프로파일 벤딩 및 튜브 성형에 대한 필수 가이드

I. 프로파일 및 파이프의 수동 벤딩

프로파일은 굽힘 저항이 높기 때문에 구부리기가 쉽지 않기 때문에 보통 가열 방식을 사용하여 수동으로 구부립니다.

1. 플랫 스틸 어닐링 벤드

평강 굽힘은 일반적으로 다음 단계와 방법을 채택합니다:

(1) 몰드 만들기

열간 굽힘 평강 용 금형은 일반적으로 강판으로 만들어지며 두께는 공작물보다 같거나 약간 두꺼울 수 있으며 금형의 호 직경은 공작물의 내경과 같을 수 있습니다. 평강 링을 구부리기위한 금형은 그림 4-15와 같이 전체 원이 아니라 전체 원의 약 2/3로 만들어야 구부리는 동안 공작물의 배치 및 제거가 용이합니다.

플랫폼에 금형을 고정하기 위한 구멍의 위치와 크기는 플랫폼의 구멍 위치와 크기에 따라 플랫폼에서 금형의 위치가 고정된 후에 결정해야 합니다.

(2) 굽힘

가열된 평강의 한쪽 끝을 금형에 대고 원뿔형 쐐기와 램스혼 클램프로 고정하고 그림 4-16과 같이 벤더를 적절한 위치에 삽입하여 굽힘을 수행합니다. 저온으로 인해 평강에 주름이 생기거나 재료가 경화되는 것을 방지하기 위해 각 가열은 너무 오래 구부리지 않아야 합니다. 파트 크기가 큰 경우 절곡은 섹션 단위로 수행해야 합니다.

1-램의 뿔 클램프
2-몰드
3 잠금 볼트
4-타이어 웨지
5-플랫 스틸 소재
6-Bender
7-플랫폼 구멍
8-조임 쐐기
9-스페이서 플레이트

(3) 레벨링

각 어닐링 섹션이 끝나고 클램프를 제거하기 전에 그림 4-17과 같이 평평한 해머를 사용하여 평평한 강철의 내부를 따라 먼저 수평을 맞춘 다음 외부를 따라 수평을 맞추어 내부와 외부의 두께를 거의 동일하게 만들고 탈형 후 냉각 과정에서 큰 변형을 방지합니다.

2. 앵글 스틸 굽힘

앵글 스틸 벤딩에는 금형 제작, 굽힘, 평탄화 과정도 포함됩니다.

앵글강 굽힘용 금형은 일반적으로 강판으로 용접되며, 그림 4-18과 같이 굽힘이 내부인지 외부인지에 따라 모양이 달라집니다. 앵글강의 단면이 비대칭이기 때문에 절곡 후 냉각 시 내측과 외측의 수축이 동일하지 않아 공작물의 모양과 크기가 달라집니다.

따라서 앵글강을 외부로 구부릴 때는 금형의 직경을 적절히 늘려야 하고, 내부로 구부릴 때는 금형의 직경을 적절히 줄여야 합니다. 금형의 직경을 늘리거나 줄이는 값은 표 4-1에 따라 선택할 수 있습니다. 앵글 스틸 벤딩 몰드에 대한 기타 요구 사항은 플랫 스틸 벤딩 몰드의 요구 사항과 동일합니다.

a) 용접된 외부 앵글 스틸 벤딩 몰드
b) 용접된 내부 앵글 스틸 벤딩 몰드
c) 전체 강판으로 만든 금형

표 4-1 앵글 스틸 열간 절곡 금형 직경 스케일링 크기

앵글강을 구부릴 때는 먼저 그림 4-19와 같이 구부릴 앵글강의 단면이 타이어 툴에 완전히 장착될 때까지 가열된 앵글강의 한쪽 끝을 타이어 툴에 빠르게 클램핑한 다음 앵글강 표면의 주름진 부분을 망치로 두드리면서 구부립니다. 또한 앵글강 굽힘은 강재 열간 굽힘의 온도 범위 내에서 수행해야 합니다.

a) 앵글 스틸 외부 굽힘
b) 앵글 스틸 내부 굽힘

구부린 후에는 망치와 평평한 망치를 사용하여 공작물의 모양과 치수 정확도가 요구 사항을 충족하도록 곧게 펴야 합니다.

3. 파이프 벤딩

매뉴얼 파이프 굽힘 는 일반적으로 단일 조각 또는 소량의 파이프를 구부리는 데 사용되며, 수동 파이프 구부림의 단계와 방법은 다음과 같습니다:

(1) 모래 채우기

수동으로 구부리기 전에 파이프 섹션의 변형을 방지하기 위해 파이프 내부에 모래를 채워야 합니다. 비철금속 파이프의 경우 로진 및 알루미늄과 같이 녹는점이 낮은 물질을 채우고 구부린 후 제거할 수 있습니다. 모래는 순수하고 깨끗하며 건조해야 하며 일반적으로 입자가 2mm보다 작아야 합니다. 파이프 내부에 채워지는 모래는 조밀해야 하므로 채우는 동안 두드려서 채웁니다. 파이프의 끝은 나무 플러그로 단단히 막거나 강판으로 밀봉합니다.

(2) 마킹

열간 벤딩 파이프의 경우 가열 부분의 길이를 표시해야 합니다. 일반적으로 굽힘 부분의 중간 지점 위치는 도면 크기에 따라 미리 결정되며, 거기에서 굽힘 길이를 파이프의 양쪽까지 측정하고 가열할 길이인 파이프 직경에 대한 허용치를 더합니다.

(3) 난방

파이프는 숯, 가스 또는 중유를 연료로 사용하여 가열할 수 있습니다. 일반 석탄은 유황이 많이 포함되어 있어 고온에서 강철에 침투하여 강철의 품질을 저하시킬 수 있으므로 파이프 가열에 적합하지 않습니다. 가열 온도는 약 950°C이며, 파이프 내부의 모래를 같은 온도로 만들기 위해 일정 시간 동안 유지합니다.

(4) 굽힘

작은 직경의 파이프는 레버를 사용하여 반원형 그루브 몰드에서 구부릴 수 있고, 큰 직경의 파이프는 전동 윈치를 사용하여 플랫폼에서 구부릴 수 있습니다. 여러 개의 구부러진 부분이 있는 경우 파이프 끝의 구부러진 부분부터 순차적으로 구부리기 시작합니다. 구부리는 동안 파이프 벽이 너무 얇아지는 것을 방지하기 위해 외벽에 물을 뿌릴 수 있습니다. 냉각을 위해 물을 분사하면 굽힘 정도를 조정할 수도 있습니다. 파이프의 안쪽에 물을 분사하여 냉각하면 안쪽의 금속이 수축하여 굽힘 정도가 증가하고, 마찬가지로 외벽에 물을 분사하면 굽힘 정도가 감소합니다.

II. 파이프 기계식 가열 벤딩 성형

가열을 통해 파이프를 기계적으로 구부리는 방법에는 중파 가열과 화염 가열이 있으며, 각각 아래에 소개되어 있습니다.

1. 중주파 가열 굽힘

중주파 가열 절곡은 파이프 블랭크 주위에 중주파 유도 코일을 배치하고 중주파 유도 전류에 의존하여 블랭크를 필요한 고온으로 국부적으로 가열한 다음 가열된 부분을 절곡하고 절곡 후 즉시 물을 분사하여 냉각시켜 필요한 구부러진 파이프 부품을 얻습니다.

중주파 가열 절곡은 중주파 유도 전기 가열 절곡기에 특화된 장비가 필요합니다. 절곡기의 절곡 토크를 가하는 방식에 따라 풀 절곡과 푸시 절곡 타입으로 나뉩니다.

(1) 당김 굽힘 중주파 굽힘

그림 4-20은 풀 벤딩 중주파 벤딩의 개략도입니다. 중주파 유도 코일(3)은 회전 중심선에 위치하여 코일에 중주파 전류를 통과시켜 교류 자기장을 발생시키고, 파이프 블랭크에서 교류 자기장에 의해 발생하는 유도 전류가 파이프 블랭크를 가열합니다.

파이프 블랭크(1)는 인덕션 코일을 통과하고 한쪽 끝은 척(4)으로 회전 암(5)에 고정되며 다른 쪽 끝은 지지 롤러 또는 기계 베드에 자유롭게 배치됩니다. 3개의 서포트 롤러(2)는 파이프 블랭크의 축 위치를 결정하고 파이프 블랭크가 인덕션 코일 및 척과 동심원을 유지하도록 하는 데 사용됩니다.

1-파이프 블랭크
2-서포트 롤러
3-인덕션 코일
4-Chuck
5-스위블 암

굽힘 영역 뒤에 위치한 파이프 블랭크는 가열 및 굽힘 후 유도 코일에 장착된 링 장치에 의해 수냉되어 구부러진 파이프가 완벽한 원형 단면을 유지할 수 있도록 충분한 강성을 제공합니다. 작동 중에 인덕션 코일은 파이프 블랭크를 800~1200°C까지 국부적으로 가열한 다음 모터가 감속기를 통해 회전하는 스위블 암을 구동하여 파이프 블랭크를 당겨서 모양대로 구부립니다.

그리기 굽힘은 더 작은 반경을 구부릴 수 있습니다(최소 굽힘 반경 R=1.3D, 일반 냉간 벤딩 머신은 1.5D), 구부러진 파이프의 품질이 더 우수합니다.

리미트 스위치를 통해 스위블 암의 회전과 인덕션 코일의 가열을 제때 중단하여 파이프의 굽힘 각도를 정확하게 제어할 수 있습니다. 굽힘 반경은 스위블 암의 척 위치에 따라 결정되며 척의 위치는 파이프에서 조정할 수 있습니다. 전류 크기, 굽힘 속도, 물 분사량을 변경하고 유도 코일의 직경을 선택하면 가열 온도와 가열 영역 폭을 제어할 수 있습니다. 전류와 인덕션 코일의 직경은 주로 파이프 블랭크의 직경에 따라 선택됩니다.

전류가 너무 높으면 파이프 블랭크가 녹고, 너무 낮으면 가열이 불충분합니다. 유도 코일의 직경이 너무 크면 열 효율이 낮고 너무 작 으면 파이프 벽과의 간격이 작고 조정성이 좋지 않으며 작동이 불편합니다. 굽힘 반경이 크면 변형이 작고 굽힘 속도가 더 빠를 수 있습니다. 반대로 굽힘 속도가 느려야 하며, 그렇지 않으면 외벽 두께가 크게 감소합니다.

인발 굽힘에서 중주파 굽힘 중에 얻은 굽힘 반경은 비교적 균일하고 조정이 편리하며 굽힘 각도는 180 °에 도달 할 수 있지만 외벽 두께는 다소 감소합니다.

(2) 푸시 벤딩

그림 4-21은 중주파 가열을 사용한 절곡을 중주파 가열 절곡의 개략도와 함께 보여줍니다. 파이프 블랭크(2)는 지지 롤러(3)에 의해 지지됩니다. 파이프 블랭크의 끝에 있는 스러스트 플레이트(1)를 사용하여 파이프 블랭크에 축 방향 추력(F)을 가하여 파이프 블랭크를 굽힘으로써 모양을 만듭니다.

굽힘 반경은 상단 롤러 5의 위치 또는 스윙 암 7의 척 6 위치에 따라 결정됩니다. 푸시 벤딩 방식을 사용하여 파이프를 벤딩 할 때 벤딩 된 파이프 블랭크의 외벽 두께가 얇아지고 고온 영역이 상대적으로 좁기 때문에 파이프 벽이 안정성을 잃고 내벽이 주름지는 것을 방지 할 수 있습니다.

1-추력 플레이트
2-파이프 공백
3-서포트 롤러
4-인덕션 코일
5-탑 롤러
6-Chuck
7-스윙 암
8축

그림 4-21a에 표시된 푸시 벤딩 방법은 튜브 외벽의 두께를 최소화하면서 모든 반경을 구부릴 수 있지만 구부리기 시작 시 굽힘 반경을 보장하기 어렵고 조정이 어렵습니다. 그림 4-21b의 푸시 벤딩 방법은 굽힘 반경이 균일하고 일반적인 굽힘 각도가 90° 이하로 조정하기 쉽지만 스윙 암의 조정 범위에 따라 굽힘 반경이 제한됩니다.

요약하면, 중주파 유도 굽힘은 다음과 같은 특징이 있습니다:

1) 대구경 두꺼운 벽 튜브의 냉간 절곡에는 대형 냉간 절곡기가 필요하고 넓은 면적을 차지하며 비용이 많이 들고 값비싼 금형이 필요합니다. 그러나 중주파 유도 벤딩에는 금형이 필요하지 않고 다른 파이프 직경과 해당 유도 코일만 있으면 됩니다. 그러나 중주파 유도 장치는 많은 전력을 소비하고 장비 투자도 큽니다.

2) 중주파 유도 가열은 빠르고 열 효율이 높으며 구부러진 튜브의 표면은 산화물 스케일을 생성하지 않습니다.

3) 구부러진 튜브의 품질이 좋으며 냉간 굽힘에 비해 더 나은 원형과 벽 두께의 얇아짐이 적습니다. 굽힘 반경은 조정하기 쉽고 적응력이 뛰어납니다. 특히 금형이 필요하지 않으므로 제조 비용이 저렴하므로 대구경 파이프의 단일 또는 소량 배치를 굽히는 데 적합합니다.

또한 중주파 벤딩 튜브는 가열 및 벤딩 후 즉시 수냉되므로 이 방법을 사용하여 담금질하여 균열이 발생하기 쉬운 강관을 벤딩할 때는 그 영향을 고려해야 합니다.

화염 가열 굽힘

화염 가열 절곡의 원리는 중주파 유도 절곡과 동일하며, 화염 가열 코일을 사용하여 중주파 유도 코일을 대체하여 빌렛을 가열하므로 중주파 유도 장치가 필요하지 않습니다.

화염 벤딩 머신의 구조가 간단하고 비용이 저렴하며 유지 관리가 쉽고 구부러진 튜브의 좋은 품질을 보장 할 수 있으므로 생산에서 특정 홍보 및 사용을 얻었습니다. 그러나 화염 가열의 열 효율이 높지 않기 때문에 벽이 얇은 튜브를 구부리는 데만 적합합니다.

화염 가열 링은 그림 4-22에 나와 있습니다. 산소와 아세틸렌의 혼합물을 연료로 사용하며, 일반적으로 아세틸렌 압력은 0.05~0.1MPa, 산소 압력은 약 0.5~10MPa입니다. 가열 링의 직경은 튜브 블랭크의 외경과 일치해야하며 화염 노즐 링과 튜브 벽 사이의 일반적인 거리는 13 ~ 15mm입니다.

가열 링의 내주에는 화염 노즐이 일렬로 있으며 노즐 직경은 약 φ0.5mm이고 구멍 사이의 간격은 4 ~ 5mm이며 균등하게 분포되어 있습니다. 가열 링의 원주에는 구부러진 파이프 방향과 반대쪽을 향한 물 분사 구멍이 있으며, 분사 구멍의 직경은 약 φ0.8 ~ 1mm이고 구멍 사이의 간격은 약 10mm입니다.