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. Vytvořená struktura vláken materiálu zvyšuje životnost výrobku. Výhody tváření za studena při výrobě tohoto typu produktů s ohybem 90 Proč tyto výrobky neodlévat? Při tváření touto technologií dosáhneme homogenního kontinuálního rozložení vláken materiálu v celém objemu. 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
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 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
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
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
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 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: 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 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
Typický případ použití naší technologie (obr.2). 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. Jak se zde projeví výhoda technologie tváření za (řešení firmy = obr.2 vpravo) 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). Typický případ použití naší technologie (obr.3). Jak se zde projeví výhoda technologie tváření za (řešení firmy = obr.3 vpravo) Obr. 3 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
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 odlévání může způsobovat netěsnosti. 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 (řešení firmy = obr.4 vpravo) Obr. 5 vlevo: příklad ramene tvářeného za studena: Vlákna materiálu respektují osu výrobku. vpravo: příklad ramene obrobeného z desky: 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