Yaylar, metal telin veya şerit stokunun mekanik enerjiyi depolayacak ve serbest bırakacak şekilde sarılması, bükülmesi veya damgalanmasıyla yapılır. En yaygın yöntem bobin sarmadır; teli bir bobinden beslemek CNC yay makinesi Bu, onu kesin olarak hesaplanmış bir adım ve çapta bir mandrel etrafında büküyor. Yüksek hacimli üretim için bu işlem, yay boyutuna ve malzemesine bağlı olarak dakikada 50 ila 400 parça arasındaki hızlarda gerçekleştirilir.
İster bir atölyede tek bir parçanın prototipini yapıyor olun ister binlerce üniteyi ticari bir ortamda çalıştırıyor olun yay sarma makinesi için temel adımlar aynıdır: doğru teli seçin, geometriyi ayarlayın, yayı sarın veya şekillendirin, ısıl işlemden geçirin ve yüzeyi bitirin. Her kademenin yayın yükünü, yorulma ömrünü ve boyutsal tutarlılığını doğrudan etkileyen toleransları vardır.
birşağıdaki bölümler, gerçek ölçümler, malzeme seçimleri ve makine ayarlarıyla birlikte her adımı ayrıntılı olarak açıklamaktadır; böylece ilk bobinden son bobine kadar güvenilir performans gösteren yaylar üretebilirsiniz.
Hangi tip yayın ihtiyacınız olduğunu anlamak üretim sürecini, takımları ve makine konfigürasyonunu belirler. Endüstriyel ve tüketici uygulamalarında kullanılan beş ana kategori vardır.
En yaygın tür. Yuvarlak tel açık hatveli bir helezon şeklinde sarılır, böylece yay eksenel yük altında sıkışır. CNC bobin üzerinde yapılmıştır yay makinesi pitch aracı ayarlamaları ile. Serbest uzunluk toleransları tipik olarak nominal uzunluğun ±%1–2'sidir.
Bobinler yakın bobinlerle ve ilk gerilimle sarılır, böylece bobinler hareketsiz durumdayken birbirine bastırılır. Sarma işleminden hemen sonra yay makinesi tarafından her iki uçta kancalar oluşturulur. Kanca geometrisi (tam büküm, yarım büküm veya uzatılmış) makine programında ayarlanır.
Dönme kuvvetine karşı koyun. Teğetsel olarak uzanan bacaklarla, yakın veya açık bobinlerle sarılmıştır. bir burulma yayı makinesi bacakları hassas açılara (genelde 90°, 180°) veya ±1° dahilindeki özel açılara göre büker.
Düz şerit stoğundan damgalanmış veya bükülmüş. Otomotiv yaprak yayları, merkeze sıkıştırılmış istiflenmiş plakalar kullanır. Elektronik için daha küçük düz yaylar, aşamalı kalıp preslerinde dakikada 800 stroka kadar hızlarda damgalanır.
Seri veya paralel olarak istiflenen konik rondelalar. Sacdan bir pulun kesilip koni profiline bastırılmasıyla oluşturulur. Yük kapasitesi koni yüksekliğine göre önemli ölçüde değişir; 1 mm'lik bir yükseklik farkı yükü %30-50 oranında değiştirebilir.
Malzeme seçimi isteğe bağlı bir tahmin değildir; yanlış alaşım erken yorulmaya, korozyon arızasına veya sıcaklık altında boyutsal kaymaya neden olur. Aşağıdaki tablo endüstrilerde en sık belirtilen yay malzemelerini kapsamaktadır.
| Malzeme | Standart | Çekme Dayanımı | Maksimum Sıcaklık (°C) | En İyisi |
|---|---|---|---|---|
| Müzik Teli (Yüksek Karbonlu) | ASTM A228 | 1700–2400 MPa | 120 | Genel amaçlı, yüksek çevrim |
| Sert Çekilmiş Tel | ASTM A227 | 1200–1900 MPa | 120 | Statik veya düşük döngülü yükler |
| Paslanmaz Çelik 302/304 | ASTM A313 | 1300–2000 MPa | 260 | Aşındırıcı ortamlar |
| Paslanmaz Çelik 316 | ASTM A313 | 1100–1800 MPa | 316 | Deniz, kimyasal maruz kalma |
| Krom Silikon (SiCr) | ASTM A401 | 1900–2200 MPa | 245 | Yüksek gerilimli valf yayları |
| İnkonel 718 | AMS 5596 | 1240–1450 MPa | 700 | Havacılık, aşırı sıcaklık |
| Fosfor Bronz | ASTM B159 | 700–1100 MPa | 95 | Elektrik kontakları, manyetik olmayan |
Müzik teli (ASTM A228) kabaca kapsar Tüm baskı yayı üretiminin %70'i Yüksek çekme mukavemeti ve tutarlı yüzey kalitesi nedeniyle dünya çapında. Krom silikon alaşımları, çalışma geriliminin çekme mukavemetinin %45'ini aştığı veya yay döngüsünün 10 milyondan fazla olduğu durumlarda kullanılır.
Tel çapı, çekme mukavemetini artırır: 0,5 mm'lik bir müzik teli, 2400 MPa'ya yakın bir çekme mukavemetine sahipken, aynı alaşımdan 6 mm'lik bir tel, yaklaşık 1700 MPa'ya düşer. Bu ters ilişki her yay tasarım denkleminde yer alır ve yay makinesini kurmadan önce hesaba katılmalıdır.
Bir yay makinesini ilk önce temel parametreleri hesaplamadan çalıştırmak, malzemeyi nasıl israf ettiğinizi ve teknik özelliklerin dışında parçalar ürettiğinizi gösterir. Aşağıdaki formüller her sıkıştırma yayı tasarımının temelini oluşturur.
G = kesme modülü (çelik için ~80.000 MPa), d = tel çapı, D = ortalama bobin çapı, Na = aktif bobin sayısı. d = 3,5 mm, D = 28 mm ve Na = 8 olan tipik bir otomotiv valf yayı, 28 N/mm civarında bir oran üretir.
C = D/d (yay indeksi). İndisi 4'ün altında olan yaylar, iç bobinde yüksek gerilim konsantrasyonuna maruz kalır; Wahl faktörü, kayma gerilimi hesaplamasını düzeltir. Çoğu yay 6 ila 12 arasında C ile tasarlanmıştır.
Nc = aktif olmayan (kapalı) bobinlerin sayısı, δ = adım × Na. 2 kapalı uçlu bir baskı yayı için, Nc = 2. Serbest uzunluk, sarma sırasında makinenin durma konumunu doğrudan ayarlar. CNC yay sarma makinesi .
Katı uzunluk, tüm bobinler birbirine temas ettiğinde sıkıştırılmış yüksekliktir. Kalıcı sertleşmeyi önlemek için çalışma sapmasının yayı katı uzunluğunun en az %15 üzerinde tuttuğunu daima doğrulayın. Birçok yay makinesi operatörü bunu minimum boşluk kontrolü olarak kullanır.
Bir programlama yapmadan önce yay makinesi , tasarımın üç kontrolü geçtiğini doğrulayın: (1) yük altındaki maksimum gerilim, dinamik uygulamalar için çekme dayanımının %45'inin altında kalır; (2) yay bükülmez - Lf/D oranı 4'ün üzerinde olan ince yaylar yanal bükülmeye eğilimlidir; (3) Rezonansı önlemek için doğal frekans, çalışma frekansının en az 13 katıdır. Bu kontrollerden herhangi birinin eksik olması, genellikle ilk 100.000 döngüde saha arızalarına yol açar.
A yay makinesi ham teli bir makaradan alıp tek bir sürekli geçişte bitmiş bir yay halinde büken, hassas kontrollü bir şekillendirme sistemidir. Modern CNC versiyonları, eski makinelerin kam ve kol mekanizmalarını, birkaç dakika içinde yeniden programlanabilen servo tahrikli eksenlerle değiştirir. Tezgahın içinde neler olduğunu anlamak çap kayması, hatve değişimi ve son durum kusurlarını gidermek için çok önemlidir.
Tel, doğal dökümü ve sarmalı makaradan çıkaran bir düzleştiriciden (alternatif açılarda ayarlanmış bir dizi silindir) girer. Yetersiz doğrultma, üretimde bobin çapı değişiminin başlıca nedenidir. Çoğu yay sarma makineleri 5 silindirli veya 9 silindirli düzleştirici kullanın; 6 mm'nin üzerindeki daha ağır teller, tork geri beslemeli, elektrikli kıstırma silindiri beslemelerini kullanabilir. İlerleme hızı doğrudan makinenin çıkış hızını belirler: 200 mm/s ilerlemede, 30 mm serbest uzunlukta bir yayın sarılması yaklaşık 0,15 saniye sürer.
Sarma noktası (sertleştirilmiş karbür pim veya rulo) bobin çapını oluşturmak için teli bir mandrele veya serbest havaya doğru saptırır. Kıvrılma noktasının içeriye doğru hareket ettirilmesi çapı arttırır; dışarıya doğru azaltır. Adım aracı, yayın adım açısını ve sonuçta serbest uzunluğu ayarlayarak devir başına eksenel ilerlemeyi kontrol eder. bir CNC yay makinesi , her iki eksen de konumu saniyede 500-1000 kez güncelleyerek, aynı rüzgar döngüsünde konik çaplara, değişken eğime ve namlu şeklindeki profillere olanak tanır.
Programlanan bobin sayısına ulaşıldığında kesme bıçağı teli temiz bir şekilde keser. Tutarlı uç geometrisi oluşturmak için kesicinin doğru dönme açısında ateşlenmesi gerekir. Kötü kesme zamanlaması, taşlamada başarısız olan veya yayın düzgünlüğünü etkileyen kancalara, çapaklara veya ezilmiş uçlara neden olur. Yüksek hızlı makineler, tepki süreleri 5 milisaniyenin altında olan pnömatik veya servo kesme sistemleri kullanır.
Lider yay makinesi üreticiler arasında WAFIOS (Almanya), Itaya (Japonya), Bamatec (İsviçre) ve çok sayıda Çinli üretici bulunmaktadır. 0,3–6 mm kabloyu işleyebilen orta sınıf 4 eksenli bir CNC sarma makinesinin maliyeti, hıza ve eksen konfigürasyonuna bağlı olarak genellikle 40.000 ila 120.000 ABD Doları arasındadır.
Aşağıdaki sıra, ham telden bitmiş, muayene edilmiş parçaya kadar endüstriyel sıkıştırma yayı üretimini kapsar. Burulma ve uzatma yayları, şekillendirme ve ısıl işlem aşamalarında yapılan değişikliklerle aynı iskeleti takip etmektedir.
Gelen tel, malzeme sertifikasına göre doğrulanır: çap toleransı (müzik teli için tipik olarak ±%0,5), gerilme mukavemeti, yüzey durumu ve makara ağırlığı. Yüzey dikişleri, oyukları veya tolerans dışı çapı olan tel, makineye ulaşmadan reddedilir. Sadece %2'lik çap sapması yay oranını yaklaşık %8 oranında değiştirir (çünkü oran d⁴ ile ölçeklenir).
Operatör teli düzleştiriciden geçirir ve sarma noktasına besler. CNC programı şunları belirtir: tel besleme hızı, bobin çapı ayar noktası, devir başına adım, toplam bobin sayısı ve kesme konumu. Birinci ürün numuneleri yavaş bir hızda (tipik olarak üretim hızının %10-20'si kadar) sarılır ve baskıya göre ölçülür. Sarma noktası konumu, adım aracı açısı ve kesme zamanlamasına ilişkin ayarlamalar, tüm boyutlar tolerans dahilinde olana kadar yapılır.
İlk ürün onaylandıktan sonra makine tam üretim hızında çalışır. Çıkış oranları kablo boyutuna göre değişir: 0,5 mm tel dakikada 200–400 yay hızında çalışır; 6 mm tel dakikada 15–40 yay hızında çalışır . Proses içi numuneler her 500-1000 parçada bir alınır ve serbest uzunluk, dış çap ve toplam bobin sayısı açısından kontrol edilir. Üst düzey makinelerdeki otomatik görüntüleme sistemleri her parçayı kontrol eder.
Yeni sarılmış yaylar, şekillendirme prosesinden kalan gerilimi taşır. Gerilim giderme, telin soğuk işlenmiş mikro yapısını yeniden kristalleştirmeden bu durumu ortadan kaldırır. Karbon çeliği yaylar için bu şu anlama gelir: 200–260 °C, 20–30 dakika örgü bantlı fırında veya toplu fırında. Paslanmaz çelik 315–370 °C gerektirir. İşlemden sonra, kalan gerilim gevşedikçe serbest uzunluk %0,5-2 oranında değişebilir; bu, sarım programına dahil edilmelidir.
Kapalı uçlu sıkıştırma yayları, düz bir yatak yüzeyi oluşturmak için çift diskli taşlama makinesinde veya döner taşlama makinesinde taşlanır. Öğütme işlemi, kareliği tolerans dahilinde hale getirmek için yeterli malzemeyi kaldırmalıdır - genellikle 1,5°'den az eğim DIN 2096 / ISO 10243 standardına göre. Az taşlama, tam yatak teması yerine nokta teması bırakır; aşırı taşlama aktif bobinleri keser ve yaylanma oranını azaltır.
Yüksek yüklü yaylar, iç helezon yüzeyinde uygun basınç artık gerilimi oluşturmak için bir veya daha fazla kez katı yüksekliğe sıkıştırılır. Kazıma veya ön ayar olarak adlandırılan bu işlem, yayı serbest uzunluğunun %1-5'i kadar kalıcı olarak kısaltır, ancak servis ömrü boyunca yayın kalıcı sertleşmeye karşı direncini artırır. Otomotiv süspansiyon yayları ve valf yayları neredeyse her zaman sevkıyattan önce çizilir.
Bilyalı dövme, yay yüzeyini küçük çelik veya seramik bilyalarla yüksek hızda bombardıman ederek 0,1-0,3 mm derinliğinde bir basınç gerilimi tabakası oluşturur. Bu katman, tel yüzeyinde oluşan çekme yorulma çatlaklarına karşı direnç gösterir. Bilyeli dövme yay yorgunluğu ömrünü şu şekilde uzatabilir: %200–500 10⁸ kat veya daha fazla döngü yapan motor supap yayları gibi yüksek döngülü uygulamalarda.
Koruyucu kaplaması olmayan karbon çeliği yaylar nemli ortamlarda haftalar içinde paslanır. Yaygın yüzey kaplamaları şunları içerir: elektro-çinko kaplama (5-12 µm), çinko-fosfat yağı, toz kaplama veya e-kaplama. Gıda, tıbbi veya dış ortam ortamlarına yönelik yaylar, paslanmaz çelik taban malzemesi veya ek organik kaplamalar kullanır. Kaplamadan kaynaklanan hidrojen kırılganlığı bilinen bir risktir; plaka sonrası 190–220 °C'de 4–8 saat pişirme, emilen hidrojeni uzaklaştırır.
Her üretim partisi boyut ve yük testlerine tabi tutulur. Yay oranı test cihazı, yayı iki veya üç tanımlı uzunluğa sıkıştırır ve her noktadaki kuvveti kaydeder. Ölçülen oran, genel yaylar için ±%10 veya hassas yaylar için ±%5 dahilinde tasarım spesifikasyonuna uygun olmalıdır. İstatistiksel örnekleme AQL tablolarını takip eder (kritik uygulamalar için tipik olarak AQL 1.0 veya 1.5), yani 1.000 yayın çoğu 80-125 numunenin incelenmesini gerektirir.
Prototipleme, onarım çalışmaları veya küçük miktarlar için, özel bir yay olmadan işlevsel bir sıkıştırma veya uzatma yayı yapmak tamamen mümkündür. yay makinesi . Alet minimum düzeydedir ve çapı 2 mm'nin altındaki teller için işlem basittir.
Elle sarılmış yaylar, makine yapımı parçaların boyutsal tutarlılığına uymayacaktır. Elle sararken serbest uzunluk değişiminin ±%3–5 ve çap değişiminin ±%2–4 olmasını bekleyin. Daha sıkı toleranslar veya 20-30'dan fazla parça gerektiren herhangi bir şey için yay sarma makinesi pratik çözümdür.
Bakımlı olsa bile yay makinesi , kurulum sapmaları veya malzeme özellikleri değiştiğinde kusurlar ortaya çıkar. Aşağıdaki tablo, en sık görülen kusurları temel nedenleri ve düzeltici eylemleriyle eşleştirmektedir.
| Kusur | Muhtemel Neden | Düzeltici Faaliyet |
|---|---|---|
| OD çalışma sırasında kademeli olarak artar | Sarma noktası aşınmış, tel makarası gerilimi azalıyor | Sarma noktasını değiştirin; tel fren gerginliğini ekleyin |
| Serbest uzunluk çok kısa | Satış Konuşması aracı yeterince ilerlemiyor; yanlış bobin sayısı | Adım aracı ofsetini artırın; kodlayıcı sayılarını doğrulama |
| Kare olmayan uçlar | Düzensiz uç bobin kapanması; öğütücü çarkı düz değil | Uç bobin kamını ayarlayın; elbise değirmeni çarkı |
| Tel yüzeyinde çatlama | Teldeki dikişler; mandrel çapı çok küçük (yüksek gerilim) | Kablo partisini reddet; Yay endeksini artırın (D/d oranı) |
| Karışık / birbirine kenetlenmiş yaylar | OD perdeye göre çok büyük; uzatma yaylarındaki uç kancaları | OD'yi azaltın; çıkış bölmesine bölücüler ekleyin |
| Tutarsız yay oranı | Perde değişimi; tolerans dışında tel çapı | Satış konuşması aracını yeniden kontrol edin; tel lot spesifikasyonunu sıkın |
| Çapak veya keskin kesme ucu | Kör kesme bıçağı; yanlış kesme açısı | Bıçağı keskinleştirin veya değiştirin; kesme kam açısını ayarlayın |
Yaylar ticari bir parça değildir; küçük boyutlu sapmalar, yük ve yorulma ömründe önemli değişikliklere neden olur. Yay toleranslarını belirleyen başlıca standartlar DIN 2095/2096 (sıkıştırma), DIN 2097 (uzatma) ve DIN 2194'tür (burulma). ISO 10243 ve ISO 8458 uluslararası tedarik zincirleri için de geçerlidir.
DIN 2095 üç tolerans derecesi tanımlar: Derece 1 (serbest uzunluğun ±%0,5'i), Derece 2 (±%1), Derece 3 (±%2). 80 mm serbest uzunluktaki yaylar üzerinde 1. Derece parçalar üreten bir yay makinesinin ±0,4 mm tutması gerekir; bu, iyi ayarlanmış bir CNC sarma makinesinde elde edilebilir, ancak eski kam tipi makinelerde mümkün değildir.
Dış çap toleransları yay endeksine ve tel çapına uygundur. OD = 20 mm ve d = 1,5 mm olan tipik bir yay için 2. Derece tolerans yaklaşık ±0,4 mm'dir. Çağdaş yay makinesi Servo geri beslemeli sistemler dış çapı rutin olarak ±0,1 mm dahilinde tutar.
Karelik (sarmal uç yüzünün yay eksenine dikliği), 100 mm serbest uzunluk başına mm cinsinden maksimum sapma olarak belirtilir. DIN 2096 Sınıf 2, 100 mm başına 3 mm'ye izin verir. Hassas montaj yayları (valf yayları, alet yayları) 100 mm'de 1 mm'den az gerektirir.
Yaylanma oranı bir yük hücresinde tanımlanmış iki uzunlukta test edilir. Tolerans tipik olarak ticari yaylar için ±%10 ve hassas yaylar için ±%5'tir. Otomotiv süspansiyon yayları genellikle ±%3 oranında ve ±%1 serbest uzunlukta tutulur ve otomatik yay oranlı makinelerde %100 test gerektirir.
Elle kurulan bir prototipten veya tek vardiyalı manuel makineden tam üretime geçiş, üç değişken etrafında planlama yapılmasını gerektirir: makine kapasitesi, malzeme lojistiği ve denetim altyapısı.
Aşağıdaki hesaplamayı kullanın: Ayda 500.000 yaya ihtiyacınız varsa ve yay sarma makinesi 80 yay/dakikada çalışıyorsa, ayda yaklaşık 104 makine saatine ihtiyacınız vardır. 22 iş günü ve 8 saat/vardiyada, tek vardiyadaki tek bir makine ayda 192 makine saati üretiyor; bu da kapasitenin oldukça dahilinde. Ancak kurulum süresini (değişim başına 30-60 dakika), bakım kesinti süresini (iyi bakımlı bir makine için toplam sürenin %5-8'i) ve ilk ürün onay süresini hesaba kattığınızda, etkin kapasite yaklaşık 160-170 kullanılabilir saate düşer. Üretim kapasitesini belirtirken gerçek kullanımın %75-80'ini planlayın.
1,5 mm tel kullanan 30 mm serbest uzunlukta bir yay ile ayda 500.000 yay ile ayda yaklaşık 15.000 metre tel tüketirsiniz; alaşım yoğunluğuna bağlı olarak yaklaşık 130-160 kg. 500 kg'lık bobinler yerine 100 kg'lık makaralar halinde tel satın almak, malzeme maliyetini %8-15 oranında azaltabilir. Makara uyumluluğunu doğrulayın yay makinesi Büyük miktarlarda sipariş vermeden önce ödeme sistemi.
Ayda 500.000 parçada %100 manuel muayene pratik değildir. Yay çapı, serbest uzunluk ve son durum için otomatik görüntüleme sistemleri saniyede 60-120 yay kontrolü yapar ve kusurları gerçek zamanlı olarak işaretler. Hat içi yük test cihazları her parçadaki yay oranını doğrular. Tam otomatik bir denetim hücresinin sermaye maliyeti 25.000 ila 80.000 ABD Doları tutarındadır ancak hurda oranları %1-2'den %0,1'in altına düştüğünde hızla kendini amorti eder.
TK-13200, TK-7230 TK-13200、 TK-7230 12EKSEN CNC YAY SARMA MAKİNASI ...
Detayları gör
TK-13200, TK-7230 TK-13200、 TK-7230 12EKSEN CNC YAY SARMA MAKİNASI ...
Detayları gör
TK12120 TK-12120 12EKSEN CNC YAY SARMA MAKİNESİ ...
Detayları gör
TK-6160 TK-6160 CNC YAY HADDELEME MAKİNESİ ...
Detayları gör
TK-6120 TK-6120 CNC YAY HADDELEME MAKİNASI ...
Detayları gör
TK-5200 TK-5200 5EKSEN CNC YAY SARMA MAKİNASI ...
Detayları gör
TK-5160 TK-5160 5EKSEN CNC YAY SARMA MAKİNESİ ...
Detayları gör
TK-5120 TK-5120 5EKSEN CNC YAY SARMA MAKİNASI ...
Detayları gör