원통형 부분에 입술을 말리거나 펼치는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 예를 들어 프레스나 오비탈 성형기를 사용하여 이 작업을 수행할 수 있습니다. 그러나 이러한 프로세스(특히 첫 번째 프로세스)의 문제점은 많은 힘이 필요하다는 것입니다.
벽이 얇은 부품이나 연성이 낮은 재료로 만든 부품에는 적합하지 않습니다. 이러한 애플리케이션의 경우 세 번째 방법인 프로파일링이 등장합니다.
궤도 및 방사형 성형과 마찬가지로 압연은 금속 냉간 성형의 비충격 공정입니다. 그러나 이 공정은 포스트 헤드나 리벳을 형성하는 대신 속이 빈 원통형 조각의 가장자리나 가장자리에 컬이나 가장자리를 만듭니다. 이는 하나의 구성 요소(예: 베어링 또는 캡)를 다른 구성 요소 내부에 고정하거나 단순히 금속 튜브의 끝을 처리하여 더 안전하게 만들고, 외관을 개선하거나, 튜브 삽입을 더 쉽게 만들기 위해 수행할 수 있습니다. 금속 튜브의 중앙에. 다른 부분.
오비탈 및 방사형 성형에서 헤드는 회전 스핀들에 부착된 해머 헤드를 사용하여 성형되며 동시에 공작물에 하향 힘을 가합니다. 프로파일링 시 노즐 대신 여러 개의 롤러가 사용됩니다. 헤드는 300~600rpm으로 회전하며, 롤러가 지나갈 때마다 재료를 부드럽게 밀어서 매끄럽고 내구성 있는 형태로 만듭니다. 이에 비해 트랙 형성 작업은 일반적으로 1200rpm에서 실행됩니다.
”솔리드 리벳에는 궤도 및 방사형 모드가 정말 좋습니다. BalTec Corp의 제품 애플리케이션 엔지니어인 Tim Lauritzen은 이렇게 말했습니다.
롤러는 정확한 접촉선을 따라 가공물을 가로지르며 점차적으로 재료를 원하는 모양으로 만듭니다. 이 과정은 약 1~6초 정도 소요됩니다.
Orbitform Group의 영업 담당 부사장인 Brian Wright는 "[성형 시간]은 재료, 이동 거리, 재료가 형성해야 하는 형상에 따라 달라집니다."라고 말했습니다. "파이프의 벽 두께와 인장 강도를 고려해야 합니다."
롤은 위에서 아래로, 아래에서 위로 또는 옆으로 형성될 수 있습니다. 유일한 요구 사항은 도구를 위한 충분한 공간을 제공하는 것입니다.
이 공정을 통해 황동, 구리, 주조 알루미늄, 연강, 고탄소강, 스테인리스강 등 다양한 재료를 생산할 수 있습니다.
“주조 알루미늄은 성형 중에 마모가 발생할 수 있기 때문에 롤 성형에 좋은 소재입니다.”라고 Lauritzen은 말합니다. “마모를 최소화하기 위해 부품에 윤활유를 칠할 필요가 있는 경우도 있습니다. 실제로 우리는 재료를 성형할 때 롤러에 윤활유를 바르는 시스템을 개발했습니다.”
롤 성형은 0.03~0.12인치 두께의 벽을 형성하는 데 사용할 수 있습니다. 튜브의 직경은 0.5인치에서 18인치까지 다양합니다. "대부분의 응용 제품은 직경이 1~6인치 사이입니다."라고 Wright는 말합니다.
추가 토크 구성 요소로 인해 롤 성형은 크림퍼보다 컬이나 가장자리를 형성하는 데 하향 힘이 20% 더 적게 필요합니다. 따라서 이 공정은 주조 알루미늄과 같은 깨지기 쉬운 재료와 센서와 같은 민감한 부품에 적합합니다.
"튜브 어셈블리를 성형하기 위해 프레스를 사용하려면 롤 성형을 사용할 때보다 약 5배 더 많은 힘이 필요합니다."라고 Wright는 말합니다. “힘이 높을수록 파이프 팽창이나 굽힘의 위험이 크게 증가하므로 도구는 이제 더욱 복잡해지고 비용이 많이 듭니다.
롤러 헤드에는 정적 롤러 헤드와 관절형 헤드의 두 가지 유형이 있습니다. 정적 헤더가 가장 일반적입니다. 사전 설정된 위치에 수직 방향의 스크롤 휠이 있습니다. 성형력은 공작물에 수직으로 적용됩니다.
대조적으로, 피벗 헤드에는 드릴 프레스의 척 조처럼 동시에 움직이는 핀에 수평 방향으로 장착된 롤러가 있습니다. 핑거는 롤러를 성형된 공작물 안으로 방사형으로 이동시키는 동시에 어셈블리에 클램핑 하중을 가합니다. 이 유형의 헤드는 어셈블리의 일부가 중앙 구멍 위로 돌출된 경우 유용합니다.
"이 유형은 외부에서 내부로 힘을 가합니다"라고 Wright는 설명합니다. “안쪽으로 압착하거나 O-링 홈이나 언더컷 같은 것을 만들 수 있습니다. 드라이브 헤드는 단순히 Z축을 따라 도구를 위아래로 움직입니다.”
피벗 롤러 성형 공정은 일반적으로 베어링 설치용 파이프를 준비하는 데 사용됩니다. Wright는 “이 공정은 부품 외부에 홈을 만들고 부품 내부에 해당 능선을 만들어 베어링의 견고한 정지 역할을 하는 데 사용됩니다.”라고 설명합니다. “그런 다음 베어링이 삽입되면 튜브 끝 부분의 모양을 만들어 베어링을 고정합니다. 과거에는 제조업체가 견고한 고정 장치로 튜브에 숄더를 절단해야 했습니다.”
수직으로 조정 가능한 내부 롤러의 추가 세트가 장착된 경우 회전 조인트는 공작물의 외부 직경과 내부 직경을 모두 형성할 수 있습니다.
고정식이든 연결식이든 관계없이 각 롤러와 롤러 헤드 어셈블리는 특정 응용 분야에 맞게 맞춤 제작됩니다. 그러나 롤러 헤드는 쉽게 교체됩니다. 실제로 동일한 기본 기계로 레일 성형과 롤링을 수행할 수 있습니다. 궤도 및 방사형 성형과 마찬가지로 롤 성형은 독립형 반자동 공정으로 수행되거나 완전 자동화 조립 시스템에 통합될 수 있습니다.
롤러는 경화된 공구강으로 만들어지며 일반적으로 직경이 1~1.5인치라고 Lauritzen은 말했습니다. 헤드의 롤러 수는 부품의 두께와 재질, 가해지는 힘의 양에 따라 달라집니다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 3롤러입니다. 작은 부품에는 2개의 롤러만 필요할 수 있지만 매우 큰 부품에는 6개가 필요할 수 있습니다.
Wright는 "부품의 크기와 직경, 재료를 얼마나 이동시키려는지에 따라 용도에 따라 달라집니다."라고 말했습니다.
Wright는 "애플리케이션의 95%가 공압식입니다."라고 말했습니다. "고정밀 작업이나 클린룸 작업이 필요하다면 전기 시스템이 필요합니다."
어떤 경우에는 성형 전에 부품에 사전 하중을 가하기 위해 압력 패드가 시스템에 내장될 수 있습니다. 어떤 경우에는 선형 가변 차동 변압기를 클램핑 패드에 내장하여 품질 검사로 조립하기 전에 부품의 스택 높이를 측정할 수 있습니다.
이 공정의 주요 변수는 축방향 힘, 반경방향 힘(관절식 롤러 성형의 경우), 토크, 회전 속도, 시간 및 변위입니다. 이러한 설정은 부품 크기, 재료 및 접착 강도 요구 사항에 따라 달라집니다. 프레싱, 궤도 및 방사형 성형 작업과 마찬가지로 성형 시스템을 장착하여 시간 경과에 따른 힘과 변위를 측정할 수 있습니다.
장비 공급업체는 최적의 매개변수에 대한 지침은 물론 부품 프리폼 형상 설계에 대한 지침도 제공할 수 있습니다. 목표는 재료가 저항이 가장 적은 경로를 따르는 것입니다. 자재 이동은 연결을 확보하는 데 필요한 거리를 초과해서는 안 됩니다.
자동차 산업에서 이 방법은 솔레노이드 밸브, 센서 하우징, 캠 팔로워, 볼 조인트, 충격 흡수 장치, 필터, 오일 펌프, 워터 펌프, 진공 펌프, 유압 밸브, 타이 로드, 에어백 어셈블리, 스티어링 칼럼 및 기타 부품을 조립하는 데 사용됩니다. 정전기 방지 충격 흡수 장치 브레이크 매니폴드를 차단합니다.
“우리는 최근 고품질 너트를 조립하기 위해 나사산 인서트 위에 크롬 캡을 형성하는 응용 분야에 대해 작업했습니다.”라고 Lauritzen은 말합니다.
한 자동차 공급업체는 주조 알루미늄 워터 펌프 하우징 내부의 베어링을 고정하기 위해 롤 성형을 사용합니다. 이 회사는 베어링을 고정하기 위해 고정 링을 사용합니다. 롤링은 더 강한 조인트를 만들고 링 비용은 물론 링 홈 가공에 드는 시간과 비용을 절약합니다.
의료기기 산업에서는 보철 관절과 카테터 팁을 만드는 데 프로파일링이 사용됩니다. 전기 산업에서 프로파일링은 미터, 소켓, 커패시터 및 배터리를 조립하는 데 사용됩니다. 항공우주 조립업체에서는 롤 성형을 사용하여 베어링과 포핏 밸브를 생산합니다. 이 기술은 캠프 스토브 브래킷, 테이블 톱 차단기 및 파이프 피팅을 만드는 데에도 사용됩니다.
미국 제조업의 약 98%는 중소기업에서 나옵니다. RV 제조업체 MORryde의 프로세스 개선 관리자인 Greg Whitt와 Pico MES의 CEO인 Ryan Kuhlenbeck과 함께 중견 기업이 작업 현장에서 시작하여 수동 제조에서 디지털 제조로 전환할 수 있는 방법에 대해 논의합니다.
우리 사회는 전례 없는 경제적, 사회적, 환경적 도전에 직면해 있습니다. 경영 컨설턴트이자 작가인 올리비에 라루(Olivier Larue)는 이러한 많은 문제를 해결하기 위한 기초가 놀라운 곳, 즉 TPS(Toyota Production System)에서 찾을 수 있다고 믿습니다.
게시 시간: 2023년 9월 9일