Co jsou stroje na děrování trubek, obloukové děrování trubek a děrovací stroje a jak je vybrat, provozovat a udržovat?

Přesná kovovýroba závisí na schopnosti odstraňovat materiál čistě, opakovaně a rychle z trubek a plechů bez deformace obrobku, vytváření sekundárních otřepů, které vyžadují další dokončovací práce, nebo zavádění rozměrových chyb, které se hromadí v celé sestavě. Stroj na děrování trubek, stroj na děrování trubek a průmyslový stroj na děrování děr řeší konkrétní segment tohoto požadavku a společně představují základní sadu technologií děrování pro plechové dílny, dílny stavební výroby, výrobce nábytku a výrobce automobilových komponentů, kteří působí v celém rozsahu objemů výroby od zakázkové jednorázové práce až po velkoobjemovou automatizovanou výrobu.

Přímá odpověď pro každého výrobce, který hodnotí tyto kategorie strojů, je tato: a Stroj na děrování trubek je správnou investicí, když je vaší primární potřebou vytvořit přesné kruhové nebo tvarované otvory v trubkových sekcích bez oválného zkreslení stěny trubky; Obloukový děrovací stroj je vyžadován, když trubky musí být na svých koncích opatřeny zářezy pro vytvoření sedlových spojů pro svařované konstrukční spoje, což je úkol, který vyžaduje tvarovanou geometrii matrice spíše než jednoduché děrování; a děrovací stroj v konfiguraci ploché desky zvládá úkoly děrování plechů a konstrukčních částí, kde je obrobek plochý nebo jen mírně zakřivený a děrovací síla může být aplikována kolmo na povrch materiálu. Pochopení těchto rozdílů, klíčových technických specifikací každého typu stroje a kritérií pro výběr a údržbu, která určují dlouhodobý výkon, je základem pro rozhodování o nákupu, které bude splňovat vaše výrobní požadavky po celou dobu životnosti zařízení.

Přesnost ve výrobě kovů: Proč na technologii děrování záleží

Výroba kovových součástí, které se musí spojovat, zarovnávat nebo spojovat s jinými díly, závisí zásadně na rozměrové přesnosti v pozicích otvoru a zářezu. Otvor, který je dokonce o 0,5 mm mimo polohu na konstrukčním držáku nebo kolejnici automobilového rámu, vyžaduje přepracování, které spotřebovává čas a spotřební materiál, a pokud chyba není zachycena před montáží, může narušit mechanickou integritu spoje nebo vyžadovat nákladnou nápravnou akci na částečně smontované konstrukci.

Ruční vrtání, historická alternativa strojního děrování pro vytváření děr při výrobě kovů, poskytuje přijatelné výsledky pro prototypovou práci a velmi nízkou objemovou výrobu, ale má významná omezení ve výrobním prostředí. Vrtání je proces řezání, který odstraňuje materiál rotací a je ze své podstaty pomalejší než děrování (které odstraňuje materiál jediným zdvihem lisu), vytváří jinou kvalitu okraje otvoru (na vrtaných hranách jsou stopy po nástroji a drobné otřepy, které vyžadují odstranění otřepů, zatímco děrované hrany mají čistou smykovou zónu a minimální převalování na vstupní ploše) a vyžaduje pilotní značení, vrtání, děrování spíše jako výsledek tří operací stroje a hotového odhrotování operace.

Výrobní měření konzistentně ukazují, že hydraulický děrovací stroj na trubky z měkké oceli dokáže dokončit děrovaný otvor za 3 až 8 sekund na cyklus včetně doby polohování, ve srovnání se 45 až 90 sekundami u ekvivalentního ručního vrtání a odstraňování otřepů. Při objemu výroby 200 děr za den představuje tento rozdíl v účinnosti úsporu práce 2 až 4 hodiny denně, která se přímo promítá do snížení výrobních nákladů a zvýšení kapacity pro další práci. Tato časová a kvalitativní výhoda je komerčním základem celé kategorie strojů na děrování trubek a děr a důvodem, proč tyto stroje nahradily ruční vrtání v každém výrobním prostředí, kde objem ospravedlňuje investice do zařízení.

Co je stroj na děrování trubek? Komponenty, funkce a výhody

Stroj na děrování trubek je specializovaný lis určený k vytváření děr ve stěně kruhového, čtvercového nebo obdélníkového průřezu trubky proražením tvarovaného razníku skrz stěnu trubky a do odpovídající matrice na opačné straně, aniž by došlo ke zborcení, oválnému nebo jinému narušení geometrie průřezu trubky. Kritickým konstrukčním problémem, který odlišuje specializovaný stroj na děrování trubek od běžného děrovacího lisu, je zajištění vnitřní podpory pro trubku během děrovacího zdvihu, což zabraňuje zhroucení stěny trubky směrem dovnitř, k němuž by jinak došlo, když si razník prorazí cestu přes nepodepřenou zakřivenou stěnu dutého profilu.

Hydraulické systémy ve strojích na děrování trubek

Systém dodávky energie produkčního stroje na děrování trubek je téměř univerzálně hydraulický ve středně těžkých až těžkých strojích z důvodů, které přímo prospívají procesu děrování. Hydraulické pohony generují velmi vysokou sílu při velmi krátkém zdvihu s přesným řízením síly, což je ideální silový profil pro operaci děrování: vysoká počáteční síla pro zahájení střihu, trvalá síla v tloušťce materiálu k dokončení děrování a rychlé zatažení děrovače pro rychlé dokončení cyklu.

Průmyslové stroje na děrování trubek jsou běžně dimenzovány na děrovací sílu mezi 10 a 100 tunami, přičemž stroje ve třídě 20 až 40 tun pokrývají většinu výroby trubkové oceli v tloušťce stěny od 1,5 mm do 8 mm ve standardní měkké oceli. Hydraulický systém udržuje tuto úroveň síly konzistentně po celý den výroby bez únavy výstupního výkonu, která postihuje stroje na bázi mechanického setrvačníku pracující v rychlých cyklech. Hydraulický tlak lze také přesně nastavit, aby se omezila hloubka zdvihu razníku, čímž se chrání matrice a trubka před přílišnými děrovacími silami, které by zkrátily životnost nástroje.

Sady matric: Přesná součást děrování trubek

Sada lisovnice se skládá z lisovníku (samčí součást, která proniká stěnou trubky) a lisovnice (samičí součást, která přijímá výstupek lisovníku a definuje geometrii otvoru). Kvalita sady lisovacích nástrojů přímo určuje rozměrovou přesnost otvoru, kvalitu hran, údržbu vůle lisovníku k lisu během tisíců cyklů a snadnost vyhození lisovacího nástroje po každém zdvihu. Mezi klíčové specifikace sady matric k vyhodnocení patří:

• Materiál razidla a matrice: Kvalitní výrobní sady lisovacích nástrojů pro děrování trubek z měkké oceli jsou vyrobeny z D2 nebo ekvivalentní nástrojové oceli s vysokým obsahem chromu (přibližně 12 procent chrómu, 1,5 procenta uhlíku) tepelně zpracované na tvrdost 58 až 62 HRC. Tato specifikace dosahuje životnosti razníku 50 000 až 150 000 cyklů v měkké oceli, než je nutné přebroušení. Pro děrování nerezové oceli nebo vysoce pevné oceli jsou určeny nástrojové oceli práškové metalurgie s vyšší odolností proti opotřebení.
• Průchod děrováním: Radiální vůle mezi lisovníkem a matricí je typicky 5 až 10 procent tloušťky stěny materiálu na stranu. Nedostatečná vůle způsobuje nadměrné opotřebení razníku a zápustky a může způsobit zlomení razníků pod dodatečným smykovým napětím; nadměrná vůle vytváří větší zónu převrácení na vstupní ploše razníku a větší otřepy na výstupní ploše, což snižuje kvalitu okraje otvoru. Správná vůle musí být specifikována při objednávání sad matric pro každý typ materiálu a kombinaci tloušťky.
• Zadržování a vyhazování slimáků: Po každém zdvihu razníku musí být odstraněný zásek spolehlivě vysunut z dutiny zápustky, aby se zabránilo nahromadění zářezu, který by poškodil zápustku a vychýlil následující razníky. Kvalitní sady lisovacích nástrojů obsahují stírací desky a vyhazovací pružiny, které pozitivně odstraňují zářezy při zpětném zdvihu.

Trny: Vnitřní podpora pro výsledky kvality děr

Trn je vnitřní podpůrná součást, která odlišuje vyhrazený stroj na děrování trubek od běžného lisu na ploché desky. Ve stroji na děrování trubek je matrice namontována uvnitř trubky (na nebo uvnitř sestavy trnu, která se vkládá do otvoru trubky) spíše než pod plochou desku. Když razník proniká stěnou trubky z vnějšku, matrice uvnitř trubky podporuje děrovací sílu, aniž by dovolila stěně trubky vychýlit se dovnitř, čímž je zachována geometrie trubice s kruhovým nebo obdélníkovým průřezem během zdvihu razníku. Bez podpěry trnu by proražení otvoru v trubce s poměrem tloušťky stěny k průměru nižším než přibližně 1:10 způsobilo, že by se trubka v místě prorážení ovál nebo vybočila, čímž by se vytvořila deformovaná díra, do které by se nemusel vložit spojovací prvek nebo konektor, pro který byl navržen, a potenciálně by bylo nutné trubku sešrotovat.

Stroj na děrování trubek vs ruční vrtání: Výrobní případ

Kromě již zmíněné výhody doby cyklu nabízejí stroje na děrování trubek několik výhod v oblasti kvality a procesu oproti ručnímu vrtání, které jsou zvláště významné ve výrobním prostředí:

• Žádné teplo v otvoru: Vrtání vytváří značné řezné teplo na rozhraní materiálu nástroje, které může způsobit místní metalurgické změny (pracovní zpevnění nerezové oceli, oduhličení na povrchu uhlíkové oceli) a tepelné zkreslení v tenkostěnných trubkách. Děrování je proces stříhání za studena, který nevytváří teplo, a proto neovlivňuje vlastnosti materiálu na okraji otvoru.
• Opakovatelné umístění: Stroj na děrování trubek s pevným dorazem nebo CNC polohovacím systémem umístí každý otvor do přesně stejné polohy vzhledem ke konci trubky nebo referenčnímu prvku, s opakovatelností polohy plus minus 0,1 až 0,2 mm na kvalitním zařízení. Ruční polohování vrtáku pomocí šablony nebo rýsované čáry obvykle dosahuje plus minus 0,5 až 1,0 mm za příznivých podmínek a zhoršuje se únavou obsluhy.
• Žádné kovové třísky: Při vrtání vznikají souvislé nebo třískové třísky, které je třeba řídit, aby se zabránilo kontaminaci povrchu obrobku a zranění obsluhy. Při děrování se vysune čistý, diskrétní špalek, který se snadno sbírá a recykluje jako šrot, aniž by kontaminoval výrobní prostředí.

Porozumění strojům na děrování trubek: Zářezy pro konstrukční spoje

Stroj na děrování trubek je specializovanou variantou koncepce děrování trubek, která vytváří tvarované obloukové zářezy na konci trubky spíše než otvory skrz její stěnu. Tyto obloukové zářezy se někdy nazývají sedlové zářezy nebo překryté konce a jejich účelem je umožnit připojení jedné trubky k válcovému povrchu křížící se trubky v poloze, která poskytuje maximální kontaktní plochu svaru mezi dvěma povrchy trubky ve spoji. Výsledný spoj, když je svařen, je výrazně pevnější než spoj vyrobený řezáním konce spojovací trubky do čtverce a spoléhání se na částečný kontakt se zakřiveným povrchem hlavní trubky.

Čím je stroj na děrování trubek jedinečným

Charakteristickým technickým znakem stroje na děrování trubek je jeho tvarované nástroje: razník a matrice jsou opracovány podle geometrie oblouku specifické kombinace průměru spojovací trubky a průměru hlavní trubky, pro kterou se vytváří zářez. Tam, kde standardní stroj na děrování trubek používá válcový nebo tvarovaný plochý děrovač, stroj na děrování trubek používá profil děrovače, který odpovídá vnějšímu poloměru hlavní trubky, na kterou bude usazen konec spojovací trubky. Geometrie tohoto profilu je definována vztahem mezi dvěma průměry trubek a úhlem spoje (který může být 90 stupňů pro kolmý spoj nebo jakýkoli jiný úhel pro spoje pod úhlem).

Stroj na vysekávání oblouku trubek dokáže vytvořit přesně tvarovaný sedlový zářez jediným zdvihem lisu, což by vyžadovalo kombinaci řezání pásovou pilou, tvarování úhlovou bruskou a ručního pilování, aby bylo dosaženo tradičními metodami, a stroj vyrobený zářez konzistentně dosahuje přesnosti lícování plus nebo mínus 0,3 až 0,5 mm na rozhraní spoje ve srovnání s plus nebo mínus 3,0 mm pro ruční tvarování zářezů až 1,5 mm. Toto zlepšení přesnosti přímo snižuje svarovou mezeru ve spoji, zlepšuje kvalitu svaru, snižuje množství potřebného přídavného kovu a vytváří pevnější hotový spoj, který vyžaduje méně kontroly a sanace po svařování.

Aplikace obloukových děrovacích strojů na trubky

Obloukové děrovací stroje se používají v několika výrobních odvětvích, kde svařované trubkové konstrukce vyžadují čisté a přesné koncové spoje:

• Výroba nábytku: Kovové nábytkové rámy, policové systémy a vitríny postavené z kulatých trubkových profilů vyžadují spojení s obloukovými zářezy, kde se příčné prvky spojují s vertikálními sloupky. Vizuální kvalita spoje je důležitá v aplikacích dekorativního nábytku a čistý, těsně přiléhající sedlový zářez vyrobený strojem na děrování trubek obloukem vytváří svarové spoje, které vyžadují minimální dokončovací práce, než je nábytek lakován nebo práškově lakován pro spotřebitelský trh.
• Automobilové rámy a ochranné klece: Ochranné klece pro motoristický sport, pomocné rámy podvozku vozidel a ochranné tyče užitkových vozidel jsou vyrobeny z chromokovové nebo měkké ocelové kulaté trubky, která vyžaduje vrubové spoje v každém uzlu. Bezpečnostní předpisy pro výrobu ochranných klecí ve většině kategorií motoristického sportu vyžadují, aby spoje trubek klece dosahovaly určitého minimálního kontaktního procenta na rozhraní kloubu, čehož lze spolehlivě dosáhnout pouze se strojně vroubkovanými konci trubek. Stroj na děrování trubek umožňuje výrobcům klecí důsledně a efektivně plnit tyto bezpečnostní požadavky.
• Konstrukce a konstrukce: Systémy zábradlí, bezpečnostní zábrany, konstrukční uzly v architektonických ocelových konstrukcích a vybavení dětských hřišť všechny používají svařované trubkové rámy, kde spoje s obloukovými zářezy specifikují architekti nebo inženýři ze strukturálních i estetických důvodů. Stroj na děrování trubek umožňuje výrobcům vyrábět tyto spoje výrobní rychlostí, díky níž jsou trubkové konstrukční systémy cenově konkurenceschopné s ekvivalentní konstrukcí ze svařovaných plechů nebo profilů.
• Průmyslová zařízení a podpěry potrubí: Podpěry potrubí zpracovatelského závodu, rámy zařízení a přístupové konstrukce vyrobené ze standardních kruhových dutých profilů používají obloukové vrubové spoje k udržení vyrovnání potrubí v komplexních trojrozměrných polohách uzlů. Přesnost strojních vrubových spojů trubek snižuje dobu montáže na místě a požadavky na seřízení během konstrukční montáže.

Výhoda konců trubek se zářezem ve stroji

Slovní spojení připraveno ke svaru v kontextu strojů pro děrování trubek se vztahuje na kvalitu povrchu řezu na konci trubky se zářezem. Dobře přizpůsobená sada zápustek na správně nastaveném děrovacím stroji pro obloukové děrování trubek vytváří zářez, jehož plocha řezu je kolmá k ose trubky po celém oblouku, s povrchovou úpravou, která je hladká a bez stop po nástroji a rýhování úhlové brusky charakteristických pro ručně tvarované zářezy. Tento povrch připravený pro svar nevyžaduje žádnou sekundární přípravu povrchu předtím, než je spoj přichycen a svařen, což šetří čas na nastavení a kontrolu, který by byl jinak potřebný k ověření vhodnosti spoje pro svařování.

Všestrannost průmyslového děrovacího stroje

Průmyslový děrovací stroj je nejširší kategorií v rodině děrovacích technologií, která zahrnuje konfigurace pro děrování plochých desek a děrování trubek a sloužící pro nejširší škálu materiálů, velikostí otvorů a objemů výroby. Pochopení kapacitních parametrů a materiálové kompatibility děrovacích strojů je zásadní pro přizpůsobení správné specifikace stroje každé výrobní aplikaci.

Děrování plochých desek vs. děrování trubek: Klíčové rozdíly

Rozdíl mezi děrováním plochých desek a trubek určuje požadovanou konfiguraci stroje, geometrii sady matrice a požadavky na podepření obrobku během děrování:

• Děrování plochých desek: Obrobek je podepřen na ploché podložce pod otvorem matrice. Razník klesá vertikálně skrz materiál a předlisek je vyhazován dolů skrz otvor matrice do sběrné nádoby pod kolébkou. Stroje na děrování plochých desek vyžadují minimální upnutí obrobku a dokážou zpracovat široký rozsah tlouštěk plechů a desek jednoduchým nastavením hloubky zdvihu razníku a změnou sady matric pro každou kombinaci tloušťky materiálu a průměru otvoru.
• Děrování trubek: Obrobek je dutý profil, který musí být při děrování vnitřně podepřen (viz diskuse o trnu výše). Konfigurace stroje musí umožňovat axiální naložení trubky na trn, který umístí zápustku uvnitř trubky do správné polohy předtím, než razník klesne. Stroje na děrování trubek mají typicky horizontální uspořádání s nakládáním trubek ze strany nebo konce rámu stroje, což je zásadně odlišné mechanické uspořádání od vertikálního kolébky stroje na ploché desky.

Kapacita a tonáž v děrovacích strojích

Síla děrování potřebná pro konkrétní operaci je určena typem materiálu, tloušťkou materiálu a obvodem průřezu razníku (u kruhového razníku je to pí násobené průměrem razníku). Přibližný vzorec děrovací síly je: Síla (tuny) = obvod (mm) vynásobený tloušťkou (mm) vynásobený pevností ve smyku (N/mm2) děleno 1 000. U měkké oceli s pevností ve smyku přibližně 280 N/mm2 vyžaduje děrování otvoru o průměru 20 mm skrz plech o tloušťce 5 mm přibližně: 63 mm násobeno 5 mm násobeno 280 N/mm2 děleno 1 000 = 88 kN, neboli přibližně 9 tun. Tato výpočetní metoda ukazuje, proč musí být tonáž stroje vybrána s bezpečnostní rezervou nad maximální vypočítanou děrovací silou pro nejtlustší materiál a největší průměr otvoru v plánovaném pracovním rozsahu: provoz děrovacího stroje na nebo vyšší jmenovitou tonáž urychluje opotřebení matrice, riskuje prasknutí razníku a matrice a může poškodit rám stroje únavovým praskáním v místech koncentrace napětí v odlitku nebo výrobě rámu.

Jako praktický průvodce výběrem poskytuje následující tabulka přibližné požadavky na tonáž pro běžné děrovací operace napříč nejčastěji používanými typy a tloušťkami materiálů:

Kompatibilita materiálu v celé řadě děrovacích strojů

Průmyslové děrovací stroje se běžně používají ve třech základních skupinách kovů, z nichž každá má specifické požadavky na specifikaci sady lisovacích nástrojů, geometrii razníku a mazání:

• Uhlíková ocel (měkká ocel): Nejběžnější materiál pro děrovací stroje s předvídatelnou pevností ve smyku 260 až 320 N/mm2 a dobrou děrovatelností v tloušťkách od 1 mm do 12 mm na vhodně dimenzovaných strojích. Standardní sady nástrojových ocelí D2 jsou vhodné pro děrování uhlíkové oceli ve výrobních objemech do 100 000 cyklů mezi přebroušením při zachování správné vůle a mazání.
• Nerezová ocel: Těžší děrování než uhlíková ocel ekvivalentní tloušťky (pevnost ve smyku 380 až 450 N/mm2 pro austenitické třídy jako 304 a 316), vyžadující přibližně o 40 až 50 procent větší děrovací sílu než uhlíková ocel při stejné tloušťce a průměru otvoru. Nerezová ocel také rychle tvrdne během počátečních fází zdvihu razníku, což zvyšuje sílu potřebnou k dokončení zdvihu a urychluje opotřebení matrice. Nástrojové oceli práškové metalurgie nebo razníky s povlakem TiN výrazně prodlužují životnost matrice při děrování nerezové oceli.
• hliník: Nejjednodušší ze tří materiálů pro děrování, pokud jde o požadavky na sílu (pevnost ve smyku 100 až 200 N/mm2 v závislosti na slitině a temperaci), což umožňuje děrování tlustších plechů na strojích s nižší tonáží než ocel s ekvivalentní tloušťkou. Hlavním problémem při děrování hliníku je přilnavost k děrování: sklon hliníku k oděru a lepení na čelo děrovače může způsobit, že se děrování vtáhne zpět do matrice a pak se při dalším zdvihu špatně prorazí. Vzory drážek s jemným stoupáním na děrovací ploše a systémy aktivního vyhazování střel řeší tento problém ve specializovaných aplikacích pro děrování hliníku.

Klíčové faktory, které je třeba zvážit při nákupu strojů na děrování trubek a děr

Pořízení stroje na děrování trubek, stroje na děrování trubek nebo průmyslového stroje na děrování otvorů vyžaduje vyhodnocení několika vzájemně závislých technických a provozních faktorů, které společně určují, zda vybraný stroj bude spolehlivě fungovat při požadované rychlosti výroby a na úrovni kvality po celou dobu své životnosti. Zaměření se na hlavní specifikace, jako je maximální tonáž bez zohlednění ekosystému nástrojů, možností automatizace a požadavků na údržbu konkrétního stroje, vede k rozhodnutím o nákupu, která v praxi nedosahují dostatečné výkonnosti.

Tloušťka stěny a průměr trubky pro stroje na děrování trubek

Kombinace tloušťky stěny trubky a vnějšího průměru trubky je hlavním hnacím motorem pro výběr stroje na děrování trubek, protože určuje požadovanou sílu děrování, potřebný průměr trnu a praktické minimální a maximální velikosti otvorů, které lze děrovat bez deformace materiálu. Klíčová pravidla pro specifikaci stroje na děrování trubek zahrnují:

• Minimální průměr otvoru vzhledem k tloušťce stěny: Minimální doporučený průměr razníku pro jakýkoli materiál se rovná tloušťce materiálu. Proražení otvoru o menším průměru, než je tloušťka materiálu, vystaví razník nadměrnému tlakovému namáhání, které způsobí předčasné zlomení. Pro trubku o tloušťce stěny 4 mm je proto minimální průměr otvoru 4 mm a pro spolehlivost výroby je praktičtější minimální průměr 6 mm.
• Maximální průměr otvoru vzhledem k průměru trubky: Proražením otvoru, jehož průměr se blíží nebo překračuje vnitřní průměr otvoru trubky, se odstraní tolik materiálu ze stěny trubky, že je narušena strukturální integrita trubky. Praktický maximální průměr otvoru je přibližně 70 procent vnějšího průměru trubky u kulatých trubkových částí, aby se zachoval dostatečný zbývající materiál stěny po obvodu otvoru.
• Rozsah průměrů trubek stroje: Stroje na děrování trubek jsou obvykle navrženy pro určitý rozsah průměrů trubek s vyměnitelnými sestavami trnu, které umožňují stroji přizpůsobit se různým velikostem trubek v rámci svého konstrukčního rozsahu. Před nákupem se ujistěte, že sortiment vřeten stroje pokrývá celý rozsah průměrů trubek ve vašem současném a předvídatelném výrobním plánu.

Objem výroby: Ruční vs CNC provoz

Požadavky na objem výroby dané aplikace určují vhodnou úroveň automatizace vybraného stroje. Spektrum od plně manuálního až po plně CNC provoz představuje přímý kompromis mezi kapitálovými náklady a výrobními náklady na kus, které je třeba vyhodnotit v kontextu současných a plánovaných objemů výroby:

• Manuální provoz: Operátor umístí trubku nebo desku ručně pro každý zdvih děrovače pomocí mechanických zarážek, stupnic nebo šablon pro vedení polohy. Ruční stroje mají nejnižší kapitálové náklady (obvykle 5 000 až 30 000 USD pro hydraulické stroje na děrování trubek ve třídě 10 až 30 tun) a jsou praktické pro objemy výroby do 50 až 100 obrobků za den. Poskytují maximální flexibilitu pro zakázkovou práci s malým objemem, kdy každý obrobek může mít jedinečný vzor otvorů.
• Poloautomatický provoz: Motorizované systémy indexování trubek nebo polohovací zarážky řízené servomotorem automatizují krok polohování, zatímco operátor ručně zakládá a vyjímá obrobky. Poloautomatické stroje jsou vhodné pro objemy výroby 100 až 500 obrobků za den a dosahují polohové opakovatelnosti plus minus 0,2 mm bez plné programovací složitosti CNC systému.
• CNC obsluha: Plně CNC stroj na děrování trubek nebo děrovací stroj obsahuje řídicí jednotku stroje, která programuje úplný vzor děr pro každý díl, automaticky umísťuje obrobek, řídí parametry zdvihu děrování a může zahrnovat automatické nakládání a vyjímání obrobku pro výrobu světel. CNC systémy dosahují opakovatelnosti polohy plus minus 0,05 až 0,1 mm a jsou ekonomicky opodstatněné pro objemy výroby nad 500 obrobků za den nebo pro složité vzory otvorů, které by vyžadovaly příliš dlouhou dobu seřizování na ručním stroji. CNC děrovací stroj s automatickým podáváním trubek dokáže dokončit vzor se 6 otvory na trubce o délce 1,5 metru za 25 až 40 sekund, včetně doby polohování, při rychlosti výroby, která by vyžadovala 3 až 4 operátory na ekvivalentních ručních strojích.

Snadná výměna nástroje a dostupnost matrice

Praktická produktivita děrovacího stroje v dílně nebo smíšeném výrobním prostředí kriticky závisí na tom, jak rychle a snadno lze sady matric měnit mezi zakázkami vyžadujícími různé velikosti nebo tvary otvorů. Doba výměny lisovnice přímo ovlivňuje efektivní míru využití stroje: stroj, který potřebuje 30 minut na změnu z jedné velikosti lisovnice na jinou, značnou část dostupných výrobních hodin spotřebuje nastavení spíše než děrování v typický výrobní den s více úlohami. Před nákupem vyhodnoťte následující charakteristiky výměny nástroje:

• Rychloupínací systémy držáků razníků: Kvalitní výroba Stroje na děrování otvorů používají nástrojové systémy, kde je razník zajištěn v držáku radiálním pojistným kolíkem nebo bajonetovým zádržným mechanismem, který lze uvolnit a znovu zapojit bez použití nástrojů za 30 až 60 sekund. Stroje, které vyžadují povolování a dotahování více šroubů pro každou výměnu razníku, jsou výrazně pomalejší při nastavování a vytvářejí více příležitostí pro nesouosost razníku po výměně.
• Dostupnost matrice od výrobce a aftermarket: Před nákupem si ověřte, že stroj používá standardní nástrojový systém (jako jsou mezinárodní standardní velikosti nástrojů kompatibilní s Wila, Wilson nebo Trumpf), pro které jsou sady matric k dispozici z více zdrojů. Patentované nástrojové systémy, které jsou k dispozici pouze od výrobce stroje, vytvářejí závislost na jediném zdroji, která může způsobit zpoždění výroby a prémiové ceny náhradních nástrojů.

Údržba a bezpečnost zařízení na děrování trubek a děr

Dlouhodobý výkon strojů na děrování trubek, obloukových děrovacích strojů a děrovacích strojů závisí stejně tak na kázni údržby uplatňované při jejich provozu jako na kvalitě samotných strojů. Nedostatečná údržba vede k předčasnému opotřebení nástrojů, poruchám hydraulického systému a bezpečnostním incidentům, ke kterým dochází, když se součásti stroje degradují do stavu, kdy při zatížení nepředvídatelně selžou. Následující rámec údržby a bezpečnosti představuje minimální osvědčené postupy pro jakoukoli operaci výrobního děrování.

Protokoly denního mazání a kontroly

Každodenní rutina údržby produkčního stroje na děrování trubek nebo děrovacího stroje by měla před prvním děrovacím cyklem dne řešit následující kritické systémy:

1. Stav a stav hydraulického oleje: Zkontrolujte hladinu hydraulické nádrže podle průzoru nebo měrky. Hladina oleje pod minimální úrovní naznačuje netěsnost v systému, která musí být prozkoumána a opravena před zahájením výroby. Mléčný nebo zbarvený olej značí kontaminaci vody, která zhoršuje hydraulický výkon a způsobuje korozi těles ventilů a válců. Teplota oleje na začátku výroby by měla dosáhnout minimální provozní teploty výrobce před zahájením cyklů děrování s plným zatížením, aby byla zajištěna správná viskozita oleje a hydraulická odezva.
2. Vůle a stav razníku a matrice: Zkontrolujte hrot razníku a otvor matrice, zda nevykazují odštípnutí, praskliny nebo neobvyklé známky opotřebení. Prasklý nebo odštíplý průbojník musí být okamžitě vyměněn: zlomený hrot průbojníku může vymrštit úlomky vysokou rychlostí během zdvihu lisu, což vytváří vážné nebezpečí střely. Zkontrolujte, zda v otvoru matrice nejsou nahromaděny kovy z výroby předchozího dne; hliník a některé slitiny nerezové oceli jsou náchylné k ukládání mikrosvarů na površích matric, které zhoršují kvalitu otvoru a zvyšují zatížení razníku.
3. Mazání razníku: Před prvním cyklem naneste na hrot razníku a povrch materiálu v místě vstupu razníku mazivo pro razníky doporučené výrobcem. Děrování bez mazání zvyšuje stírací sílu potřebnou k vytažení razníku z obrobku po každém zdvihu, což zvyšuje opotřebení stírací desky a těla razníku a může způsobit oděr a přilnutí tvrzených materiálů, jako je nerezová ocel, ke špičce razníku.
4. Kontrola funkce bezpečnostního systému: Na začátku každého výrobního dne otestujte všechna bezpečnostní blokování (světelné závory, dva ruční ovladače, kryty nožních pedálů), abyste se ujistili, že fungují správně, než obsluha začne pracovat. Bezpečnostní blokování, které selhalo přes noc nebo během přepravy, musí být opraveno před použitím stroje: provozování lisu bez funkčního bezpečnostního blokování je ve většině jurisdikcí vážným porušením předpisů a vystavuje operátora i zaměstnavatele právní odpovědnosti v případě zranění.

Normy bezpečnosti obsluhy a požadavky na OOP

Stroje na děrování trubek a stroje na děrování děr generují značnou potenciální energii při úderu děrovače, který může způsobit vážná poranění rozdrcením, pokud ruka nebo jakákoli část těla vstoupí do prostoru matrice během nebo po cyklu děrování. Kombinace ochrany stroje, bezpečných pracovních postupů a osobních ochranných prostředků (OOP) musí být řešena komplexně, aby byla chráněna obsluha:

• Hlídání místa provozu: Prostor matrice každého výrobního stroje na děrování trubek a děrovacího stroje musí být chráněn, aby se zabránilo přístupu rukou operátora během zdvihu děrovače. Světelné závory (fotobuňkové zábrany, které zastaví lis, pokud je rovina světla porušena rukou nebo předmětem vstupujícím do zóny matrice) jsou standardním typem ochranného krytu pro CNC a poloautomatické stroje, kde musí operátor během výroby přistupovat poblíž zóny matrice. Pevné fyzické kryty (ocelové desky se štěrbinami pro vkládání obrobků) jsou vhodné pro opakované ruční operace, kde lze dráhu ruky operátora zcela ovládat geometrií krytu.
• Obsluha dvěma ručními ovladači: Ruční děrovací stroje a stroje na děrování trubek by měly být ovládány dvěma ručními ovládacími prvky, které vyžadují, aby operátor aktivoval obě ovládací tlačítka současně, aby zahájil zdvih děrovače, čímž se zabrání zapojení jedné ruky, zatímco druhá ruka může být v zóně matrice. Ovládací systém musí být navržen tak, aby zabránil cyklování, pokud se během zdvihu uvolní kterékoli ovládací tlačítko.
• Požadavky na OOP: Obsluha strojů na děrování trubek a děrovacích strojů musí při manipulaci s plechovými obrobky používat rukavice odolné proti proříznutí (nikoli během zdvihu lisu, kdy ruce musí být mimo oblast matrice), ochranné brýle nebo obličejové štíty na ochranu před vymrštěnými střelami a kovovými třískami, bezpečnostní obuv s ocelovou špičkou proti upuštěným obrobkům a nástrojům a ochranu sluchu ve výrobních prostředích, kde provoz stroje překračuje dB(A85).
• Požadavky na školení a kompetence: Operátoři hydraulických strojů na děrování trubek a děrovacích strojů musí absolvovat zdokumentované školení o bezpečných provozních postupech specifických pro stroj, než bude povolen provoz bez dozoru. V mnoha jurisdikcích vyžaduje provoz lisovacích strojů s pohonem formální hodnocení způsobilosti a záznamy o školení obsluhy musí být vedeny jako součást dokumentace zaměstnavatele pro řízení bezpečnosti a ochrany zdraví.

Reference

Fundamentals of Metal Forming, Kalpakjian, S. a Schmid, S. R. (2014). Výrobní inženýrství a technologie , 7. vydání. Pearson Education, Upper Saddle River, NJ. (Výpočty děrovací síly a základy vůle matrice.)

Schuler GmbH (2019). Příručka tváření kovů . Springer, Berlín. (Konstrukce hydraulického lisu a technologie vysekávání.)

Boljanovic, V. (2004). Procesy tváření plechů a design zápustek . Industrial Press, New York. (Design sady matric, vůle razníku a matrice, životnost nástroje.)

Americká svářečská společnost (2020). AWS D1.1 Structural Welding Code: Steel . AWS, Miami, FL (Požadavky na přípravu svarového spoje pro trubkové spoje.)

Narayanan, R. G. a Gupta, A. K. (Eds.) (2012). Pokroky v tvarování a spojování materiálů . Springer, Nové Dillí. (Technologie propichování a vrubování trubek.)

Mezinárodní organizace pro normalizaci (2021). ISO 14120: Bezpečnost strojních zařízení . ISO, Ženeva. (Provedení ochranného krytu a bezpečnostní požadavky na výrobní stroje.)

Roberts, W. L. (1988). Válcování oceli za studena . Marcel Dekker, New York. (Údaje o pevnosti materiálu ve smyku pro ocelové slitiny používané při výpočtech děrování.)

Strojní příručka (2020). 31. vydání. Industrial Press, New York. (Vzorce pro děrování, vůle matrice a údaje o obrobitelnosti materiálu.)

Evropský výbor pro normalizaci (2006). EN 13736: Bezpečnost obráběcích strojů: Pneumatické lisy . CEN, Brusel. (Normy týkající se bezpečnosti lisování platné pro hydraulické stroje na děrování trubek.)

Lange, K. (ed.) (1985). Příručka tváření kovů . McGraw Hill, New York. (Komplexní odkaz na mechaniku procesu vysekávání, děrování a tváření.)