이 빗살형 삽입물은 특수 브래킷에 장착되도록 설계되었으며 다양한 크랭크축 적용 분야에서 주름을 제거하는 데 도움이 됩니다.
고객이 90도 파이프 성형 작업을 의뢰했습니다. 이 작업에는 2인치 튜브가 필요하며, 외경(OD)은 0.065인치, 벽 두께는 4인치입니다. 중심선 반경(CLR)도 명시되어 있지 않습니다. 고객은 1년 동안 매주 200개의 제품을 필요로 합니다.
금형 요구 사항: 벤딩 금형, 클램핑 금형, 프레스 금형, 맨드릴 및 클리닝 금형. 문제없습니다. 시제품 벤딩에 필요한 모든 도구가 창고에 준비되어 있는 것 같습니다. 기계 프로그램을 설정한 후, 작업자는 파이프를 로드하고 시험 벤딩을 하여 기계 조정이 필요한지 확인합니다. 첫 번째 벤딩 작업이 완벽하게 완료되었습니다. 이렇게 제조업체는 벤딩된 파이프 샘플 몇 개를 고객에게 보내고, 고객은 계약을 체결하여 정기적인 수익성 있는 사업으로 이어질 것이 분명합니다. 모든 것이 순조롭게 진행되는 것처럼 보입니다.
몇 달이 지나고 같은 고객이 재료비 절감을 원했습니다. 이 새로운 용도에는 외경 2인치, 직경 0.035인치, 벽 두께 0.035인치, CLR 3인치의 튜브가 필요합니다. 다른 용도에 사용했던 공구는 회사 내부에 보관되어 있어 작업장에서 즉시 시제품을 제작할 수 있습니다. 작업자는 모든 공구를 프레스 브레이크에 장착하고 굽힘을 확인합니다. 첫 번째 굽힘은 기계에서 나온 후 굽힘 안쪽에 주름이 생겼습니다. 왜일까요? 이는 얇은 벽과 작은 곡률 반경을 가진 파이프를 구부릴 때 특히 중요한 공구 부품인 와이퍼 다이 때문입니다.
회전식 드래프트 튜브를 구부리는 과정에서 두 가지 현상이 발생합니다. 튜브의 외벽은 수축하여 얇아지고, 내벽은 오그라들면서 좁아집니다. 회전식 암이 있는 파이프 벤딩 공구의 최소 요구 사항은 파이프를 구부리는 데 사용되는 벤딩 다이와 벤딩 다이를 중심으로 파이프가 구부러지는 동안 파이프를 고정하는 클램핑 다이입니다.
클램핑 다이는 굽힘이 발생하는 접선면에서 파이프에 일정한 압력을 유지하는 데 도움을 줍니다. 이 압력이 굽힘을 발생시키는 반력을 제공합니다. 다이의 길이는 부품의 곡률과 중심선의 반지름에 따라 달라집니다.
필요한 공구는 적용 분야에 따라 결정됩니다. 어떤 경우에는 벤딩 다이, 클램핑 다이, 프레스 다이만 필요할 수 있습니다. 두꺼운 벽으로 인해 큰 곡률 반경이 발생하는 작업의 경우 와이퍼 다이 또는 맨드릴이 필요하지 않을 수도 있습니다. 다른 적용 분야에서는 연삭 다이, 맨드릴, 그리고 (일부 기계에서는) 벤딩 공정 중 파이프를 안내하고 회전면을 구부리는 데 도움이 되는 콜릿을 포함한 완전한 공구 세트가 필요합니다(그림 1 참조).
스퀴지 다이는 굽힘 부분의 안쪽 반경에 주름이 생기는 것을 방지하고 유지하는 데 도움을 줍니다. 또한 파이프 외부로의 변형을 최소화합니다. 주름은 파이프 내부의 맨드릴이 더 이상 충분한 반발력을 제공하지 못할 때 발생합니다.
벤딩 작업을 할 때는 항상 맨드릴을 파이프에 삽입한 상태에서 와이퍼를 사용합니다. 맨드릴의 주요 역할은 벤딩의 외측 반경을 제어하는 ​​것입니다. 맨드릴은 내측 반경도 지지하지만, 특정 D-벤딩 및 벽 두께 비율의 제한된 범위에서만 완전한 지지력을 제공합니다. 벤딩 D는 벤딩 CLR을 파이프의 외경으로 나눈 값이고, 벽 두께 비율은 파이프의 외경을 파이프 벽 두께로 나눈 값입니다(그림 2 참조).
와이퍼 다이는 맨드릴이 더 이상 내부 반경에 대한 적절한 제어 또는 지지력을 제공할 수 없을 때 사용됩니다. 일반적으로 얇은 벽의 맨드릴을 구부리려면 스트리핑 다이가 필요합니다. (얇은 벽 맨드릴은 때때로 미세 피치 맨드릴이라고도 하며, 피치는 맨드릴의 볼 사이의 거리입니다.) 맨드릴과 다이의 선택은 파이프 외경, 파이프 벽 두께 및 굽힘 반경에 따라 달라집니다.
특히 벽 두께가 얇거나 곡률 반경이 작은 형상이 요구되는 경우, 적절한 연삭 다이 설정이 매우 중요해집니다. 이 글 초반에 제시된 예시를 다시 생각해 보십시오. 4인치에 적합한 설정이 3인치에는 맞지 않을 수 있습니다. CLR과 고객 모두 비용 절감을 위해 재료를 변경해야 하는 만큼, 매트릭스 조정을 위해 더 높은 정밀도가 요구됩니다.
그림 1. 회전식 파이프 벤더의 주요 구성 요소는 클램핑 장치, 벤딩 장치 및 클램핑 다이입니다. 일부 설치 환경에서는 튜브에 맨드릴을 삽입해야 할 수 있으며, 다른 환경에서는 맨드릴 닥터 헤드를 사용해야 할 수 있습니다. 콜릿(여기서는 명칭을 언급하지 않았지만 튜브를 삽입하는 중앙 부분에 위치함)은 벤딩 과정에서 튜브를 안내하는 역할을 합니다. 접선(벤딩이 발생하는 지점)과 와이퍼 끝 사이의 거리를 이론적인 와이퍼 오프셋이라고 합니다.
고품질의 정밀한 벤딩을 위해서는 올바른 스크레이퍼 다이를 선택하고, 벤딩 다이, 다이 및 맨드릴을 적절히 지지하며, 주름과 뒤틀림을 유발하는 틈을 없애기 위해 와이퍼 다이의 위치를 ​​정확하게 조정하는 것이 중요합니다. 일반적으로 튜브 크기와 반경에 따라 콤 팁의 위치는 접선에서 0.060~0.300인치 사이여야 합니다(그림 1에 표시된 이론적인 콤 편향 참조). 정확한 치수는 공구 공급업체에 문의하십시오.
와이퍼 다이 끝부분이 튜브 홈과 수평을 이루고, 와이퍼 끝부분과 튜브 홈 사이에 틈(또는 돌출부)이 없는지 확인하십시오. 또한 금형 압력 설정을 확인하십시오. 빗살이 튜브 홈에 대해 올바른 위치에 있다면, 압력 매트릭스에 약간의 압력을 가하여 튜브를 벤드 매트릭스 안으로 밀어 넣어 주름을 펴십시오.
와이퍼 어레이는 다양한 모양과 크기로 제공됩니다. 직사각형 및 정사각형 파이프에 맞는 직사각형/정사각형 와이퍼 다이를 구입할 수 있으며, 특정 모양에 맞추고 특수한 기능을 지원하기 위해 윤곽/모양 와이퍼를 사용할 수도 있습니다.
가장 일반적인 두 가지 스타일은 일체형 사각 후면 와이퍼 매트릭스와 블레이드형 와이퍼 홀더입니다. 사각 후면 와이퍼 다이(그림 3 참조)는 얇은 벽 제품, 좁은 D형 벤드(일반적으로 1.25D 이하), 항공우주 분야, 미적 요소가 중요한 응용 분야 및 소량에서 중량 배치 생산에 사용됩니다.
2D 미만의 곡선에는 사각형 뒷면 와이퍼 다이를 사용하여 공정을 간소화할 수 있습니다. 예를 들어, 벽면 계수가 150인 2D 사각형 뒷면 곡선 스크레이퍼를 사용할 수 있습니다. 또는 벽면 계수가 25인 2D 곡선과 같이 비교적 부드러운 가공에는 날이 있는 스크레이퍼 홀더를 사용할 수도 있습니다.
사각형 모양의 후면 와이퍼 플레이트는 내부 곡률 반경에 최대한의 지지력을 제공합니다. 또한 팁이 마모된 후 절단할 수도 있지만, 절단 후 더 짧아진 와이퍼 다이에 맞게 기계를 조정해야 합니다.
또 다른 일반적인 스크레이퍼 블레이드 홀더 유형은 더 저렴하고 벤딩 작업에 비용 효율적입니다(그림 4 참조). 이 홀더는 중간 정도에서 좁은 D형 벤딩은 물론, 외경과 CLR이 같은 다양한 파이프를 벤딩하는 데 사용할 수 있습니다. 블레이드 끝부분이 마모되면 즉시 교체할 수 있습니다. 교체 시 블레이드 끝부분은 이전 블레이드와 동일한 위치에 자동으로 고정되므로 와이퍼 암 마운팅을 조정할 필요가 없습니다. 단, 클리너 매트릭스 홀더의 블레이드 키 구성 및 위치가 다르므로 블레이드 디자인이 브러시 홀더 디자인과 일치하는지 확인해야 합니다.
인서트가 있는 와이퍼 홀더는 경화 시간을 단축하지만 작은 곡률 반경에는 권장되지 않습니다. 또한 직사각형 또는 정사각형 튜브나 프로파일에는 사용할 수 없습니다. 사각형 후면 와이퍼 빗과 인서트 와이퍼 암은 모두 근접하게 제작할 수 있습니다. 비접촉식 와이퍼 다이는 파이프 낭비를 최소화하도록 설계되었으며, 와이퍼 뒤쪽으로 부착부를 연장하고 콜릿(튜브 가이드 블록)을 벤딩 다이에 더 가깝게 배치하여 작업 길이를 단축할 수 있습니다(그림 5 참조).
목표는 필요한 파이프 길이를 줄여 적절한 용도에 필요한 자재를 절약하는 것입니다. 이러한 비접촉식 와이퍼는 폐기물을 줄여주지만, 일반적인 사각형 후면 와이퍼나 브러시가 있는 표준 와이퍼 마운트보다 지지력이 떨어집니다.
최상의 스크레이퍼 다이 재질을 사용하고 있는지 확인하십시오. 스테인리스강, 티타늄, 인코넬 합금과 같은 단단한 재료를 구부릴 때는 알루미늄 청동을 사용해야 합니다. 연강, 구리, 알루미늄과 같은 부드러운 재료를 구부릴 때는 강철 또는 크롬강 와이퍼를 사용하십시오(그림 6 참조).
그림 2. 일반적으로, 공격성이 낮은 용도에는 클리닝 칩이 필요하지 않습니다. 이 차트를 읽으려면 위의 범례를 참조하십시오.
칼날이 달린 칼의 손잡이는 보통 강철로 만들어지지만, 경우에 따라 손잡이와 칼끝 모두 알루미늄 청동으로 만들어져야 할 수도 있습니다.
빗을 사용하든 날이 달린 브러시 홀더를 사용하든 동일한 기계 설정을 사용합니다. 튜브를 완전히 고정한 상태에서 스크레이퍼를 튜브의 굽은 부분과 뒷부분에 놓습니다. 고무망치로 와이퍼 배열의 뒷부분을 치면 와이퍼 팁이 제자리에 고정됩니다.
이 방법을 사용할 수 없는 경우, 눈대중과 자를 이용하여 와이퍼 매트릭스 또는 와이퍼 블레이드 홀더를 설치하십시오. 끝부분이 직선인지 손가락이나 눈으로 주의 깊게 확인하십시오. 끝부분이 너무 앞으로 튀어나오지 않도록 하십시오. 튜브가 와이퍼 매트릭스 끝부분을 지나갈 때 부드럽게 연결되어야 합니다. 원하는 만큼 구부러질 때까지 이 과정을 반복하십시오.
경사각은 매트릭스에 대한 스퀴지의 각도를 나타냅니다. 항공우주 및 기타 분야의 일부 전문 응용 분야에서는 경사각이 거의 없거나 전혀 없는 와이퍼를 사용하기도 합니다. 그러나 대부분의 응용 분야에서는 그림 1과 같이 항력을 줄이기 위한 충분한 여유 공간을 확보하기 위해 경사각을 1~2도 사이로 설정합니다. 정확한 경사각은 설치 및 테스트 회전 중에 결정해야 하지만, 경우에 따라 첫 번째 회전에서 설정할 수도 있습니다.
표준 와이퍼 매트릭스를 사용할 경우, 와이퍼 팁을 접선보다 약간 뒤쪽에 장착하십시오. 이렇게 하면 작업자가 마모됨에 따라 클리너 팁을 앞으로 이동시킬 수 있는 공간이 확보됩니다. 그러나 와이퍼 매트릭스 팁을 접선 방향으로 또는 그 이상으로 장착하지 마십시오. 이렇게 하면 클리너 매트릭스 팁이 손상될 수 있습니다.
부드러운 재료를 구부릴 때는 필요한 만큼 스크레이퍼를 사용할 수 있습니다. 하지만 스테인리스강이나 티타늄과 같은 단단한 재료를 구부릴 때는 스크레이핑 다이의 경사를 최소화해야 합니다. 스크레이퍼를 최대한 직선으로 만들려면 단단한 재료를 사용하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 곡선 부분의 주름과 곡선 후 직선 부분을 깔끔하게 다듬는 데 도움이 됩니다. 또한, 이러한 작업에는 꼭 맞는 맨드릴이 포함되어야 합니다.
최상의 벤딩 품질을 얻으려면 벤딩 안쪽을 지지하고 원형도 불균형을 제어하기 위해 맨드릴과 스크레이퍼 다이를 사용해야 합니다. 스퀴지와 맨드릴이 모두 필요한 경우, 둘 다 사용하면 후회하지 않을 것입니다.
앞서 제기했던 문제로 돌아가서, 더 얇은 벽과 더 높은 CLR 함량을 가진 제품으로 다음 계약을 따내 보세요. 와이퍼 몰드를 장착하니 튜브가 주름 하나 없이 완벽하게 기계에서 나왔습니다. 이것이 바로 업계가 원하는 품질이며, 업계는 마땅히 이런 품질을 누려야 합니다.
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