잉글리시 휠

English wheel
교환 가능한 4개의 하부 휠(안빌), 더 큰 고정 상부 휠, 압력 조정 나사 및 퀵 릴리스 메커니즘을 보여주는 영국식 휠

영국에서는 휠링 머신으로도 알려진 잉글리시 휠은 공예가가 알루미늄이나 [1][2]강철과 같은 평평한 금속 판에서 복합(이중 곡률) 곡선을 형성할 수 있도록 하는 금속 가공 도구입니다.

묘사

영국식 바퀴를 사용하는 과정은 휠링이라고 알려져 있다.이렇게 생산되는 패널은 고도의 기술과 노동집약적인 생산방식으로 인해 비용이 많이 들지만, 동일한 기계를 사용하여 다양한 패널을 유연하게 생산할 수 있다는 중요한 장점이 있습니다.표면 스트레칭으로 작동하며 패널 비팅 공정과 관련이 있는 성형 기계입니다.이는 소량의 복합 곡면 패널이 필요한 곳이라면 어디에나 사용됩니다. 일반적으로 대량 생산 차량([3][4]NASCAR), 자동차 프로토타입 및 항공기 피부 부품과 유사한 시트 메탈 패널이 필요한 규정을 충족하는 코치빌딩, 자동차 복원, 스페이스 프레임 섀시 경주용 자동차에서 사용됩니다.영국의 휠 생산량은 특히 알루미늄 합금을 보다 쉽게 성형할 수 있는 소형 스포츠카 생산량이 가장 많습니다.

대량 생산 패널이 필요한 경우 영국제 휠보다 자본 설정 비용이 훨씬 높고 개발 시간이 긴 스탬프 프레스 방식으로 휠을 교체하지만, 각 패널은 단 몇 초 만에 생산할 수 있습니다.이 비용은 대규모 생산 공정에서 지출되지만, 스탬프 인쇄기는 금형 세트당 패널 모델 하나만 사용할 수 있습니다.표시된 영국식 휠 모델은 수동으로 작동하지만, 선체 등 두꺼운 판금에서 사용할 경우 기계는 여기에 표시된 것보다 훨씬 더 큰 동력으로 작동될 수 있습니다.

건설

기계는 커다란 닫힌 문자 "C" 모양입니다.C의 끝에는 두 개의 바퀴가 있습니다.위쪽에 있는 바퀴는 롤링 휠, 아래쪽에 있는 바퀴는 앤빌 휠이라고 불립니다. (일부 참조는 휠의 위치를 말합니다: 상부 휠과 하부 휠).앤빌 휠은 일반적으로 롤링 휠보다 반지름이 작습니다.대형 기계가 존재하지만 롤링 휠의 폭은 보통 8cm(3인치) 이하이고 직경은 보통 25cm(10인치) 이하입니다.

롤링(상단) 휠은 단면이 평평하고 앤빌(하단) 휠은 돔형입니다.

C자형의 골격의 깊이를 목구멍이라고 합니다.가장 큰 기계는 목 사이즈가 120cm(48인치)인 반면, 작은 기계는 목 사이즈가 약 60cm(24인치)입니다.C는 수직으로 세워져 프레임에 의해 지지됩니다.목의 크기는 일반적으로 작업자가 기계에 넣고 쉽게 작업할 수 있는 금속 시트의 가장 큰 크기를 결정합니다.일부 기계에서는 작업자가 상단 휠과 앤빌을 프레임에 대해 90도 회전시켜 작업물의 최대 크기를 늘릴 수 있습니다.기계는 소재를 통해 휠 사이의 압력에 의해 작동하며, 재료가 얇아짐에 따라 압력이 변화하기 때문에 앤빌 롤러를 고정하는 프레임의 아래턱과 크래들을 조정할 수 있습니다.강판용으로 설계된 기계에서는 유압 잭을, 판금용으로 설계된 기계에서는 잭 나사를 사용하여 이동할 수 있습니다.재료가 쿵쾅거리면 작업자는 압력을 조정하여 보정해야 합니다.

프레임 디자인은 이 단순한 디바이스의 가장 중요한 요소입니다.19세기 이후로 바퀴는 거의 변하지 않았다.Edwards, Kendrick, Brown, Boggs, Ranalah 등과 같은 초기 영국 기계는 철 프레임을 주조했습니다.19세기에 만들어진 이 바퀴는 배빗 금속제 플레인 베어링을 가지고 있어서 고압으로 작동하면 금속을 밀고 당기는 것이 어려웠다.나중에 볼 베어링이 사용되었을 때, 기계는 1/8인치 강철과 같은 단단하고 두꺼운 재료에 더 적합하게 되었습니다.주철의 장점에도 불구하고 강성(영률)은 강철의 절반 이하이며 더 단단한 프레임이 필요할 때 강철로 교체해야 하는 경우도 있습니다.단단한 난연판으로 만들어진 강철 프레임 또는 절단 및 용접판으로 만들어진 프레임이 일반적인 디자인입니다.강철 튜브는 일반적으로 정사각형 섹션으로 지난 30년 동안 기계 프레임을 휠링하는 데 사용되어 왔으며, 특히 미국에서는 판금 성형 작업이 취미이자 비즈니스가 되었습니다.튜브 프레임 기계는 합리적인 가격으로 키트 제작 기계로 제공되거나 계획에서 쉽게 제작할 수 있습니다.가장 단단한 관형 프레임에는 완전히 삼각형의 외부 브레이싱 트러스가 있습니다.20ga 스틸 또는 0.063인치 [5]알루미늄과 같은 얇거나 부드러운 재료에 가장 효과적입니다.그림과 같은 주조 프레임 기계는 아직 사용할 수 있습니다.

적절한 장비를 갖춘 기계는 다양한 종류의 모루 바퀴를 가지고 있다.패널 비팅 시 해머와 함께 사용되는 돌리와 같은 앤빌 휠(Anvil이라고도 함)을 사용하여 작업물의 원하는 크라운 또는 곡률을 일치시켜야 합니다.

작동

기계 조작자가 앤빌 휠과 롤링 휠 사이에 판금을 통과시킵니다.이 공정은 재료를 늘려서 얇아지게 만듭니다.소재가 늘어나면 앤빌 [1]휠 위에 볼록한 표면이 형성됩니다.이 표면을 "크라운"이라고 합니다.높은 크라운면은 매우 곡면이고 낮은 크라운면은 약간 곡면이다.공작물 표면의 강성과 강도는 높은 크라운 영역에 의해 제공됩니다.작업 후 표면의 반지름은 작업물의 중앙에 있는 금속이 작업물의 가장자리를 기준으로 늘어나는 정도에 따라 달라집니다.가운데가 너무 늘어나면 작업자는 피스 가장자리를 돌려 모양을 복구할 수 있습니다.가장자리를 휠링하는 것은 열수축 또는 에콜드형수축을 사용하여 과도하게 늘어난 영역을 직접 수축하는 것과 마찬가지로 중앙의 과도한 스트레칭으로 인한 잘못된 형태를 교정하는 데에도 동일한 효과가 있습니다.모서리가 모양을 고정하기 때문입니다.휠링 전에 가장자리를 축소하면 휠링 중 형상의 형성을 돕고 최종 형상에 도달하는 데 필요한 신축 및 솎아내기 작업을 줄일 수 있습니다.수축 공정은 판금을 두껍게 함으로써 표면적을 감소시킨다.손으로 수축하는 것은 패널 비팅 도구나 휠링을 사용하는 스트레칭보다 더 어렵고 느립니다. 따라서 이 스트레칭은 절대적으로 필요한 경우에만 사용해야 합니다.알루미늄 시트는 생산 작업 중에 공장에서 롤링하면 단단해지므로 휠링 전에 아닐링해야 합니다.

또한 정확한 표면 윤곽을 만든 후 플랜지 또는 배선 등의 가장자리 처리에 의해 강도와 강성이 제공됩니다.플랜지는 완성된 표면의 형상에 매우 중요하기 때문에 표면 스트레칭을 사용하지 않고 플랜지만 축소 및 늘림으로써 일부 패널을 제작할 수 있습니다.

조정

앤빌 휠의 돔 반지름과 조정 나사 압력에 따라 달라지는 접촉 면적의 압력과 휠링 패스의 수에 따라 재료가 늘어나는 정도가 결정됩니다.일부 작업자는 다양한 판금 두께에서 일정한 압력을 유지하여 평활을 할 수 있도록 풋 조절기를 선호하며, 양손은 작업물을 자유롭게 조작할 수 있습니다.이 스타일의 조정기는 또한 상대적으로 늘어나지 않은 낮은 크라운 영역과 얇은 크라운 영역의 가장자리를 혼합하는 데 유용합니다.풋 어저스터의 단점은 오토바이에 사용되는 사이클 타입 머드가드(날개/펜더), 2차 세계대전 이전의 스포츠카, Lotus/Caterham 7과 같은 현재의 오픈휠 자동차 등 매우 세로 방향으로 구부러진 패널이 방해가 될 수 있다는 것입니다.

이 문제를 해결하기 위해 일부 휠링 기계에는 앤빌 요크(휠 홀더라고도 함) 아래에 핸드 어저스터(hand adjuster)가 있어 이러한 패널이 방해받지 않고 아래에서 구부러질 수 있습니다.이러한 유형의 기계는 일반적으로 위 그림과 같이 수평 및 긴 수직 조정기 대신 손으로 작동하는 조정기가 앤빌 휠 홀더에 가까이 있는 대각선 하단 'C'자 모양의 프레임을 가지고 있습니다.세 번째 유형의 어저스터는 하단 앤빌 휠이 정지된 상태에서 상단 휠을 위아래로 움직입니다.

쉐이핑

모든 제작 단계에서 작업자는 재현하려는 모양을 지속적으로 참조해야 합니다.여기에는 템플릿 용지, 섹션 템플릿(종이 또는 얇은 판금 사용), 스테이션 비용, 폼퍼, 프로파일 게이지, 프로파일 템플릿 및 물론 오리지널 패널이 포함됩니다.작업자가 상부 휠에서 앤빌 휠을 떨어뜨려 압력 설정을 잃지 않고 작업물을 신속하게 분리 및 삽입할 수 있는 퀵 릴리스 레버를 갖춘 휠링 기계는 이 공정의 이 부분에서 시간을 절약할 수 있습니다.

작업자는 시트의 한 영역을 올바르게 형성하기 위해 많은 패스를 할 수 있도록 열심히 인내해야 합니다.다른 휠과 다른 방향(예를 들어 단순한 이중 곡률 형태의 경우 90도)으로 원하는 모양을 달성하기 위해 추가 패스를 할 수 있다.올바른 압력과 적절한 앤빌 휠 모양, 그리고 겹치는 휠링 패스의 정확한 닫힘 패턴(또는 실제로 낮은 크라운 앤빌과 겹침)을 사용하여 기계를 사용하는 것이 예술입니다.압력이 너무 높으면 부품이 흔들리고 손상되며 응력이 가해지는 반면, 압력이 너무 낮으면 작업이 오래 걸립니다.

패널의 한 부분에 국소적인 휠링이 있을 경우 인접 영역에서 모양이 잘못 나타날 수 있습니다.영역을 올리거나 늘리면 인접한 영역이 가라앉아 원래 패널이 작동하지 않는 영역에 영향을 줄 수 있습니다.이는 스트레칭으로 인한 패널 장력이 패널 모양에 생각보다 더 멀리 영향을 미치기 때문입니다.즉, 작업자는 패널의 넓은 영역에 걸쳐 작업해야 하며, 이러한 부작용을 수정하는 동시에 수정해야 하는 부작용을 더 많이 발생시켜야 합니다.

올바른 형상을 만들기 위한 열쇠는 적절한 양의 금속 표면이 이 넓은 영역에 걸쳐 늘어나도록 하는 것입니다.이렇게 하면 최소한의 추가 스트레칭으로 금속을 "이동"할 수 있어 낮은 부분을 높은 부분의 금속으로 채울 수 있습니다.이 스무딩은 적당한 압력 설정을 사용한 대패질과 비슷하지만 대패질에 사용된 것보다 무겁습니다.이 과정은 시간이 많이 걸리고 안절부절못하는 반복 과정으로, 휠링에서 가장 어렵고 숙련된 부분 중 하나입니다.패널/섹션의 크기가 커짐에 따라 관련된 작업과 난이도가 불균형적으로 증가합니다.이는 또한 매우 큰 패널이 매우 어려워지고 단면으로 제작되는 이유이기도 합니다.높은 크라운 패널/섹션은 금속의 작업 경화로 인해 아닐이 필요할 수 있으며, 이로 인해 금속이 작업할 수 없고 파손될 수 있습니다.

작업자는 적절한 위치에 적절한 양의 금속으로 올바른 기본 형상을 만든 후 높은 크라운 영역의 가장자리와 낮은 크라운 영역의 가장자리를 혼합하여 표면 윤곽이 한 곳에서 다른 곳으로 원활하게 전환되도록 해야 합니다.그 후, 최종 휠링 스테이지에서는 매우 가벼운 압력 휠링을 실시하여 표면을 매끈하고 점착성 있는 형태로 만듭니다.이 스테이지에서는 금속을 늘리지 않고 이미 늘린 금속을 이동시키기 때문에 패널 형상으로 가능한 한 앤빌 압력을 최소화하고 앤빌을 최대한 넓게 사용하는 것이 중요합니다.

일반적으로 수리 섹션과 같은 작은 높은 크라운 패널 또는 큰 낮은 크라운 패널(예: 지붕)만 하나로 제작됩니다.대형 로우 크라운 패널은 패널 무게를 지탱하기 위해 숙련된 기술자 2명이 필요합니다.

제한 사항

기계의 5가지 주요 제한사항은 다음과 같습니다.

  • 기계가 처리할 수 있는 시트의 두께
  • 기계의 '목' 깊이에 공작물 장착
  • 오퍼레이터가 물리적으로 처리할 수 있는 작업물의 크기
  • 지나치게 큰 하이 크라운 패널 또는 섹션이 과도하게 늘어나거나 얇아질 위험이 있습니다.
    (금속이 너무 얇고 약하면 윤곽이 정확하지 않습니다.)
  • 패널 또는 섹션의 크기가 커짐에 따라 관련된 작업과 난이도가 불균형적으로 증가합니다.

날개나 펜더 등 대형 하이 크라운 패널이 여러 조각으로 만들어지는 것도 이런 한계 때문이다.그런 다음 일반적으로 두 공정 중 하나를 사용하여 부품을 용접합니다.TIG 용접(Tungsten Inert Gas)은 열 왜곡을 줄여주지만, 손으로 대패질/평활할 때 또는 휠링 기계에서 문제를 일으킬 수 있는 더 단단하고 취약한 용접을 생성합니다.옥시-아세틸렌 용접 조인트는 공기 중 상온까지 냉각될 수 있지만 열 왜곡이 더 심할 경우 이러한 단점이 없습니다.패널 조인트는 필러 로드 없이 용접하는 자동 용접(옥시 아세틸렌 또는 TIG 프로세스)을 사용할 수 있습니다. 이 용접은 필요한 파일링/그라인딩/라이닝 양을 줄이거나 거의 모두 제거하므로 최종적으로 용접 조인트를 매끄럽게 할 때 유용합니다.또한 더욱 중요한 것은 표면 윤곽의 열 왜곡을 줄여 주므로 휠 또는 해머와 돌리로 보정해야 한다는 것입니다.

마무리

정확한 표면 윤곽을 이룬 후 최종 패널 제작 공정은 플랜지(판금) 또는 와이어 에지(edgeing)와 같은 일종의 가장자리 처리입니다.이렇게 하면 가장자리가 마무리되고 강화됩니다.일반적으로 플랜지에는 금속이 너무 많거나 적기 때문에 플랜지를 돌린 후 패널이 변형되기 때문에 표면 형상을 수정하려면 패널을 늘리거나 축소해야 합니다.이 작업은 Eckold 수축 및 스트레칭을 사용하여 가장 쉽게 수행되지만 수축 또는 냉간 수축, 접힌 금속을 안으로 밀어 넣거나 차가운 수축 해머와 돌리를 사용하여 수행할 수 있습니다.플랜지를 늘리거나 축소하려면 올바른 프로필 해머와 돌리가 필요합니다.해머와 돌리는 플랜지를 통과하는 접점의 플랜지 모양(돌리를 링으로 칭함)과 해머가 일치해야 합니다.수축 또는 신축 작업이 많으면 플랜지가 딱딱해지고 균열이나 찢어질 수 있습니다.용접이 가능하지만, 이 경우 작업성을 회복하기 전에 금속을 소둔하는 것이 훨씬 좋습니다.

잉글리시 휠은 수동 망치질보다 저크라운 용도에 숙련된 장인에게 더 좋은 도구입니다.해머 성형 후 돌리 및 슬래퍼 파일 또는 해머를 사용하여 수동으로 플래닝하는 것은 매우 많은 노동력을 필요로 합니다.배 모양의 망치와 모래주머니를 사용하여 판금을 늘리거나 말뚝을 올려서 높은 크라운 부분의 제작 속도를 높일 수 있습니다.(말뚝은 돌리로, 일반적으로 그 아래에 테이퍼링 사각 단면 주물이 있는 핸드헬드 돌리보다 훨씬 클 수 있습니다.대장간이나 파리가 사용하는 부리 앤빌의 벤치 바이스나 그에 맞는 암홀에 장착하는 것입니다.)공압 해머나 파워 해머가 더 빠릅니다.잉글리시 휠은 플래니싱(원래 영국에서 특허 취득)에 사용했을 때 매우 효과적이며, 이러한 과정을 거친 후 매끄러운 최종 마무리를 할 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ a b 파커, 다나 T성공 사례 구축: 제2차 세계 대전로스앤젤레스 지역의 항공기 제조, 페이지 89, Cypress, CA, 2013. ISBN978-0-9897906-0-4.
  2. ^ Smith, Sam (July 14, 2015). "How This Medieval Machine Turns Flat Metal Into Beautiful Car Bodies". Road & Track.
  3. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2008-01-22. Retrieved 2009-10-05.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  4. ^ "How NASCAR Race Cars Work". Auto.howstuffworks.com. 21 March 2001. Retrieved 25 October 2021.
  5. ^ 화이트, 켄트"바퀴를 따라 굴러라"홈샵 머신리스트 매거진 제27호 2008년 9월 ~ 10월호

추가 정보

  • 켄트 화이트의 '영국 바퀴에 대한 미국인의 견해'
  • 켄트 화이트의 영국 바퀴를 위한 고급 기술.
  • Ron Fournier (1990). Metal Fabricator's Handbook. ISBN 0-89586-870-9.
  • Ron Fournier (1989). Sheet Metal Handbook. ISBN 0-89586-757-5.
  • Tim Remus (1999). Ultimate Sheet Metal Fabrication. ISBN 0-9641358-9-2.
  • Tim Remus (2003). Advanced Sheet Metal Fabrication. ISBN 1-929133-12-X.
  • A. Robinson, W.A. Livesey (2006). The Repair of Vehicle Bodies. ISBN 978-0-7506-6753-1.
  • 시트메탈의 시제품 바디워크&코치빌딩: 제3권 엘리엇 쿠다시.
  • William H. Longyard의 영어 바퀴 배우기.

외부 링크