A hidegalakított (hidegformázott) termékeket sok felhasználási területen egyszerűen nem lehet nélkülözni. Mindegy, hogy fékről, ABS-rendszerről, sebességváltóműről, tengelyről, futóműről, jármű NYÁK-ról, műszerfalról, zárszerkezetről, ablakemelőről, csomagtér-fedél mechanikáról, lengéscsillapítóról van szó, a járművekről nem hiányozhat a hidegalakított alkatrész. De nincs ez másképp a bútoriparban és a háztartási gépiparban sem (zsanérok, csapszegek, csőszegecsek, stb.) és hosszan lehetne még felsorolni azokat a felhasználási területeket, ahol a hidegformázott alkatrész megbízhatósági- és ár szempontból előnyt élvez a forgácsolt alkatrésszel szemben.

Cégünk 2020 nyarán alakította ki együttműködési feltételeit a német MN Kaltformteile GmbH-val elsősorban acélhuzalból készült, hidegen alakított, húzott, hidegfolyatott, zömített, röviden hidegen térfogatalakított (hidegformázott) fémrögzítések értékesítésére.

1. De mi is pontosan az a hideg térfogatalakítás?

Ez egy olyan képlékenyalakítási művelet, amelynél a fém munkadarab külön melegítés nélkül kerül a folyató-zömítő sajtóban található majdnem zárt üregbe, ahol a présdugattyú és a matricának nevezett alakítószerszám között létrejövő roppant nagy erők hatására a munkadarab képlékenyen megfolyik és anyaga egyrészt kitölti az üreget, másrészt kifolyik az üreg nyílásain. A hidegalakítási műveleteknél olyan erőhatásokra van szükség, hogy sokszor egy lépcsőben nem is lehet a kívánt képlékeny alakváltozást teljesen elérni, ilyenkor többfészkes (osztott) szerszámokat és több nyomású (többfokozatú) sajtókat alkalmaznak. Az MN Klatformteile gépparkja, amely 1-6 fészkes szerszámokkal termel, akár bordázott vagy fogazott, akár aszimmetrikus kialakítási megoldásokat is lehetővé tesz. A gyártó termelésének főbb jellemzői:

• kb. 100 fő alkalmazott
• több ezer m² termelési terület
• sok modern egy- és többnyomású speciális préssajtó - egészen 6 alakító lépcsőig
• kiegészítő munkaálllomások
• gyártható huzalméret tartomány: Ø 0,9 mm-től Ø 24 mm-ig

FELDOLGOZHATÓ ANYAGMINŐSÉGEK:

szénacél, rozsdamentes acél, alumínium, sárgaréz, bronz, inconel és egyéb nikkel-ötvözetek

2. Késztermék: hidegalakított (hidegformázott), húzott, zömített, folyatott fémrögzítések acélhuzalból

FORMA:

• csavar
• tengely
• stift
• csapszeg
• tüske
• persely
• szegecs

KÜLÖNLEGES KIALAKÍTÁS:

• bordázás
• fogazás
• aszimmetrikus forma

3. Hidegalakítás vagy forgácsolás?

A hideg térfogatlakítás különösképp alkalmas az olyan tömegtermékek gyártására, mint csavar, persely, tengely, csapszeg, csavaranya és lépcsős szimmetrikus forgástest. A forgácsolással szemben az itt megvalósítható anyagtakarékosság annál jobb, minél nagyobb a termék tömege, ill. magasabb az ára, a hidegalakítás ciklusideje sokkal kisebb a forgácsoláshoz képest.

Ügyesen megtervezett alakítómatricákkal elérhető, hogy az alakítás közben létrejövő anyag-felkeményedés szükségtelenné tegye a forgácsolásnál egyébként gyakori utólagos hőkezelést is. A munkadarab homogenitása és az előnyös krisztalitszerkezet kialakulása mind előtérbe helyezik a hidegelalakítást az olyan termékek esetén, ahol különösen fontos a húzó-, hajlító-, torziós igénybevétellel szembeni ellenállás. A hidegalakításra jellemző sima felület és méretpontosság sok esetben vetekszik a görgőzött vagy polírozott felülettekkel.

A fenti okok miatt manapság a tervezéskor a hidegalakítás sokkal nagyobb figyelmet kap, mint korábban. Előnyei nagy darabszámoknál jelentkeznek és 100 db/perc ciklusidő felett kezd érdekessé válni. A viszonylag magas szerszámköltséget a technológia számos előnye miatt elég gyorsan amortizálni lehet.

4. A hideg térfogatalakítás alapjai

Gépek

A hidegen alakított termékek előállításához különféle folyató-zömitő sajtókat, alakítógépeket használnak. Az egynyomású ill. kétnyomású sajtóknál a huzaltekercsről lefejtett acélhuzal egy huzalegyengető berendezésen átvezetve kerül az alakítógépbe és innen már egyengetett állapotban tolják be a daraboló fokozatba, ahol a huzalt a kívánt hosszra vágják. A méretre darabolt és egyengetett huzalt egy fogószerkezet a matrica elejére helyezi, ahonnan a présdugattyú az alakító szerszámba tolja és egyúttal előalakítást is végez rajta. Ezt követően egy második présdugattyú a munkadarabot készre alakítja. A térfogatalakítás végeztével a készterméket egy kidobószerkezet eltávolítja a matricából, ahonnan ez préslevegő segítségével az elszállító szalagra kerül. Az ilyen módon előállított késztermékből átmérőtől függően manapság 150-830 darabot tudnak percenként gyártani.

Többlépcsős sajtók esetén a huzalt behúzógörgő vagy lineáris behúzószerkezet vezeti be az egyengetés után az alakítógépbe. A nyers huzaldarabot késsel vágják le, majd betolják az első szállítási befogópofába, onnan pedig az első alakítófészekbe. Az előalakítás megtörténte után a félkész terméket egy kidobóstift segítségével a következő befogópárba vezetik és a folyamatot mindaddig ismétlik, amíg a késztermék az utolsó alakítási lépcsőt el nem hagyja. A többlépcsős sajtolás speciális esete a kétmatricás-háromnyomású préssajtó. Ennél az alakítógépnél minden matricánál két lépcsős térfogatalakítás is lehetséges. További előnye, hogy géptipustól függően az egyes nyomások közötti továbbítást megfogó ujjas transzferáló mechanizmus végzi, tehát az alakítónyomások között extrém rövid munkadarabokat is lehet továbbítani.

Zömítés

A zömítést olyan termékeknél használják, mint pl. szegecs, csavar vagy csapszeg. A kiindulási alapanyag itt is egyengetett huzalszakasz, amely a huzaltekercsből kerül levágásra. A zömítési viszony adja meg, hogy a zömítési eljárásnál mekkora huzalátmérőből induljunk ki. A zömítési viszonyszám olyan arányszám, amely a nyers huzalátmérőhöz viszonyítja a szerszámon kívüli szabad, meg nem támasztott huzalhosszat. Ha a megengedett zömítési viszonyt túllépjük, akkor a munkadarab az alakítási ciklus során félre fog billenni.

Amennyiben a zömítendő munkadarabot egy nyomással kívánjuk zömíteni, akkor a zömítési viszony maximális értéke 2,5 szöröse lehet a nyers huzalátmérőnek. Ha a zömítendő munkadarabot két nyomással kívánjuk zömíteni, akkor a maximális zömítési viszonyszám 4,5 szöröse lehet a nyers huzalátmérőnek. Ahhoz, hogy ezeket a zömítési viszonyokat a gyakorlatban be is tudjuk tartani, részben rugózott szerszámokra lesz szükségünk. A rugózott szerszám lerövidíti a behajlítódási hosszt. Az alakítás mértékének további határt szab az alakítási tényező is, amely miatt a szabad, meg nem támasztott huzalhossz a bélyeg és a matrica között nem lehet nagyobb, mint a zömítendő fejátmérő 2,5 szöröse a nyers huzalátmérőhöz képest.

Hidegfolyatás

A hidegfolyatás egy olyan térfogatalakító művelet, amelynél a munkadarabot egy zárt üregben, megfelelő erőkifejtés hatására maradandó, képlékeny alakváltozásra bírjuk, megfolyatjuk. Az előrefolyatásnál az anyagáramlás és a bélyeg elmozdulása azonos irányú. A huzalból levágott munkadarab - mint egy gyurma - az alakítás során akár 85 % - ban is elvékonyodhat. A hidegfolyatás különleges esete az úgynevezett redukálás, amelynél mintegy 30 %-os keresztmetszet csökkenés érhető el. Mivel ennél az eljárásnál a huzalt nem kell az alakítás közben teljes hosszában megtámasztani, egy további zömítő eljárást is be lehet iktatni.

Az alapanyag előzetes felületkezelése

A hidegalakított acél munkadarabok gazdaságos gyártása elképzelhetetlen felületi előkészítés nélkül, amely lecsökkenti a munkadarab és a szerszám közötti súrlódást. Erre a célra alkalmazzák a huzalok foszfátozását. A cinkfoszfát keményen tapadó, nem fémes rétege megakadályozza a munkadarab és a szerszám közvetlen érintkezését és egyúttal kiváló súrlódó kenőanyag hordozó.

A hidegalakítás szerszámai

A hidegalakítás gazdasági előnyei csak akkor aknázhatók ki maradéktalanul ha az alakító szerszámok és a munkadarabok az igénybevétel és kifáradási határ tekintetében a legnagyobb mértékben egymásra vannak hangolva. A szerszám élettartam növelésének egy fontos további kritériuma a megfelelő keménység megválasztása. További élettartam növelést lehet elérni különböző rárakó műveletekkel (PVD vagy CVD eljárások).

5. Hidegalakítási szimuláció

Egy komplikált hideg térfogatalakítási eljárás kifejlesztése általában több munkanapot vesz igénybe. A huzal munkadarabot akár 6 alakító lépcsőben is alakíthatják. A lépésterv kifejlesztése során a fejlesztő nagy mértékben a saját tapasztalataira van utalva. Szimulátor program nélkül csakis drága szerszámok tervezése után tudja a termelést az alakítógépen kipróbálni és megállapítani, hogy a lépésterv az előzetes elképzelések szerint működik-e. A 2D-ben és 3D-ben megtervezett alakítástechnológiai szimulációs program lehetővé teszi, hogy a fejlesztési időt csökkentsük. Előzetesen meg tudjuk becsülni az anyagáramlást, a szerszámterheléseket és csökkenteni tudjuk az egész fejlesztés időigényét és költségét, ezáltal pedig minimalizálhatók a szerszám- , gép- és időigényes munkák.

6. Termékgaléria

Ugrás a MN Kaltformteile Semigent oldalra. Itt a cégismertető mellett a felső menüsorban található GALÉRIA menüpont alatt számos jellemzően hidegalakított terméket, a VIDEÓK menüpőnt alatt pedig a gyártásről készült érdekes videókat talál.

7. A gyártó honlapja

Ugrás a MN Kaltformteile GmbH. honlapjára.