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Sommario
Ogni giunto a tenuta stagna in un sistema idraulico, una linea dei freni o uno scambiatore di calore inizia con l'estremità destra del tubo. Due processi gestiscono la maggior parte di questo lavoro: la svasatura dei tubi e l'espansione dei tubi . I nomi si affiancano ed entrambi rimodellano le estremità dei tubi metallici, ma risolvono problemi diversi e necessitano di macchine diverse. Scegli quello sbagliato e uno spinello che sembra perfetto in panchina inizia a piangere la prima volta che vede la pressione.
Questa guida mette a confronto la svasatura e l'espansione dei tubi , spiega come funzionano le macchine per la svasatura dei tubi e le macchine per l'espansione dei tubi e ti aiuta a scegliere la macchina per la formatura delle estremità dei tubi più adatta alle tue parti, ai materiali e al volume di produzione. SLS Machinery fornisce una gamma completa di macchine per la formatura delle estremità dei tubi, dalle unità compatte a stazione singola alle linee CNC multistazione, con utensili personalizzati e supporto tecnico per i produttori automobilistici, HVAC, di refrigerazione e idraulici.
In parole povere, la svasatura del tubo apre l'estremità del tubo in una superficie di tenuta a forma di cono che si accoppia con un raccordo a compressione, mentre l'espansione del tubo allarga l'estremità in modo che si adatti perfettamente a un altro componente o si blocchi in una piastra tubiera.
La svasatura del tubo crea una tenuta metallo-metallo. L'estremità svasata è compressa tra un raccordo e un dado, quindi non sono necessarie guarnizioni o O-ring. L'espansione del tubo crea un giunto a scorrimento o con interferenza: l'estremità espansa afferra meccanicamente la parte accoppiata.
Aspetto | Espansione del tubo | Svasatura del tubo |
Scopo | Allargare l"estremità per giunti a scorrimento o piastre tubiere | Formare un cono per la sigillatura metallo-metallo |
Cambio diametro | Aumenta del 2–20% | L"estremità si apre ad un angolo di svasatura impostato (37°/45°/60°) |
Spessore della parete | Si diluisce all"incirca del 5-10% | Cambiamento minimo |
Tipo di connessione | Vestibilità antiscivolo/con interferenza | Raccordo a compressione, senza guarnizione |
Usi tipici | Scambiatori di calore, caldaie, condensatori | Tubazioni dei freni, idraulica, HVAC, refrigerazione |
L'espansione del tubo aumenta il diametro dell'estremità di un tubo in modo che si adatti perfettamente a un altro tubo o a un foro in una piastra tubiera. Una macchina per l'espansione di tubi , spesso chiamata mandrina per tubi , inserisce un mandrino conico, un tappo di espansione o una testa di rullatura nell'estremità. Lo strumento forza il muro verso l'esterno; il metallo si allunga e l'estremità cresce fino al diametro target. Poiché la parete è allungata, si assottiglia di circa il 5-10%, una cifra che devi rispettare per le parti soggette a pressione.
Gli espansori meccanici per tubi , il tipo più comune, utilizzano rulli temprati disposti attorno ad un mandrino conico. Mentre il mandrino ruota, i rulli si incastrano verso l'esterno e premono la parete contro il foro della piastra tubiera, lasciando una forte presa residua. Gli espansori a rulli conici si alimentano da soli: l'angolo dei rulli attira più in profondità l'utensile mentre gira. Questo è l'approccio standard per caldaie, condensatori ed espansori per tubi di scambiatori di calore .
Le macchine idrauliche per l'espansione dei tubi utilizzano la pressione del fluido anziché i rulli meccanici. Forniscono una forza costante, mantengono la tolleranza a circa più o meno 1–2%, sono adatti a tubi spessi o duri e possono espandere più tubi contemporaneamente.
Dove viene utilizzato: piastre tubiere per scambiatori di calore, laminazione di tubi di caldaie, riparazione di condensatori e collettori di refrigerazione, ovunque un tubo debba bloccarsi in una piastra senza saldature o raccordi aggiuntivi.
La svasatura del tubo modella l'estremità del tubo verso l'esterno con un angolo fisso per creare un cono. Una macchina svasatrice blocca il tubo in uno stampo, allinea un cono svasato con l'apertura e preme il cono nell'estremità finché il metallo non forma la svasatura richiesta. Il risultato è un'estremità del tubo svasata che sigilla metallo su metallo contro un raccordo e un dado corrispondenti: nessuna guarnizione, nessun O-ring, nessuna saldatura.
Gli angoli di svasatura seguono gli standard del settore: 37 gradi (SAE e JIC) per raccordi idraulici e automobilistici, 45 gradi (JIS) per la refrigerazione e molti mercati asiatici, 60 gradi per connessioni metriche e 90 gradi quando l'estremità è appiattita in una flangia per giunti bullonati. L' angolo di svasatura deve corrispondere esattamente al raccordo: una svasatura di 37 gradi inserita in un raccordo di 45 gradi perderà, quindi i due non sono mai intercambiabili.
Singoli razzi e doppi razzi sono le due forme principali. Una doppia svasatura piega prima l'estremità verso l'interno, quindi la svasa verso l'esterno, aggiungendo metallo dove il cono è più sottile: un vero vantaggio sui tubi in rame e acciaio a parete sottile. La svasatura dei tubi in rame è standard nei settori della refrigerazione e dei sistemi HVAC; La svasatura della linea dei freni è il classico esempio automobilistico, in cui una svasatura SAE a 37 gradi trasporta l'intera pressione del sistema frenante idraulico.
Oltre agli utensili manuali, le officine di produzione utilizzano macchine svasatrice idrauliche per angoli ripetibili e tempi di ciclo stabili, mentre le macchine svasatrice gestiscono diametri maggiori per tubazioni industriali.
In quasi tutti i negozi compaiono altre due forme terminali. La ricalcatura del tubo , detta anche riduzione del tubo, riduce il diametro dell'estremità in modo che un tubo si inserisca all'interno di un altro; la parete si ispessisce nella sezione ridotta, rafforzando di fatto il giunto. La bordatura del tubo arrotola un anello rialzato vicino all'estremità per trattenere un tubo e una fascetta; spesso una bordatrice per tubi fa parte della stessa cella multistazione. La flangiatura del tubo piega l'estremità in un bordo piatto per connessioni bullonate o saldate, mentre la smussatura pulisce il bordo tagliato per il montaggio. Ognuno di questi è un processo di formatura delle estremità dei tubi e la maggior parte delle macchine moderne passa dall'uno all'altro cambiando gli stampi.
Una macchina per la formatura delle estremità di un tubo rimodella l'estremità attraverso quattro sistemi cooperanti: un telaio rigido, stampi e attrezzature per la formatura, un'unità di bloccaggio che impedisce al tubo di scivolare e un azionamento che fornisce la forza. Sui modelli CNC, un sistema di controllo imposta la corsa, la posizione e la velocità e ripete il ciclo senza l'intervento dell'operatore.
Le unità sono disponibili in tre versioni. Gli azionamenti idraulici generano la massima forza con un movimento fluido: la scelta giusta per tubi a pareti spesse o rigide. Gli azionamenti pneumatici funzionano velocemente ma forniscono meno forza, il che è adatto a parti con pareti sottili. Gli azionamenti servoelettrici offrono un controllo preciso della posizione, un minore consumo di energia e un funzionamento silenzioso e si adattano naturalmente alle linee automatizzate.
Le macchine sono definite anche dal numero di stazioni che trasportano. Le unità a stazione singola eseguono un'operazione per ciclo e mantengono bassi costi e ingombro. Le macchine per la formatura delle estremità dei tubi multistazione dispongono diverse stazioni in sequenza in modo che una parte possa essere ridotta, svasata e bordata in un unico passaggio: meno manipolazione, migliore consistenza, maggiore produttività. Le macchine per la formatura delle estremità dei tubi CNC aggiungono la memorizzazione del programma e l'alimentazione automatica per lavori ad alto volume.
Gli utensili intercambiabili sono ciò che rende flessibile una macchina: un set di stampi per l"espansione, un altro per la svasatura, un altro per la bordatura, cambiato in pochi minuti.
Inizia con la parte, non con il catalogo. Il materiale conta prima di tutto: il rame e l"alluminio si formano facilmente e tollerano variazioni di diametro maggiori; l"acciaio inossidabile si indurisce e necessita di un tonnellaggio maggiore e di una lavorazione più attenta. La dimensione del tubo viene dopo: il diametro esterno e lo spessore della parete determinano la capacità di formatura necessaria. Quindi decidi il mix di processi: una macchina dedicata è più economica se esegui un"operazione ad alto volume; una macchina combinata guadagna il suo costo quando si passa dall"espansione, alla svasatura e alla bordatura durante la settimana.
Il volume di produzione decide il livello di automazione. Prototipazione e basso volume: manuale o monostazione. Tirature medie: semiautomatica. Alto volume: completamente automatico con alimentazione e cambio matrice. Infine, controlla il supporto per gli utensili del fornitore: gli stampi personalizzati per dimensioni e materiali strani sono normali e la formazione e i pezzi di ricambio contano più del prezzo dell"adesivo.
Gli stabilimenti automobilistici utilizzano queste macchine per giunti di scarico, condotti del carburante e linee dei freni, dove una svasatura SAE a 37 gradi deve mantenere la pressione idraulica per tutta la vita del veicolo. I produttori di sistemi HVAC e di refrigerazione svasano ed espandono tubi in rame e alluminio per condensatori, evaporatori e refrigeratori. I costruttori di scambiatori di calore espandono migliaia di tubi in piastre tubiere, affidandosi alle macchine di espansione tubi per una presa costante su tutto il fascio. Negozi di sistemi idraulici e pneumatici linee svasate e bordate per raccordi e ritenzione di tubi flessibili. I produttori di mobili e tubi strutturali utilizzano la riduzione e la flangiatura per giunti puliti e finiti. In ogni caso si applica la stessa logica: scegliere la forma finale che corrisponde alla giunzione, quindi lasciare che la macchina la ripeta.
La fessurazione di solito deriva dallo stiramento del metallo oltre il suo limite di duttilità: il classico fallimento nella svasatura e nell"espansione. Rimani all"interno del cambio di diametro sicuro, utilizza un mandrino interno per sostenere la parete e ricottura i materiali fragili prima della formatura. Le rughe compaiono quando la compressione supera la capacità del materiale, principalmente nella ricalcatura e nella bordatura; utensili segmentati e corse più lente danno al metallo il tempo di scorrere. Le perdite sono quasi sempre riconducibili al controllo dimensionale: un angolo di svasatura che non corrisponde al raccordo o un"espansione che non ha raggiunto il diametro target. Controllare con gli indicatori, non con gli occhi.
La ripetibilità è un problema della macchina tanto quanto del processo: calibrare, preferire il controllo servo o CNC e misurare i primi articoli. I tubi piegati possono essere formati con espansori segmentati che fanno presa sezione per sezione, oppure formando l"estremità prima della curvatura. E l"usura degli utensili è il killer silenzioso: ispeziona matrici e rulli, lubrifica e tieni i pezzi di ricambio a portata di mano.
Una macchina per la sagomatura delle estremità dei tubi può eseguire sia la svasatura che l"espansione?
SÌ. Le macchine combinate con utensili intercambiabili variano tra espansione, svasatura, riduzione e bordatura. Una macchina dedicata vince comunque laddove il volume è enorme e il processo non cambia mai.
Qual è la differenza tra svasatura e flangiatura?
La svasatura crea un cono (37°/45°/60°) che sigilla contro un raccordo a compressione. La flangiatura piega l"estremità a circa 90° in un bordo piatto per giunti bullonati o saldati.
Quali materiali sono più facili da modellare?
Rame e alluminio. Tollerano variazioni di diametro maggiori senza rompersi. L"acciaio inossidabile e il titanio necessitano di maggiore forza e di un controllo del processo più rigoroso.
La formatura delle estremità dei tubi può funzionare su tubi piegati?
Sì, con espansori segmentati e matrici rotanti che applicano forza nelle sezioni. Spesso l"estremità viene formata dopo la piegatura per preservare la geometria finale.
Come posso ottenere una torcia a prova di perdite?
Far corrispondere esattamente l"angolo di svasatura al raccordo, utilizzare il morsetto e il cono corretti, sbavare il bordo tagliato e controllare con un calibro. Per pareti sottili, utilizzare una doppia svasatura.
Qual è la differenza tra rastrematura e riduzione del tubo?
Descrivono la stessa operazione: restringere il diametro dell"estremità in modo che un tubo si annidi dentro un altro. Swaging è il termine più comune in negozio.
Quando dovrei usare una doppia svasatura?
Su tubi a parete sottile e in applicazioni soggette a vibrazioni, dove una singola svasatura potrebbe rompersi o allentarsi. I tubi dei freni e del carburante sono i casi classici.
Quanto può essere espanso in sicurezza un tubo?
Dipende dal materiale e dal muro. Di solito è possibile assumerne il 15-20% prima che la diluizione diventi un problema; l"acciaio inossidabile e i tubi a pareti spesse sono più sicuri al 5-10%.
Perché scegliere una macchina per la sagomatura delle estremità dei tubi multistazione?
Numerose operazioni vengono completate in un unico passaggio, riducendo i tempi di gestione e migliorando l"uniformità: la risposta giusta per estremità complesse e volumi elevati.
In che modo SLS Machinery aiuta nella formatura delle estremità dei tubi?
SLS Machinery progetta e costruisce macchine per la formatura di estremità di tubi a stazione singola e multistazione, linee CNC con alimentazione automatica e attrezzature personalizzate, con supporto tecnico per impostare i vostri processi.
La svasatura e l'espansione del tubo servono giunti diversi e nessuno dei due sostituisce l'altro. La svasatura fornisce una tenuta metallo su metallo per i raccordi; l'espansione offre una presa meccanica per le connessioni slip-fit e piastra tubiera. Il resto è adattare il processo al materiale, alla parete e al volume e lasciare che sia una macchina a ripeterlo.
SLS Machinery costruisce macchine per la formatura delle estremità dei tubi esattamente per questo lavoro: formatrici compatte a stazione singola, unità multistazione e linee CNC con alimentazione automatica, oltre a strumenti personalizzati e supporto per la configurazione. Contatta SLS Machinery con le dimensioni dei tubi, i materiali e i disegni dei giunti e ti consiglieremo la macchina e il processo adatti alla tua produzione.
URL del canale video SLS Machinery: https://www.youtube.com/channel/UCBz_laOhfRZ_e00NxcyMwhQ
