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Cada mangueira flexível de um carro, uma unidade HVAC ou um sistema hidráulico deve ficar exatamente onde foi colocada. Se escorregar, o líquido refrigerante vazará, a pressão cairá e o equipamento parará. A parte que silenciosamente torna isso possível é geralmente um pequeno anel elevado próximo à extremidade do tubo – uma conta. o perolização de tubos é uma das operações mais comuns realizadas por uma máquina formadora de extremidades de tubos e é a razão pela qual as mangueiras permanecem travadas no lugar sob vibração, calor e pressão.
Uma máquina formadora de extremidade de tubo remodela a extremidade de um tubo de metal com um único golpe ou um ciclo de formação curto. Dependendo do ferramental, a mesma máquina pode expandir, reduzir, alargar, rebordar, flangear, chanfrar ou fechar a extremidade do tubo. Essa flexibilidade o torna um equipamento essencial para linhas de processamento de tubos metálicos na fabricação automotiva, HVAC, refrigeração, hidráulica, médica e de móveis.
Neste guia, explicamos o que é a conformação de extremidades de tubos , como funcionam os principais processos de conformação de extremidades, quais materiais e perfis de cordões escolher e como selecionar a máquina formadora de extremidades de tubos certa para sua produção. A SLS Machinery fornece uma linha completa de máquinas formadoras de extremidades de tubos - desde unidades de estação única até linhas CNC de múltiplas estações - projetadas para fornecer formas finais consistentes e repetíveis com tempo mínimo de configuração.
O cordão do tubo forma um anel circunferencial elevado, ou cordão, na parte externa do tubo, geralmente a alguns milímetros da extremidade. O cordão funciona como uma farpa anti-desalojamento: quando uma mangueira desliza sobre a extremidade do tubo, ela para no cordão e uma braçadeira colocada atrás do cordão trava a mangueira no lugar. Esta parada mecânica evita que a mangueira escorregue sob picos de pressão, vibração ou ciclos térmicos.
As contas vêm em dois perfis comuns:
• As contas redondas têm uma secção transversal curva. Eles concentram a força de fixação em uma área menor e são ideais para de baixa a média pressão retenção de mangueiras em refrigeração automotiva, vácuo e linhas de combustível.
• Os rebordos planos distribuem a pressão de fixação sobre uma superfície mais ampla. Eles reduzem o risco de danos às mangueiras e melhoram a integridade da vedação sob pressões mais altas, razão pela qual são comuns em sistemas hidráulicos e pneumáticos.
Um cordão duplo – dois anéis elevados na mesma extremidade – é usado quando é necessária retenção extra ou quando a mangueira é longa e pesada. O tamanho, a altura e a posição do cordão devem corresponder ao diâmetro interno da mangueira e à localização da braçadeira; caso contrário, a junta poderá vazar ou a mangueira poderá se soltar com o tempo.
Uma máquina formadora de extremidades de tubo pode criar praticamente qualquer formato de extremidade necessário para a montagem. Os quatro processos principais são expansão, redução (estampagem), alargamento e perolização.
A expansão do tubo aumenta o diâmetro externo da extremidade do tubo. Um mandril ou punção é inserido no tubo, empurrando as paredes para fora para que o tubo possa deslizar sobre outro componente ou caber em uma folha. A expansão afina ligeiramente a parede à medida que o metal se estica, portanto a quantidade de expansão deve ser controlada. É amplamente utilizado em trocadores de calor, linhas de refrigeração e peças telescópicas de móveis.
A redução do tubo , também chamada de estampagem do tubo , diminui o diâmetro externo da extremidade do tubo para que ele possa se aninhar dentro de um tubo ou componente menor. O material é comprimido para dentro, o que engrossa a parede na seção reduzida e fortalece a junta. A formação de swage é comum em linhas de combustível, tubulações hidráulicas, sistemas de exaustão e qualquer conexão aninhada que não deva depender de acessórios extras.
O alargamento do tubo remodela a extremidade para fora em um ângulo preciso — normalmente 37 graus (JIC/DIN), 45 graus (SAE) ou 60 graus (métrico). O cone alargado combina com um encaixe de compressão para criar uma vedação metal com metal sem juntas ou anéis de vedação. A queima é padrão em linhas de freio automotivo, HVAC e refrigeração porque produz uma vedação confiável e reutilizável. O ângulo de alargamento deve corresponder exatamente ao encaixe; muito íngreme ou muito raso e a junta vazará.
O cordão do tubo , conforme descrito acima, cria o anel elevado que retém as mangueiras. É a forma final mais rápida e comum para conjuntos de mangueiras flexíveis.
A tabela abaixo compara os quatro processos:
Processo | Propósito | Espessura da parede | Uso típico | Conexão |
Expansão do tubo | Aumente o diâmetro externo para ajuste deslizante | Diminui | Trocadores de calor, refrigeração | Tubo externo / ajuste de folha |
Redução de tubo (estampagem) | Diminuir OD para aninhamento | Aumenta | Linhas de combustível, hidráulica, escapamento | Tubo interno / ajuste aninhado |
Alargamento de tubo | Criar cone de vedação | Mudança mínima | Linhas de freio, HVAC | Acessórios de compressão |
Perolização de tubo | Forme o anel de retenção da mangueira | Mudança mínima | Mangueiras de resfriamento, linhas de vácuo | Mangueira + braçadeira |
Além dos quatro processos principais, as máquinas formadoras de extremidades de tubos produzem vários outros formatos que são importantes na montagem:
• O flangeamento do tubo dobra a extremidade para fora para formar um flange, criando uma superfície plana para conexões aparafusadas ou soldadas. O flangeamento é comum em tubulações, dutos HVAC e montagens estruturais.
• O chanfro remove a aresta afiada na extremidade do tubo e usina uma face limpa. Uma extremidade chanfrada é mais fácil de inserir nas conexões, protege as vedações durante a montagem e melhora a preparação da solda.
• O fechamento da extremidade veda completamente a extremidade do tubo. É usado para pernas de móveis, capas protetoras e produtos onde uma extremidade aberta não é aceitável.
• A perturbação engrossa a parede do tubo localmente na extremidade, o que cria uma seção mais forte para rosqueamento ou conexões de alta pressão.
• O recartilhamento e a formação de perfis adicionam padrões de aderência ou seções transversais especiais à extremidade do tubo para aplicações específicas.
Muitas máquinas modernas são unidades de múltiplas estações: elas executam duas ou mais operações em sequência – por exemplo, reduzir, alargar e rebordar uma junta de exaustão em um único ciclo. As ferramentas de múltiplas estações são a razão pela qual uma máquina formadora de extremidade de tubo pode substituir várias prensas dedicadas no chão de fábrica.
Existem dois métodos principais para formar contas:
A formação de carneiros é o método rápido e de alto volume. O tubo é fixado na posição enquanto um punção de expansão empurra a parede para fora e, em seguida, um segundo punção reduz a extremidade de volta ao diâmetro piloto, deixando um ou mais cordões. A formação de êmbolo pode criar um cordão duplo em um único ciclo e é a escolha padrão para linhas de produção automotiva e HVAC, onde o tempo de ciclo impulsiona o custo.
A perfilagem interna molda o cordão aplicando pressão axial através de mandíbulas de fixação serrilhadas que rolam o material do tubo para dentro. O processo é mais lento do que a formação de pilão, mas produz tolerâncias muito estreitas e um perfil de cordão suave e uniforme. A perfilagem interna é preferida para aplicações médicas, aeroespaciais e outras onde as dimensões exatas e a qualidade da superfície são críticas.
Outras técnicas incluem conformação rotativa e dimensionamento segmentado de ferramentas. A conformação rotativa utiliza matrizes ou rolos rotativos para moldar a extremidade ao redor da circunferência; o dimensionamento de ferramenta segmentado usa um conjunto de matrizes divididas que se fecham ao redor do tubo para expandi-lo ou reduzi-lo. Ambos são úteis para diâmetros maiores e formas complexas.
A escolha entre esses métodos depende do volume de produção, requisitos de precisão, material e custo de ferramentas. Alto volume e múltiplos grânulos favorecem a formação de carneiros; tolerâncias restritas e materiais delicados favorecem a conformação interna por rolo ou a conformação rotativa.
O rebordo do tubo e a formação da extremidade do tubo são usados sempre que uma mangueira, conexão ou outro tubo deve ser conectado de forma confiável:
• Automotivo: linhas de refrigeração, combustível, vácuo, freios e ar condicionado. As extremidades com contas mantêm as mangueiras do radiador no lugar e evitam vazamentos nos sistemas de emissões e fluidos. Máquinas multiestações formam juntas de exaustão, trilhos de combustível e linhas CA.
• HVAC e refrigeração: tubos de cobre e alumínio são alargados e revestidos para condensadores, evaporadores e trocadores de calor. As extremidades alargadas criam conexões de refrigerante à prova de vazamentos.
• Sistemas hidráulicos: extremidades rebordas e estampadas evitam que a mangueira se solte sob alta pressão. Os grânulos planos distribuem a força de fixação uniformemente e reduzem os danos à mangueira.
• Aeroespacial: extremidades de tubos com rebordo são usadas em linhas de fluido de baixa pressão (abaixo de cerca de 250 psi) — ventilação do tanque de combustível, retornos por gravidade e linhas de respiro de óleo — onde uma mangueira de borracha desliza sobre o rebordo e é fixada atrás dele.
• Dispositivos médicos: a perfilagem interna produz esferas precisas em pequenos tubos de transferência de fluidos onde a limpeza e o controle dimensional são críticos.
• Móveis e equipamentos de ginástica: as extremidades dos tubos expandidas, reduzidas e fechadas dão às pernas das cadeiras, estruturas de cama e equipamentos de ginástica uma aparência limpa e acabada, sem tampas extras.
• Eletrodomésticos: os rebordos fortalecem as mangueiras de drenagem em máquinas de lavar e lava-louças e evitam vazamentos de gás nas linhas de distribuição.
O material e a espessura da parede do tubo determinam quais operações de conformação de extremidade são seguras e quais ferramentas são necessárias.
• O cobre e o alumínio são dúcteis e se formam facilmente. Eles são comuns em HVAC, refrigeração e resfriamento automotivo. Um tubo de cobre de parede fina geralmente pode ser expandido em 15–20% de diâmetro; o alumínio precisa de ferramentas limpas e polidas para evitar arranhões e marcas de fixação.
• O aço inoxidável oferece resistência e resistência à corrosão, mas endurece rapidamente. Necessita de maior força de conformação, ferramentas precisas e controle cuidadoso para evitar rachaduras. A expansão segura típica é de 5 a 10 por cento para paredes espessas.
• Latão e titânio são usados em produtos especializados que necessitam de resistência e resistência à corrosão. Eles exigem ferramentas bem combinadas e velocidades de conformação mais lentas.
• O aço carbono é o carro-chefe da construção e da fabricação. Ele se forma de maneira previsível, mas o comportamento exato depende da espessura e do grau da parede.
Paredes finas correm o risco de rachar durante a expansão ou formação de perolização e enrugar durante a redução. Paredes espessas necessitam de mais força, mas toleram conformações mais profundas. Como regra, os cordões em tubos de parede fina devem ser rasos e as ferramentas devem corresponder ao diâmetro real do tubo e à espessura da parede – nunca apenas ao tamanho nominal.
A seleção da máquina começa com as peças que você realmente produz, não com o catálogo da máquina.
• Máquinas dedicadas de processo único realizam uma operação — formação de filetes, alargamento ou redução. Eles são mais simples, mais baratos e mais fáceis de manter, e atendem à produção em alto volume de um único formato final.
• Máquinas combinadas (multiestações) realizam diversas operações com ferramentas intercambiáveis. Eles economizam espaço, reduzem o tempo de troca e são adequados para oficinas que fabricam muitas peças diferentes em lotes menores.
Ao comparar máquinas, observe:
• Diâmetro máximo do tubo e capacidade de espessura de parede
• Força de conformação (tonelagem) e se é hidráulica, pneumática ou servoelétrica
• Número de estações e velocidade de troca de ferramentas
• Tempo de ciclo e se a máquina pode ser vinculada a um alimentador automático
• Sistema de controle: máquinas CNC multiestações armazenam programas para cada peça, o que melhora a repetibilidade entre os turnos
• Qualidade da ferramenta: matrizes de aço endurecido duram mais e mantêm melhor a tolerância
O volume de produção também é importante. As linhas de alto volume se beneficiam da automação e dos ciclos rápidos; as oficinas se beneficiam da flexibilidade e das trocas rápidas de ferramentas. Um fornecedor confiável deve fornecer suporte técnico, serviço de projeto de ferramentas e treinamento. Peça referências e estudos de caso do seu próprio setor.
Adicionar perolização de tubos à operação da máquina formadora de extremidades de tubos proporciona benefícios mensuráveis:
• Menos peças: o cordão é um batente mecânico integrado, de forma que os grampos e adaptadores podem ser simplificados ou eliminados.
• Montagem mais rápida: as mangueiras deslizam, batem no cordão e são fixadas – o alinhamento é automático.
• Melhor retenção: a trava mecânica resiste a picos de pressão, vibração e expansão térmica.
• Tolerâncias mais restritas: ferramentas de precisão mantêm a altura e a posição do cordão consistentes, o que é fundamental quando o cordão deve corresponder ao diâmetro interno da mangueira.
• Menor custo: uma máquina multiestações substitui diversas prensas, reduz mão de obra e reduz desperdícios.
• Maior confiabilidade: menos pontos de falha significam menos vazamentos, menos reclamações de garantia e menos tempo de inatividade no campo.
R: O perolização do tubo é um processo de formação de extremidade que cria um anel elevado próximo à extremidade de um tubo de metal. O anel atua como um batente mecânico que evita que as mangueiras escorreguem, e uma braçadeira colocada atrás do cordão trava a mangueira no lugar.
R: Uma máquina formadora de extremidade de tubo pode expandir, reduzir (estampagem), alargamento, cordão, flange, chanfro, fechar, virar e perfilar extremidades de tubo. As máquinas multiestações realizam várias dessas operações em um ciclo.
R: O alargamento do tubo cria um cone angular (37°, 45° ou 60°) que veda contra uma conexão de compressão. O perolização do tubo cria um anel elevado que retém uma mangueira com uma braçadeira. O alargamento é para vedações metal-metal; perolização é para retenção de mangueira.
R: Eles são o mesmo processo. A estampagem do tubo é a redução mecânica do diâmetro da extremidade do tubo para que ele se encaixe dentro de um componente menor. Engrossa a parede localmente e fortalece a articulação.
R: Use um cordão duplo quando um único cordão não fornecer retenção suficiente — por exemplo, em mangueiras longas ou pesadas, ou em aplicações com forte vibração ou altas forças de extração.
R: O cobre e o alumínio são os mais dúcteis e se formam facilmente. O aço inoxidável endurece e precisa de mais força; o aço inoxidável de parede fina deve ser formado com formação de rolo interno ou métodos rotativos para evitar rachaduras.
R: Escolha a formação de êmbolo para produção de alto volume, velocidade e vários grânulos em um ciclo. Escolha a perfilagem interna quando precisar de tolerâncias restritas, perfis de cordão suaves e materiais delicados ou de parede fina.
R: A SLS Machinery oferece máquinas formadoras de extremidades de tubos de estação única e múltipla, design de ferramentas personalizadas e suporte técnico. As máquinas lidam com expansão, redução, alargamento, perolização, flangeamento e chanfro para tubos de cobre, alumínio, aço e aço inoxidável — com controle CNC para resultados repetíveis e de alta qualidade.
O perolização do tubo parece um pequeno detalhe, mas é a diferença entre uma conexão que dura e outra que falha no campo. Se você precisa de expansão para juntas de encaixe deslizante, redução para conexões encaixadas, alargamento para vedações à prova de vazamentos ou cordão para retenção de mangueira, a máquina formadora de extremidade de tubo certa transforma uma extremidade de tubo simples em uma junta precisa e confiável — em segundos.
Comece pela peça: material, espessura da parede, tipo de junta e volume de produção. Em seguida, combine a máquina, as ferramentas e o perfil do cordão com esses requisitos. Com o equipamento e o processo corretos, a conformação de extremidades de tubos se torna uma das operações mais rápidas e repetíveis em sua linha.
A SLS Machinery constrói máquinas formadoras de extremidades de tubos exatamente para essa finalidade - desde formadoras compactas de estação única até linhas CNC de múltiplas estações com alimentação automática. Nossos engenheiros ajudam você a selecionar o processo, projetar as ferramentas e configurar a máquina para seus tamanhos e materiais de tubo. Entre em contato com a SLS Machinery para discutir seus requisitos de formação de extremidades de tubos e obter uma solução sob medida para sua produção.
URL do canal de vídeos de máquinas SLS: https://www.youtube.com/channel/UCBz_laOhfRZ_e00NxcyMwhQ
