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Sommario
Ogni tubo flessibile in un'auto, in un'unità HVAC o in un sistema idraulico deve rimanere esattamente dove viene posizionato. Se scivola, si verificano perdite di refrigerante, cadute di pressione e l'apparecchiatura si arresta. La parte che silenziosamente rende ciò possibile è spesso un piccolo anello rialzato vicino all'estremità del tubo: una perlina. la bordatura dei tubi è una delle operazioni più comuni eseguite da una macchina per la formatura delle estremità dei tubi ed è il motivo per cui i tubi rimangono bloccati in posizione sotto vibrazioni, calore e pressione.
Una macchina per la sagomatura delle estremità dei tubi rimodella l'estremità di un tubo metallico con una singola corsa o un breve ciclo di formatura. A seconda dell'attrezzatura, la stessa macchina può espandere, ridurre, svasare, bordare, flangiare, smussare o chiudere l'estremità del tubo. Questa flessibilità lo rende un componente fondamentale delle apparecchiature per le linee di lavorazione di tubi metallici nella produzione automobilistica, HVAC, di refrigerazione, idraulica, medica e di mobili.
In questa guida spieghiamo cos'è la bordatura dei tubi , come funzionano i principali processi di formatura delle estremità, quali materiali e profili del cordone scegliere e come selezionare la macchina per la bordatura dei tubi giusta per la tua produzione. SLS Machinery fornisce una gamma completa di macchine per la formatura delle estremità dei tubi, dalle unità a stazione singola alle linee CNC multistazione, progettate per fornire forme delle estremità coerenti e ripetibili con tempi di configurazione minimi.
La bordatura del tubo forma un anello circonferenziale rialzato, o cordone, all'esterno del tubo, solitamente a pochi millimetri dall'estremità. Il tallone funziona come un fermaglio anti-slocco: quando un tubo scorre sull'estremità del tubo, si ferma contro il tallone e una fascetta posizionata dietro il tallone blocca il tubo in posizione. Questo arresto meccanico impedisce al tubo di scivolare via in caso di picchi di pressione, vibrazioni o cicli termici.
Le perline sono disponibili in due profili comuni:
• Le perle rotonde hanno una sezione trasversale curva. Concentrano la forza di serraggio in un'area più piccola e sono ideali per il fissaggio dei tubi a bassa e media pressione nelle linee di raffreddamento, vuoto e carburante di automobili.
• Le perle piatte distribuiscono la pressione di serraggio su una superficie più ampia. Riducono il rischio di danni ai tubi e migliorano l'integrità della tenuta sotto pressione più elevata, motivo per cui sono comuni nei sistemi idraulici e pneumatici.
Un doppio cordone , ovvero due anelli rialzati sulla stessa estremità, viene utilizzato quando è necessaria una ritenzione extra o quando il tubo è lungo e pesante. La dimensione, l'altezza e la posizione del cordone devono corrispondere al diametro interno del tubo e alla posizione del morsetto; altrimenti il giunto potrebbe perdere o il tubo potrebbe allentarsi nel tempo.
Una macchina per la sagomatura delle estremità dei tubi può creare quasi tutte le forme delle estremità richieste per l'assemblaggio. I quattro processi principali sono espansione, riduzione (rastremazione), svasatura e bordatura.
L'espansione del tubo aumenta il diametro esterno dell'estremità del tubo. Un mandrino o un punzone viene inserito nel tubo, spingendo le pareti verso l'esterno in modo che il tubo possa scivolare su un altro componente o inserirsi in una lamiera. L'espansione assottiglia leggermente la parete man mano che il metallo si allunga, quindi la quantità di espansione deve essere controllata. È ampiamente utilizzato negli scambiatori di calore, nelle linee di refrigerazione e nelle parti telescopiche di mobili.
La riduzione del tubo , chiamata anche rastremazione del tubo , diminuisce il diametro esterno dell'estremità del tubo in modo che possa essere annidata all'interno di un tubo o componente più piccolo. Il materiale viene compresso verso l'interno, il che di fatto ispessisce la parete a sezione ridotta e rinforza il giunto. La formazione di presse è comune nelle tubazioni del carburante, nei tubi idraulici, nei sistemi di scarico e in qualsiasi connessione annidata che non dovrebbe fare affidamento su raccordi aggiuntivi.
La svasatura del tubo rimodella l'estremità verso l'esterno con un angolo preciso, in genere 37 gradi (JIC/DIN), 45 gradi (SAE) o 60 gradi (sistema metrico). Il cono svasato si accoppia con un raccordo a compressione per creare una tenuta metallo-metallo senza guarnizioni o O-ring. La svasatura è standard nelle linee dei freni automobilistiche, negli HVAC e nella refrigerazione perché produce una tenuta affidabile e riutilizzabile. L'angolo di svasatura deve corrispondere esattamente al raccordo; troppo ripido o troppo superficiale e il giunto perderà.
La bordatura del tubo , come descritto sopra, crea l'anello rialzato che trattiene i tubi. È la forma terminale più veloce e più comune per i tubi flessibili assemblati.
La tabella seguente mette a confronto i quattro processi:
Processo | Scopo | Spessore della parete | Utilizzo tipico | Connessione |
Espansione del tubo | Aumentare il diametro esterno per la vestibilità antiscivolo | Diminuisce | Scambiatori di calore, refrigerazione | Adattamento tubo esterno/lamiera |
Riduzione del tubo (rastremazione) | Diminuire la OD per l"annidamento | Aumenta | Linee carburante, idrauliche, scarico | Camera d"aria / vestibilità annidata |
Svasatura del tubo | Creare un cono sigillante | Cambiamento minimo | Tubazioni dei freni, HVAC | Raccordi a compressione |
Bordatura del tubo | Formare l"anello di ritenzione del tubo | Cambiamento minimo | Tubi di raffreddamento, linee del vuoto | Tubo + fascetta |
Oltre ai quattro processi principali, le macchine per la sagomatura delle estremità dei tubi producono diverse altre forme importanti nell'assemblaggio:
• La flangiatura del tubo piega l'estremità verso l'esterno per formare una flangia, creando una superficie piana per connessioni bullonate o saldate. La flangiatura è comune nelle tubazioni, nei condotti HVAC e negli assemblaggi strutturali.
• La sfacciatura dello smusso rimuove lo spigolo vivo all'estremità del tubo e lavora una faccia pulita. Un'estremità smussata è più facile da inserire nei raccordi, protegge le guarnizioni durante l'assemblaggio e migliora la preparazione della saldatura.
• La chiusura dell'estremità sigilla completamente l'estremità del tubo. Viene utilizzato per gambe di mobili, coperture protettive e prodotti in cui un'estremità aperta non è accettabile.
• La ricalcatura ispessisce localmente la parete del tubo all'estremità, creando una sezione più forte per la filettatura o le connessioni ad alta pressione.
• La zigrinatura e la formatura del profilo aggiungono motivi di presa o sezioni trasversali speciali all"estremità del tubo per applicazioni specifiche.
Molte macchine moderne sono unità multistazione: eseguono due o più operazioni in sequenza, ad esempio riducono, svasano e bordano un giunto di scarico in un unico ciclo. L'attrezzamento multistazione è il motivo per cui una macchina per la formatura delle estremità dei tubi può sostituire diverse presse dedicate in officina.
Esistono due metodi principali per formare le perle:
La formatura del pistone è il metodo veloce e ad alto volume. Il tubo viene bloccato in posizione mentre un punzone di espansione spinge la parete verso l'esterno, quindi un secondo punzone riduce l'estremità riportandola al diametro pilota, lasciando uno o più cordoni. La formatura del pistone può creare un doppio cordone in un singolo ciclo ed è la scelta standard per le linee di produzione automobilistiche e HVAC, dove il tempo di ciclo incide sui costi.
La formatura a rulli interna modella il cordone applicando una pressione assiale attraverso le ganasce seghettate che fanno rotolare il materiale del tubo verso l'interno. Il processo è più lento della formatura a pistone, ma produce tolleranze molto strette e un profilo del cordone liscio e uniforme. La profilatura a rulli interni è preferita per applicazioni mediche, aerospaziali e di altro tipo in cui le dimensioni esatte e la qualità della superficie sono fondamentali.
Altre tecniche includono la formatura rotativa e il dimensionamento degli utensili segmentati. La formatura rotativa utilizza matrici o rulli rotanti per modellare l'estremità attorno alla circonferenza; Il dimensionamento dell'utensile segmentato utilizza una serie di matrici divise che si chiudono attorno al tubo per espanderlo o ridurlo. Entrambi sono utili per diametri maggiori e forme complesse.
La scelta tra questi metodi dipende dal volume di produzione, dai requisiti di precisione, dal materiale e dal costo degli utensili. Il volume elevato e le perle multiple favoriscono la formazione del pistone; tolleranze strette e materiali delicati favoriscono la profilatura a rulli interni o la formatura rotativa.
La bordatura e la formatura delle estremità dei tubi vengono utilizzate ovunque un tubo, un raccordo o un altro tubo debba collegarsi in modo affidabile:
• Automotive: linee di raffreddamento, carburante, vuoto, freni e aria condizionata. Le estremità bordate mantengono i tubi del radiatore in posizione e prevengono perdite nei sistemi di emissioni e dei fluidi. Le macchine multistazione formano giunti di scarico, binari del carburante e linee CA.
• HVAC e refrigerazione: tubi in rame e alluminio svasati e bordati per condensatori, evaporatori e scambiatori di calore. Le estremità svasate creano collegamenti refrigeranti a prova di perdite.
• Sistemi idraulici: le estremità scanalate e scanalate impediscono il distacco del tubo sotto alta pressione. Le perle piatte distribuiscono la forza di serraggio in modo uniforme e riducono i danni al tubo.
• Aerospaziale: le estremità dei tubi con bordino vengono utilizzate su linee di fluido a bassa pressione (sotto circa 250 psi) - sfiato del serbatoio del carburante, ritorni per gravità e linee di sfiato dell'olio - dove un tubo di gomma scivola sopra il tallone e viene fissato dietro di esso.
• Dispositivi medici: la profilatura interna produce cordoni precisi su piccoli tubi di trasferimento di fluidi dove la pulizia e il controllo dimensionale sono fondamentali.
• Mobili e attrezzature per il fitness: le estremità dei tubi espanse, ridotte e chiuse conferiscono alle gambe delle sedie, ai telai dei letti e alle attrezzature da palestra un aspetto pulito e rifinito senza tappi aggiuntivi.
• Elettrodomestici: la bordatura rinforza i tubi di scarico di lavatrici e lavastoviglie e previene perdite di gas nelle linee di mandata.
Il materiale e lo spessore della parete del tubo determinano quali operazioni di formatura delle estremità sono sicure e quali attrezzature sono necessarie.
• Il rame e l'alluminio sono duttili e si formano facilmente. Sono comuni nei sistemi HVAC, nella refrigerazione e nel raffreddamento automobilistico. Un tubo di rame a parete sottile può spesso essere espanso del 15-20% in diametro; l'alluminio necessita di utensili puliti e lucidati per evitare graffi e segni di serraggio.
• L'acciaio inossidabile offre robustezza e resistenza alla corrosione ma indurisce rapidamente. Richiede una forza di formatura più elevata, utensili precisi e un controllo accurato per evitare fessurazioni. L'espansione sicura tipica è del 5-10% per pareti spesse.
• L'ottone e il titanio sono utilizzati in prodotti specializzati che necessitano di robustezza e resistenza alla corrosione. Richiedono utensili ben abbinati e velocità di formatura più lente.
• L'acciaio al carbonio è il cavallo di battaglia della costruzione e della fabbricazione. Si forma in modo prevedibile, ma il comportamento esatto dipende dallo spessore e dal grado della parete.
Le pareti sottili rischiano di spaccarsi durante l"espansione o la nervatura e di raggrinzirsi durante la riduzione. Le pareti spesse richiedono più forza ma tollerano una formatura più profonda. Di norma, i cordoni sui tubi a parete sottile dovrebbero essere poco profondi e l"attrezzatura deve corrispondere al diametro effettivo del tubo e allo spessore della parete, mai solo alla dimensione nominale.
La selezione della macchina inizia dai pezzi effettivamente prodotti, non dal catalogo della macchina.
• Le macchine dedicate a processo singolo eseguono un'unica operazione: bordatura, svasatura o riduzione. Sono più semplici, più economici e di più facile manutenzione e sono adatti alla produzione in grandi volumi di un unico modulo finale.
• Le macchine combinate (multistazione) gestiscono diverse operazioni con utensili intercambiabili. Risparmiano spazio, riducono i tempi di cambio produzione e sono adatti alle officine che gestiscono molte parti diverse in lotti più piccoli.
Quando confronti le macchine, guarda:
• Capacità massima del diametro del tubo e dello spessore della parete
• Forza di formatura (tonnellaggio) e se è idraulica, pneumatica o servoelettrica
• Numero di stazioni e velocità di cambio utensile
• Tempo ciclo e se la macchina può essere collegata ad un alimentatore automatico
• Sistema di controllo: le macchine CNC multistazione memorizzano i programmi per ciascuna parte, migliorando la ripetibilità tra i turni
• Qualità degli utensili: le matrici in acciaio temprato durano più a lungo e mantengono meglio la tolleranza
Anche il volume della produzione conta. Le linee ad alto volume beneficiano dell’automazione e dei cicli rapidi; le officine traggono vantaggio dalla flessibilità e dal rapido cambio degli utensili. Un fornitore affidabile dovrebbe fornire supporto tecnico, servizio di progettazione degli utensili e formazione. Richiedi referenze e casi di studio del tuo settore.
L'aggiunta della bordatura dei tubi al funzionamento della macchina per la formatura delle estremità dei tubi offre vantaggi misurabili:
• Meno parti: il tallone è un fermo meccanico integrato, quindi morsetti e adattatori possono essere semplificati o eliminati.
• Assemblaggio più rapido: i tubi scivolano, colpiscono il tallone e vengono fissati: l'allineamento è automatico.
• Migliore ritenzione: il bloccaggio meccanico resiste ai picchi di pressione, alle vibrazioni e alle dilatazioni termiche.
• Tolleranze più strette: gli utensili di precisione mantengono costanti l'altezza e la posizione del cordone, il che è fondamentale quando il cordone deve corrispondere al diametro interno del tubo.
• Costi inferiori: una macchina multistazione sostituisce diverse presse, riduce la manodopera e taglia gli scarti.
• Maggiore affidabilità: meno punti di guasto significano meno perdite, meno richieste di garanzia e meno tempi di inattività sul campo.
R: La bordatura del tubo è un processo di formatura delle estremità che crea un anello rialzato vicino all'estremità di un tubo metallico. L'anello funge da arresto meccanico che impedisce ai tubi di scivolare via e un morsetto posizionato dietro il tallone blocca il tubo in posizione.
A: Una macchina per la formatura delle estremità dei tubi può espandere, ridurre (comprimere), svasare, bordare, flangiare, smussare, chiudere, ribaltare e profilare le estremità dei tubi. Le macchine multistazione eseguono molte di queste operazioni in un ciclo.
R: La svasatura del tubo crea un cono angolato (37°, 45° o 60°) che sigilla contro un raccordo a compressione. La bordatura del tubo crea un anello rialzato che trattiene un tubo con una fascetta. La svasatura è per le tenute metallo-metallo; la bordatura serve per la ritenzione del tubo.
R: Sono lo stesso processo. La ricalcatura del tubo è la riduzione meccanica del diametro dell'estremità del tubo in modo che possa essere annidato all'interno di un componente più piccolo. Ispessisce la parete localmente e rinforza l'articolazione.
R: Utilizzare un cordone doppio quando un cordone singolo non fornisce una ritenzione sufficiente, ad esempio su tubi lunghi o pesanti o in applicazioni con forti vibrazioni o elevate forze di trazione.
R: Il rame e l"alluminio sono i più duttili e si formano facilmente. L"acciaio inossidabile si indurisce e necessita di più forza; l"acciaio inossidabile a parete sottile deve essere formato con profilatura a rulli interna o metodi rotanti per evitare fessurazioni.
R: Scegli la formatura a pistone per produzione di volumi elevati, velocità e cordoni multipli in un unico ciclo. Scegli la profilatura interna quando hai bisogno di tolleranze strette, profili di cordoni lisci e materiali delicati o a parete sottile.
R: SLS Machinery offre macchine per la formatura di estremità di tubi a stazione singola e multistazione, progettazione di utensili personalizzati e supporto tecnico. Le macchine gestiscono l"espansione, la riduzione, la svasatura, la bordatura, la flangiatura e la smussatura di tubi in rame, alluminio, acciaio e acciaio inossidabile, con controllo CNC per risultati ripetibili e di alta qualità.
La bordatura del tubo sembra un piccolo dettaglio, ma fa la differenza tra una connessione che dura e una che fallisce sul campo. Che tu abbia bisogno di espansione per giunti scorrevoli, di riduzione per connessioni annidate, di svasatura per guarnizioni a prova di perdite o di bordatura per trattenere il tubo, la giusta macchina per la formatura delle estremità dei tubi trasforma un'estremità liscia del tubo in un giunto preciso e affidabile, in pochi secondi.
Inizia con la parte: materiale, spessore della parete, tipo di giunto e volume di produzione. Quindi abbinare la macchina, l'utensileria e il profilo del cordone a tali requisiti. Con l'attrezzatura e il processo giusti, la formatura delle estremità dei tubi diventa una delle operazioni più veloci e ripetibili della vostra linea.
SLS Machinery costruisce macchine per la formatura delle estremità dei tubi esattamente per questo scopo: dalle formatrici compatte a stazione singola alle linee multistazione CNC con alimentazione automatica. I nostri ingegneri ti aiutano a selezionare il processo, progettare le attrezzature e impostare la macchina per le dimensioni e i materiali dei tubi. Contatta SLS Machinery per discutere le tue esigenze di formatura delle estremità dei tubi e ottenere una soluzione su misura per la tua produzione.
URL del canale video SLS Machinery: https://www.youtube.com/channel/UCBz_laOhfRZ_e00NxcyMwhQ
