă versiune este o matriță cu un singur stivă, în care mai multe caneluri împart un bloc de matriță îndoit. Acest lucru funcționează atunci când razele sunt apropiate și tubul nu are nevoie de poziții de prindere diferite. Versiunea mai capabilă este un aranjament cu mai multe stive cu seturi de instrumente complet independente pentru fiecare rază. La asta se referă majoritatea producătorilor când discută despre stivuirea sculelor pe o îndoitor de tuburi CNC.

Mașinile proiectate pentru această sarcină au un cap întărit, o axă verticală servocontrolată și suficient spațiu în gât pentru a curăța uneltele stivuite. Fără aceste caracteristici, adăugarea de niveluri de stivă ar reduce rigiditatea și toleranța rănită. Acesta este motivul pentru care familiile de produse cu configurații de scule cu două stive, trei stive și mai multe stive nu se referă doar la matrițe mai înalte; sunt proiectate în funcție de greutatea și deplasarea capului stivuit.

Mașină de îndoit tuburi de matriță cu două stive și mai multe stive Această mașină folosește matrițe stivuite pentru a gestiona mai multe coturi sau raze într-o singură configurație, reducând schimbările matrițelor și susținând unghiuri mari de îndoire de până la 190°. Ideal pentru forme complexe de țevi care necesită o distanță apropiată între coturi. Vizualizare produs →

Stive drepte și stive decalate

Uneltele stivuite nu se aliniază întotdeauna peste același centru de îndoire. O stivă dreaptă menține toate liniile centrale ale sculei într-o linie verticală. O stivă decalată, uneori numită stivă cu picioare de câine, plasează fiecare rază la o poziție orizontală diferită, precum și la o înălțime diferită. Aranjamentul decalat permite curbe distanțate de-a lungul tubului și reduce interferența cu secțiunile îndoite anterior. Ambele scheme folosesc același principiu de schimbare CNC; diferența constă în geometria suportului de scule și în modul în care sunt programate planurile de îndoire.

Cum alege capul CNC nivelul corect al sculei

În timpul programării, fiecărui îndoire i se atribuie un nivel de sculă în plus față de unghiul de îndoire, unghiul de rotație și distanța de avans. Înainte de începerea unei curbe, mașina confirmă nivelul actual și schimbă, dacă este necesar. Deoarece tubul rămâne în colț, planurile de îndoire rămân legate matematic de îndoirile anterioare. Aceasta este o abatere majoră de la schimbarea manuală, în care fiecare nouă configurare introduce o nouă eroare de referință.

Graficul arată timpii tipici de configurare pentru o modificare a razei. Valorile sunt ilustrative pentru tuburi de dimensiuni medii între 12 și 60 mm în diametru. Lucrarea manuală cu o singură matriță include timp pentru ridicarea matriței, curățarea feței de montare și alinierea noului instrument. Sculele stivuite scurtează sarcina la o mișcare servo și la o curbă de verificare. Schimbarea rapidă a sculelor este rapidă, dar necesită totuși o schimbare fizică a întregului suport. Mașinile cu mai multe stive automatizează în continuare selecția prin mutarea uneia dintre mai multe stații pregătite în poziția de îndoire. Adevărata economisire nu sunt minutele în sine; este reducerea pieselor de probă și riscul mai scăzut ca raționamentul operatorului să afecteze calitatea.

De ce producătorii folosesc stivuirea sculelor

Principalele beneficii ale sculelor stivuite sunt mai ușor de văzut în numerele de producție decât în sculele în sine. Un cap stivuit reduce numărul de ori când un operator trebuie să deschidă ușa mașinii. De asemenea, menține tubul prins pentru operații multiple de îndoire, ceea ce înlătură problema clasică a pierderii poziției de referință după remontare. Următoarele puncte rezumă avantajele practice într-un mediu de magazin.

• Mai puține schimbări, mai ales când aceleași două sau trei raze se repetă în mai multe părți.
• Repetabilitate mai bună, deoarece alinierea dintre matrița de îndoire și matrița de prindere este fixată de stiva de scule și nu de operator.
• Timp general de ciclu mai scurt pentru piesele cu mai multe raze, deoarece deplasarea capului durează câteva secunde.
• Reduceți deșeurile în timpul instalării, deoarece prima parte de probă rareori necesită reluare.
• Forță de muncă mai puțin calificată pentru schimbarea sculelor, ceea ce contează în schimburi cu supraveghere limitată.

Diagrama cu linii arată cum crește debitul pe măsură ce dimensiunea lotului crește. Sculele cu o singură stivă cheltuiesc o mare parte din fiecare tură pe schimbări, astfel încât producția crește lent până când loturile devin lungi. Sculele stivuite reduce această penalizare, deoarece o modificare a razei este doar o deplasare verticală a capului. Mașinile cu mai multe stive adaugă un alt strat de automatizare prin transportul de seturi de scule mai complete în același ciclu. Pentru producția cu amestec ridicat, decalajul din partea stângă a diagramei contează mai mult decât valorile din dreapta sus. De aceea, multe magazine de muncă aleg stivuirea chiar și atunci când comanda lor medie este de doar 50 sau 100 de piese.

Scule stivuite versus scule cu schimbare rapidă

O alternativă comună la stivuire este sculele cu schimbare rapidă, în care fiecare matriță de îndoire este montată pe un suport și întregul suport este schimbat în câteva minute. Schimbarea rapidă este atractivă atunci când piesele utilizează un amestec larg de raze și stocuri se modifică în mod constant. Stivuirea este mai bună atunci când în aproape fiecare lucrare apar aceleași două sau trei raze. Diagrama radar compară ambele abordări pe șase criterii practice. O zonă mai mare pe orice axă înseamnă un scor mai bun pentru acel criteriu.

Diagrama radar clarifică un punct: cea mai bună metodă de scule depinde de cât de repetabilă este familia ta de piese. Sculele stivuite au scoruri ridicate la viteza de configurare, repetabilitate și capacitatea de a manipula piese complexe. Sculele cu schimbare rapidă câștigă flexibilitate pentru un amestec de raze în continuă schimbare. Costul sculei se comportă diferit în fiecare configurație, deoarece sculele stivuite necesită un set complet de matrițe pe rază, în timp ce schimbarea rapidă poate împărți suporturi. Dacă programul dvs. de producție este stabil de luni de zile, sculele stivuite oferă un echilibru general mai bun. Dacă nu știi niciodată ce rază va ajunge săptămâna viitoare, schimbarea rapidă este ruta mai sigură.

Când sculele stivuite au cel mai mult sens

Sculele stivuite sunt avantajoase într-un amestec specific de condiții. Familia de piese trebuie să fie suficient de stabilă pentru a justifica cumpărarea mai multor seturi complete de matrițe. Loturile ar trebui să fie suficient de mari pentru a beneficia de o schimbare mai rapidă, dar nu atât de mari încât timpul de configurare să devină irelevant. Geometria ar trebui să includă două sau mai multe raze care se repetă de la o lucrare la alta. Programele de producție ar trebui să tolereze, de asemenea, un scurt efort inițial de inginerie, deoarece secvența stivei trebuie programată și dovedită pe primul articol.

• Esapament auto și componente ale cadrului cu mai multe curbe pe un singur tub.
• Balustrade, bare de prindere și părți arhitecturale cu amestecuri de raze repetate.
• Ansambluri de tuburi hidraulice și pneumatice care necesită mai multe raze de îndoire într-o singură lungime.
• Serpentine schimbătoare de căldură și circuite de fluid în care același profil de tub rulează în volum mare.
• Cadre de mobilier și părți structurale cu cerințe vizibile de calitate a îndoirii.

Unele dispozitive de îndoit CNC utilizează o dispunerea laturilor comune dreapta-stânga, în care un cap poate lucra din ambele părți ale poziției centrale a sculei. Acest aspect folosește, de asemenea, instrumente stivuite și este util pentru piesele cu îndoituri pe părțile opuse ale planului central.

Îndoit CNC cu un singur cap dreapta-stânga laturi comune Această serie de cinci modele se îndoaie de fiecare parte a poziției centrale a sculei, oferind precizie servo-acționată și programe stocate pentru producție repetabilă în loturi. Util pentru piese cu coturi pe laturile opuse ale planului central. Vizualizare produs →

Limitări și riscuri de planificat

Stivuirea nu este o opțiune gratuită. Gâtul mașinii și structura lagărului limitează câte niveluri pot fi stivuite înainte ca rigiditatea să scadă. Fiecare rază suplimentară înseamnă o matriță de îndoire suplimentară, o matriță de prindere, o matriță de presiune și adesea o matriță de ștergere, astfel încât costul crește rapid odată cu numărul de niveluri. Stiva de scule creează, de asemenea, noi riscuri de interferență între matrițe și secțiunile îndoite anterior. Accesul pentru întreținere este mai strâns, deoarece capul poartă mai multă masă, iar suprafețele de aliniere sunt mai greu de inspectat. Răspunsul practic este de a implica constructorul mașinii în revizuirea pieselor înainte de a finaliza proiectarea sculei.

Un argument cantitativ pentru sculele stivuite vine din capacitatea de proces. Diagrama coloane de mai jos compară indicele de capacitate pentru unghiul de îndoire pe o piesă moderat complexă. O valoare mai mare înseamnă mai puține îndoiri în afara benzii de toleranță.

Diagrama de coloane compară capacitatea tipică de proces pentru unghiul final de îndoire. Un Cp de 1,0 permite ca aproximativ 0,27 la sută din îndoituri să cadă în afara benzii de toleranță. Mulți clienți de automobile și hidraulice necesită un Cp minim de 1,33. Sculele stivuite ajung adesea la nivelul 1,67 deoarece alinierea sculei este fixată de structura mașinii. Sculele cu schimbare rapidă sunt mai consistente decât o singură matriță manuală, dar suprafețele sale de localizare se pot uza și necesită inspecție. Rezultatul este că stivuirea îmbunătățește nu numai viteza, ci și stabilitatea pe termen lung.

Ce să verificați înainte de a alege o mașină

Fiecare mașină de îndoit CNC care face publicitate pentru scule stivuite nu este la fel. Unele capete pot transporta două niveluri numai cu tuburi mici; altele sunt proiectate pentru trei sau mai multe niveluri și stive grele de matrițe. Software-ul mașinii trebuie să accepte, de asemenea, secvența de stivuire, inclusiv selecția la nivel de sculă în mijlocul unui program de îndoire. Solicitați o simulare a piesei eșantion și o declarație scrisă privind înălțimea maximă a stivei. Accesul de service la suportul matriței de presiune și zona matriței de ștergere merită verificat când mașina este sub tensiune.

• Numărul de niveluri de stivă suportate de sistemul de turnare a capului și de antrenare.
• Gama de deplasare verticală și repetabilitatea poziționării axei stivei.
• Forța de strângere disponibilă la fiecare nivel, în special pentru tuburile cu pereți grei.
• Tipul de interfață a sculei și compatibilitatea cu matrițele existente în patul de scule.
• Suport software pentru selectarea nivelului, verificarea coliziunilor și verificarea primului articol.

Pentru piesele cu îndoiri în mai multe planuri, un îndoitor complet 3D cu cap dublu extinde aceeași logică și mai mult. Două capete pot lucra la capete opuse ale tubului, iar rotațiile servocontrolate permit secvențe suprapuse într-un singur ciclu.

Mașină de îndoit tuburi 3D cu dublu cap și servo complet Acest îndoit complet electric lucrează simultan ambele capete ale tubului într-un singur ciclu, susținând țevi de până la 180 mm și până la 300 de puncte de îndoire. Potrivit pentru țevi lungi și fine în aplicații de automobile, mașini și aer condiționat. Vizualizare produs →

Odată ce specificațiile mașinii sunt clare, comparați costul total al pachetului de scule, nu doar prețul de bază. O stivă cu două niveluri pe fiecare stație poate costa la fel de mult ca un mic sistem de schimbare rapidă. Decizia ar trebui să se bazeze pe amestecul de piese real și pe dimensiunile loturilor înregistrate în ultimele șase luni.

Răspunsul scurt la întrebare este că stivuirea sculelor pe o mașină de îndoit CNC este o modalitate de a transporta două sau mai multe seturi complete de scule de îndoit pe același cap și de a le selecta după program. Avantajul este capacitatea de a realiza mai multe raze într-o singură prindere fără intervenția operatorului. Valoarea provine din mai puține schimbări, o repetabilitate mai bună și o producție mai mare pe schimb. Cea mai bună alegere depinde de familia dvs. de piese, de dimensiunile lotului și de cerințele de toleranță. Când compari Mașini de îndoit CNC , întrebați câte niveluri de stivă poate transporta capul și cum este întreținută stiva. Răspunsul vă spune dacă mașina este construită pentru genul de lucru pe care îl executați de fapt.