서론: 튜브 엔드 성형의 중요성
현대 제조에서는 연결 신뢰성과 구조적 무결성이 시스템 안전 및 성능에 필수적입니다. 튜브 엔드 성형은 이 두 가지를 모두 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
많은 사람들에게 익숙한 튜브 굽힘이나 코일링 공정과 달리 튜브 끝 형성은 튜브의 기하학적 모양을 형성하는 데 중점을 둡니다. 오픈 엔드. 그 목적은 연결 개선을 넘어 밀봉, 누수 방지, 정렬 및 구조적 보강을 포함합니다.
유비쿼터스 애플리케이션: 차량의 브레이크 라인부터 사무실의 구리 냉장 튜브까지 난방, 냉방, 환기 시스템, 심지어 의료 기기의 가스 공급 라인에서도 튜브 끝단 성형은 수많은 산업 및 일상 생활에서 발생합니다.
1.0튜브 엔드 포밍이란?
튜브 끝단 성형은 연결, 밀봉, 유지 또는 형상 통합과 같은 기능을 지원하기 위해 튜브 끝단의 모양을 바꾸는 금속 가공 공정입니다. 기계적 또는 유압적 힘을 이용하여 튜브 개구부에 국부적인 소성 변형을 가하여 직경, 단면 형상 또는 단자 형상을 변경하는 공정입니다.
튜브 벤딩과 달리, 튜브 엔드 성형은 튜브의 경로를 변경하지 않고 개방된 끝단의 정밀 성형에 중점을 둡니다. 이 기술은 자동차 배기 시스템, 유압 라인, HVAC 덕트, 가구 구조물, 항공우주 연료 라인 등의 산업에서 널리 사용됩니다.
주요 특징:
- 처리 영역: 튜브의 끝 부분에만 엄격하게 제한됨
- 프로세스 유형: 소성 변형 기술(냉간 또는 열간 성형)
- 재료 호환성: 저탄소강, 스테인리스강, 구리, 알루미늄, 티타늄 합금, 심지어 PP 및 PVC와 같은 열가소성 플라스틱에도 사용 가능
2.0튜브 엔드 성형의 유형 및 구조 분류
2.1절감:
삽입 맞춤, 구조적 정지 또는 나사 연결에 사용됩니다.
일반 장비: 튜브 엔드 스웨이징 머신, 튜브 네킹 머신
- 어깨 감소: 축소 후 계단이 형성되어 중첩이나 기계적 정지에 유용합니다.
- 부드러운 감소: 정의된 어깨가 없는 테이퍼형 전환부로 슬립핏 연결에 적합합니다.
- 나사산 감소: 줄어든 끝부분은 외부 나사산을 형성하여 부착물을 장착하기 위해 가공됩니다.
2.2플레어링 및 확장:
밀폐된 조인트를 만들고, 부속품을 연결하거나, 모양을 전환하도록 설계되었습니다.
일반 장비: 튜브 엔드 플레어링 머신, 튜브 확장 머신, 회전 엔드 성형 머신
- 표준 플레어: 일반적인 37° 또는 45° 플레어 형상으로, 유압 및 고압 유체 시스템에 널리 사용됩니다.
- 숄더 플레어: 플레어 형성에는 관절의 안정성을 높이기 위한 어깨가 포함됩니다.
- 벨머스(20°/37°/45°): Marmon 또는 SAE 피팅과의 연결을 위한 테이퍼형 플레어.
- 오프셋 플레어: 플레어는 중앙에서 벗어난 곳에서 형성되며, 연료 깔때기와 같은 불규칙한 구성 요소에서 자주 볼 수 있습니다.
- 구형 플레어: 튜브 끝부분은 돔 모양으로 형성되어 볼 스타일의 소켓 연결이 가능합니다.
2.3구슬 장식:
주로 호스 고정, 미끄럼 방지 또는 밀봉 강화에 사용됩니다.
일반 장비: 튜브 비딩 머신, 회전 비드 성형 머신
- 단일 구슬: 호스의 밀봉 및 고정을 위한 튜브 끝 근처의 원형 융기부입니다.
- 더블 비드: 압력 저항성과 밀봉 무결성을 강화하는 두 개의 평행한 융기부입니다.
- 반전된 구슬: 비드는 튜브 벽 안쪽으로 형성되며 일반적으로 O-링이나 씰을 찾는 데 사용됩니다.
- 노르마 볼 / 마몬 비즈: 자동차 배기 시스템의 빠른 밀봉 연결을 위해 설계되었습니다.
2.4플랜징:
용접, 볼트 접합 또는 기계 조립을 위한 인터페이스를 만드는 데 사용됩니다.
일반 장비: 튜브 엔드 플랜징 머신, 튜브 플레어 성형 머신
- 90° 플랜지: 튜브 끝은 직각으로 바깥쪽으로 플랜지 처리되어 있어 용접이나 클램프 연결에 이상적입니다.
- 원뿔형 플랜지: 일반적으로 모양이 있는 피팅과 결합하기 위해 20°~45° 각도로 플랜지 처리됩니다.
2.5기타 최종 기능:
연결, 구조적 보강 또는 특정 기능적 요구 사항을 지원합니다.
일반 장비: 회전식 엔드 성형기, 튜브 엔드 페이싱 및 챔퍼링 머신
- 모따기된 끝: 튜브의 가장자리는 모따기 처리되어 거친 부분을 제거하고 삽입을 용이하게 합니다.
- 널링: 그립감이나 호스 유지력을 향상시키기 위해 튜브 외부 표면에 미세한 질감 패턴을 적용했습니다.
- 스레딩: 외부 나사산은 피팅이나 밸브와의 연결을 위해 튜브 끝에 가공됩니다.
- 슬롯과 노치: 사용자 정의 부품과의 위치 지정, 용접 또는 결합을 위한 부분적 절단 또는 홈.
- 마주보는 끝: 튜브 끝은 밀봉이나 용접의 평탄성을 보장하기 위해 정밀하게 정사각형으로 처리됩니다.
- 밀봉 또는 정지 기능: 유체 차단이나 삽입 깊이 제어에 사용되는 링이나 구슬 모양의 구조물입니다.
3.0코어 튜브 끝단 성형 방법에 대한 자세한 개요
3.1활활 타는:
공정 원리: 튜브 끝은 원뿔형 다이 또는 맨드럴을 사용하여 반경 방향으로 확장되어 지정된 각도로 벌어진 구조를 형성하여 씰 무결성이나 피팅 호환성을 개선합니다.
프로세스 단계:
① 튜브 클램핑 → ② 맨드렐 또는 콘 삽입 → ③ 공구를 따라 재료 확장 → ④ 최종 플레어 각도 달성
일반적인 기술:
스탬프 플레어링: 표준화된 플레어(예: 자동차 연료 라인)에 적합하며, 효율성이 높고 대량 생산에 이상적입니다.
로터리 플레어링: 불규칙하거나 넓은 각도의 플레어(예: HVAC, 볼 조인트 씰)에 사용되며 보다 정밀한 성형이 가능합니다.
주요 매개변수:
일반적인 플레어 각도: 37°(SAE), 45°(JIS), 90°(고압 밀봉)
벽 두께 감소율은 15% 이내여야 합니다. 항공우주 등급 부품의 경우 ≤10%입니다.
3.2리듀싱/스웨이징:
공정 원리: 다이를 사용하여 튜브 끝단을 방사형으로 압축하면 외경이 감소하고 벽 두께는 약간 증가합니다. 냉간 성형 시 두께는 ≤8%, 열간 성형 시 최대 15%까지 증가합니다.
일반적인 응용 분야:
다단계 중첩: 가구 난간, 텔레스코픽 튜브에 흔히 사용됨
노즐 모양: 노즐 입구에서 흐름을 간소화하는 데 사용됩니다. 일반적인 테이퍼 각도는 12°–15°입니다.
3.3플랜징:
외부 플랜지: 튜브 끝은 바깥쪽으로 구부러져 볼트 또는 밀봉 조립을 위한 플랜지 표면을 형성합니다. 플랜지 높이는 일반적으로 벽 두께의 1.2배에서 2배입니다.
내부 플랜지: 끝부분은 안쪽으로 말아 O-링 씰용 홈을 형성합니다. 홈의 깊이는 O-링 직경과 정확히 일치해야 합니다(허용 오차 ±0.05mm 이내).
3.4그루빙:
공정 원리: 롤러는 튜브 벽에 대칭적인 홈을 형성하기 위해 압력을 가하는데, 이는 종종 클램프 유형의 조인트나 씰 배치에 사용됩니다.
산업 표준:
NFPA 1963(소방 호스 커플링): 홈 깊이 1.2±0.1mm, 너비 2.0±0.2mm
3롤러 머신은 ±0.05mm의 정확도를 달성합니다. 단일 롤러 시스템(±0.15mm)보다 우수합니다.
디자인 노트:
응력 집중 및 균열을 방지하기 위해 최소 홈 루트 반경은 벽 두께의 ≥0.3이어야 합니다.
3.5보조 성형 기술
끝 굽힘: 튜브 끝부분이 15°~30° 정도 약간 구부러져 있으며, 일반적으로 배기 라우팅이나 간격 조정에 사용됩니다.
평탄화 및 닫기: 튜브 끝부분을 다이를 사용하여 평평하게 펴고 밀봉합니다. 가구 다리나 전시 구조물에 자주 사용됩니다. 충분한 강도를 위해서는 평평하게 펴는 길이가 튜브 지름의 최소 3배 이상이어야 합니다.
챔퍼링 및 디버링: 씰 손상이나 응력 축적을 방지하기 위해 튜브 끝단을 모따기해야 합니다. 권장 각도: 45°, 깊이: 0.2~0.5mm.
3.6튜브 엔드 성형과 튜브 벤딩의 주요 차이점
정의 관점:
튜브 끝단 성형: 국소적인 소성 변형을 통해 튜브 개방단의 기하학적 구조를 변경하는 데 중점을 둡니다. 이 공정은 연결, 밀봉, 위치 결정 또는 통합과 같은 기능을 지원하기 위해 직경, 단면 또는 단자 형상을 재형성합니다.
튜브 굽힘: 튜브의 전체 경로 또는 모양을 변경하여 곡선이나 각진 굴곡을 만듭니다. 주요 목표는 설치 또는 공간 배치 요건에 맞게 튜브 경로를 변경하는 것입니다.
형성 영역:
튜브 끝단 성형: 튜브의 국부적인 끝부분, 일반적으로 개구부로부터 수 밀리미터에서 수 센티미터 이내의 부분에만 작용합니다. 성형은 기능적인 끝부분을 만들기 위해 엄격하게 제어됩니다.
튜브 벤딩: 튜브 길이를 따라 있는 모든 구간에 적용되어 공간적 방향을 변경합니다. 일반적으로 더 긴 구간을 포함하며 튜브의 전체 경로에 영향을 미칩니다.
목적 및 기능적 차이점:
튜브 끝단 성형: 튜브 끝단의 연결 성능을 개선하는 것을 목표로 합니다. 일반적인 목표는 다음과 같습니다.
- 활활 타는 삽입 및 밀봉용
- 감소하다 짝짓기와 정지를 위해
- 플랜징 볼트 또는 용접 연결용
- 그루빙 클램프 배치를 위해
이러한 특징은 밀봉, 누출 방지, 정렬 및 구조적 강화를 향상시킵니다.
튜브 굽힘: 튜빙 경로를 변경하고 설치 환경에 맞게 조정할 수 있도록 설계되었습니다. 장애물을 피하고 복잡한 공간 구성을 지원합니다.
4.0튜브 엔드 성형기란 무엇인가요?
튜브 엔드 성형기는 튜브의 개방된 끝단에 압축, 플레어링, 축소, 플랜징, 모따기, 압연, 마감 등의 성형 작업을 수행하도록 설계된 장비입니다. 이 기계의 주요 목표는 튜브 끝단의 밀봉 성능, 연결 신뢰성, 그리고 구조적 강도를 향상시키는 것입니다.
일반적인 성형 방법
| 성형 방법 | 설명 |
| 활활 타는 | 튜브 끝을 종 모양으로 확장하여 삽입과 밀봉을 더 쉽게 합니다. |
| 감소하다 | 더 작은 구성품과 결합하기 위해 튜브 끝 직경을 좁힙니다. |
| 구슬 장식 | 튜브 끝부분에 돌출된 플랜지나 비드를 형성하여 강도를 높이거나 밀봉 링을 수용합니다. |
| 챔퍼링 | 튜브 가장자리를 매끄럽게 하고 조립을 용이하게 하기 위해 버를 제거합니다. |
| 폐쇄 | 튜브 끝을 밀봉하며, 일반적으로 배기 시스템이나 유체 격리에 사용됩니다. |
| 그루빙 | 기계적 접합이나 밀봉 목적으로 원주형 홈이나 주름을 만듭니다. |
주요 구조 구성 요소
- 기계 프레임 및 베드: 전체 시스템을 지원하고 운영 안정성을 보장합니다.
- 성형 다이: 특정 공정에 따라 맞춤 제작하여 최종 튜브 모양을 결정합니다.
- 유압 또는 서보 시스템: 정밀한 성형력이나 클램핑력을 제공합니다.
- 클램핑 유닛: 성형 중에 튜브가 움직이지 않도록 고정합니다.
- 제어 시스템(PLC 또는 터치 패널): 프로그래밍 가능한 제어와 매개변수 설정이 가능합니다.
분류 방법
드라이브 메커니즘에 의해
- 유압 튜브 끝단 성형기:
높은 추력을 제공하며, 두꺼운 강철이나 스테인리스강과 같은 고내열 소재의 성형에 적합합니다. 플레어링, 리듀싱, 비딩, 그루빙과 같은 복잡한 가공이 가능합니다. 자동차 배기 시스템 및 산업용 배관 시스템에 널리 사용됩니다. - 공압 튜브 끝단 성형기:
구조가 간단하고 응답 속도가 빠르며, 소구경, 박벽 튜브의 빠른 가공에 이상적입니다. 경량 부품 및 실험실용 튜브에 자주 사용됩니다. - 서보 전기 튜브 끝단 성형기:
높은 성형 정밀도, 반응성 있는 제어, 낮은 에너지 소비를 자랑합니다. 높은 반복성을 지원하며 자동화 라인 및 정밀 제조에 적합합니다.
워크스테이션 수별
- 단일 스테이션 기계:
플레어링, 리듀싱, 클로징 등 단일 성형 공정에 적합한 컴팩트한 디자인입니다. 소량 생산 또는 모듈식 생산 단계에 적합합니다. - 듀얼 스테이션 머신:
두 가지 연속 작업(예: 리듀싱 + 비딩, 플레어링 + 그루빙)을 수행할 수 있습니다. 컴팩트한 레이아웃과 생산 효율성의 균형을 제공합니다. - 멀티스테이션 머신:
단일 설정으로 세 개 이상의 성형 단계(예: 축소 + 플레어링 + 홈 가공 + 마감)를 순차적으로 지원합니다. 자동화 및 생산성을 향상시켜 대량 및 복잡한 부품 생산에 이상적입니다.
자동화 수준별
- 수동 기계: 저렴한 가격 구조가 간단하고 수동 로딩 및 작동이 필요합니다. 시제품 제작, 수리 작업 또는 임시 실험실 사용에 적합합니다.
- 반자동 기계: 코어 성형 작업은 자동화되어 있으며, 수동 로딩/언로딩은 여전히 필요합니다. 소량에서 중량 생산량에 대해 비용과 효율성의 균형을 제공합니다.
- 전자동 기계: 자동 공급, 위치 조정 및 다이 교환 시스템을 갖추고 있습니다. 단독으로 작동하거나 자동화 라인에 통합하여 무인 연속 가공이 가능하며, 대량 생산에 이상적입니다.
5.0튜브 엔드 성형 - 자주 묻는 질문(FAQ)
튜브 끝단 성형과 튜브 굽힘의 차이점은 무엇입니까?
튜브 끝단 성형은 튜브의 전체 경로를 변경하지 않고 튜브의 열린 끝단을 성형하는 데 중점을 둡니다. 반면, 튜브 굽힘은 튜브의 모양과 경로를 변경합니다.
튜브 끝단 성형의 일반적인 유형은 무엇입니까?
일반적인 유형으로는 감소, 플레어링 및 확장, 비딩, 플랜징과 모따기, 널링, 나사산과 같은 추가 기능이 있습니다.
플레어링에 사용되는 표준 플레어 각도는 무엇입니까?
일반적인 플레어 각도는 37°(SAE 표준), 45°(JIS 표준), 그리고 90°(고압 밀봉에 사용)입니다. 각 각도는 서로 다른 밀봉 및 연결 목적에 사용됩니다.
환원 과정의 일반적인 응용 분야는 무엇입니까?
감소는 주로 슬립핏 연결, 다단 중첩, 노즐 성형에 사용됩니다. 튜브 끝단 직경을 줄이는 동시에 벽 두께를 약간 증가시키는 경우가 많습니다.
플레어링과 플랜징의 차이점은 무엇인가요?
플레어링은 튜브 끝단을 바깥쪽으로 구부려 접합면을 만드는 작업으로, 용접이나 볼트 조립을 위해 흔히 사용됩니다. 플랜지는 구조적인 밀봉 및 설치를 위해 설계된, 보다 표준화된 플레어 형태입니다.
그루빙의 주요 목적은 무엇입니까?
홈을 파면 튜브 벽에 홈이 생겨 클램프를 고정하거나 밀봉 링을 찾을 수 있어 조인트의 안정성과 밀봉 성능이 향상됩니다.
참고문헌
gjsteel.com/capabilities/tube-end-forming
proto1mfg.com/2021/07/27/튜브-엔드-포밍-튜브-엔드-포밍-유형
www.rs-traut.de/en/products/tube-forming
