プレス加工 不良 種類 6

・湿式粉砕処理の産業機械 ・カイロプラクティック 本記事ではプレス加工の仕組みや工程、種類、メリット・デメリットなどを詳しく解説します。, 被加工材に引っ張り力を加えながら、プレス機の「パンチ(雄型)」と「ダイ(雌型)」に沿った形状にする加工法. ・整体院コンサルティング プレス加工の代表的な加工に抜き加工があります。ここでのトラブルの原因や対処法を見ていきましょう。 素材(ブランク)を型どおりに打ち抜く抜き加工では、クリアランスや加工圧力の設定を慎重に行わなければなりません。抜き加工製品の断面は、パンチ側(上側)から順に、だれ、せん断面、破断面、バリで構成されますが、なるべくだれ・バリ・破断面が小さいものが理想の抜き加工といえます。バリとだれはパンチとダイの摩耗により抜き精度が下がることで大きくなりますので、機械の劣化 … ・野菜苗等の製造・販売 ・訪問看護サービス ・超硬合金工具の設計開発・製造 ・産業車両用タイヤ製造・販売 ・グランドハイアット東京SAX公演 ・食料品の卸売事業 ・エステサロン ・機械加工エンジニアリング商社 ・整体院・鍼灸整骨院 ¥ã®ã“んなお悩み解決!, あらゆるニーズに応える技術紹介. Copyright©️Catallaxy.inc All Rights Reserved. 製品に必要な材質、板厚、材料幅の被加工材を材料メーカーに発注します。, <段取り> ・農業機械やトラクター 製品開始後は、中間検査と終了時検査を実施します。中間検査は生産の途中で実施するもので、サンプルとなる製品を抜き出して検査します。サンプルが検査に合格した場合は生産を続行しますが、決められた規格を満たしていない場合には作業を中止します。終了時検査は、製品の最後に生産した製品をサンプルとして検査を実施するものです。万が一、終了時検査で不合格となった場合には、全製品の検査を行います。また、生産の終了時にはロットごとにサンプルの検査を実施します。いずれの検査でも、不合格となった場合には再発防止策の検討が必要です。, <後始末> 製品は決められた場所に運び、後工程に回します。金型はプレス機械から外して保管場所に収納。スクラップの片付けやプレス機械の掃除を行います。, プレス加工は金属などの被加工材に、プレス機械で大きな力を押し当てて加工します。そのため、プレス機械に手を挟んでしまうと危険なため、十分な安全対策を実施することが求められています。, プレス加工の作業の安全を確保するために、労働安全衛生法や労働安全衛生規則で、事業者に義務付けられていることがあります。, プレス機械の設置や移転を行った際には労働基準監督署に届けをし、安全性の確認や指導を受けることが義務付けられているなど、行政への届出が必要です。, プレス機械を初めて扱う人には、プレス機械や作業手順、安全装置などに関する安全教育を実施することが義務付けられています。また、金型交換や調整作業を行う人に対して、特別教育を実施することが必要です。, プレス機械を5台以上設置する事業所では、プレス機械作業主任者を選任することが義務付けられています。プレス機械作業主任者になれるのは、プレス機械による作業に5年以上従事したことがある実務経験者などで、プレス機械作業主任者技能講習を修了した人です。プレス機械作業主任技能講習の講習科目は、「作業に係る機械、その安全装置等の種類、構造及び機能に関する知識」と「作業に係る機械、その安全装置等の保守点検に関する知識」、「作業の方法に関する知識」、「関係法令」です。講習の後、修了試験が実施され、合格者には顔写真入りの「労働安全衛生法による技能講習修了証」が交付されます。, プレス機械作業主任者には5つの役割があります。1つ目はプレス機械や安全装置の点検と安全装置の検討。始業点検のチェック項目を定めるとともに、チェック項目に基づいた点検が実施されているか確認を行います。また、プレス機械作業主任者自身が1ヶ月に1度以上の頻度で点検を行うことが必要です。点検を実施した際には、記録に残しておきます。2つ目はプレス機械や安全装置の異常時の対応で、故障などの異常があった際には作業者から直ちに報告を受けて、適正な措置をとります。3つ目は切り替えキーがある場合のキーの保管。4つ目は金型の交換や調整作業を直接、指揮すること。5つ目は作業者への監督や指導です。, プレス機械や安全装置を毎日、担当者が作業開始前に点検することが義務付けられています。プレス機械や安全装置の不具合を事故が発生する前に把握し、必要な措置を講じるためには、日々の点検が欠かせません。, 登録検査業者などによる特定自主検査を1年に1回以上実施することが義務付けられています。特定自主検査に合格すると検査済みのシールが貼付されます。特定自主検査に合格していないプレス機械を使用することはできません。, プレス機械や電気などによる危険を防止するため、プレス作業者に対して、適切な安全措置を講ずることが義務付けられています。作業者が危険区域に入らないような対策が必要です。, プレス加工の作業においては、本質安全化を図ることが必要です。具体的にはプレス機械の金型の中に、作業者の手を入れない「ノーハンド・イン・ダイ」による作業が理想的です。プレス機械の金型の中に手を入れて作業する必要がある場合は、プレス機械のスイッチが入っている状態のときに、危険区域に手が入っている場合には作動しない安全装置による対策をとります。安全プレスとは、安全装置が組み込まれたプレス機械のことです。昨今では自動化が進んでいるため、金型の中に手を入れる作業を行うケースは減って来ました。, 手作業によってプレス加工を行う場合には、安全装置に加えてほかの安全対策も取り入れることが必要です。金型の中に手を入れて行う作業が発生する場合には、安全手工具を使うことでリスクを抑えられます。安全手工具には、被加工材を掴むピンセットやプライヤーのほか、被加工材を吸盤で吸いつける真空カップ、被加工材を磁力で吸いつけるマグネット工具といったものがあります。また、金型の安全対策では、手を挟みにくい形状にする、金型の角を面取りするといった方法が挙げられます。, 金属プレス加工技能士は、プレス加工の業務に携わるために必須とされる資格ではありません。しかし、多くの企業では、「ものづくりに携わる企業として、品質が確かな製品を提供していきたい」、「高品質な製品の提供が営業に結びつく」、「加工技術の向上を図る経営理念に合致する」といった理由で受検を奨励しています。また、1級金属プレス加工技能士の取得は、正しい安全点検の手順を身につける機会にもなります。, 金属プレス加工技能士は、国家検定制度である技能検定の一つ。技能検定は130職種を対象に技能の技術レベルを評価するもので、1~3級、特級が設けられていますがありますが、設置されている級は職種や作業によります。級ごとに実施される学科試験と実技試験の両方に合格することで、「〇級○○技能士」と名乗ることが可能です。試験日程には前期試験と後期試験があり、職種によって実施時期が異なります。試験日程が発表されるのは前年度の3月上旬です。, 金属プレス加工技能士は、プレス機械で金属薄板を加工する技能や知識を図るものです。金属プレス加工技能士で設定されている作業は金属プレス作業のみで、特級、1級、2級が設けられています。特級は管理者または監督者、1級は上級技能者、2級は中級技能者として、それぞれ必要とされる技能レベルを習得しているか問われます。, 平成31年度(令和元年度)は、前期に1・2級の試験が実施され、後期に特級の試験が行われます。, 技能検定には受検資格が設けられています。金属プレス加工技能士の場合、金属プレス作業の実務経験が2級は2年以上、1級は7年以上必要です。ただし、学歴や職業訓練の受講によって短縮されます。1級は2級合格後2年の実務経験で受験することも可能です。また、1・2級ともに特別教育の修了が必要です。特級は1級に合格後、5年以上の実務経験を経て受検が可能となります。, 金属プレス加工技能士の1級と2級の学科試験は「金属プレス加工法」、「材料」、「材料試験」、「材料力学」、「機械工作法」、「油圧及び空気圧」、「製図」、「電気」、「安全衛生」です。特級の学科試験は、「工程管理」と「作業管理」、「品質管理」、「原価管理」、「安全衛生管理及び環境の保全」、「作業指導」、「設備管理」、「金属プレス加工に関する現場技術」となっています。, 実技試験は、1級と2級は製作等作業試験と計画立案等作業試験が実施されます。平成31年度の前期試験では、1級の製作等作業試験は「厚さ0.5mm のSPCC-SDから、はさみでブランクを切り取った後、能力400~1000kNのパワープレスで決められた絞り型を使用して、正八角形のフランジの絞り製品を製作する」という内容です。1級の計画立案等作業試験は「複雑な加工段取り、ブランク取り、プレス機会のの点検・整備等でした。。2級の製作等作業試験は、材料や使用するパワープレスは1級と同様で、「丸型のフランジの絞り製品の製作」を行いました。2級の計画立案等作業試験は「加工段取り、ブランク取り、プレス機械の点検・整備等」でした。, 特級の実技試験は計画立案等作業試験のみです。令和元年度の後期試験では、「工程管理、作業管理、品質管理、原価管理、安全衛生管理、作業指導及び設備管理」が問われます。, 試験は100点満点で、学科試験は65点以上、実技試験は60点以上で合格となります。, では、金属プレス加工技能士の資格を取得するにあたって、どのように対策を行えばよいのでしょうか。金属プレス加工技能士の資格取得を奨励するため、社内研修を実施している企業は少なくありません。実技に関しては日常業務の中で基本的な技術指導を実施する企業が多く、就業時間外に上司などの有資格者が技能検定に向けた訓練を実施するところもあります。グループ企業や取引先企業の講習会に従業員を参加させる企業も多いです。実技試験に対応できる種類の機械を設置していない企業では、協力関係に企業などに協力を要請し、実技試験に向けた練習を行う機会を設けているケースも見られます。学科試験に関しても、有資格者が講習を開いている企業も少なからずあります。, このほか、都道府県の金属プレス工業会主催の講習会に参加する方法もあります。学科試験は市販のテキストや過去問題を使って勉強することができます。, プレス加工による作業は、機械の導入と加工する製品の形状に合わせた金型の製作が必要ですが、金型があれば大量生産が容易にできることが魅力です。ただし、プレス加工による労働災害が起きないように十分な安全対策をとることが大切です。, WAWAWORK(ワワワーク)では、オシャレでかっこいい最新の作業服・作業着・ワークウェアから、機能的で便利な定番のワークアイテムまで、幅広い品揃えの商品を激安特価でご提供しているほか、刺繍やオリジナルロゴ入り等のカスタムも対応しております。, 作業着、ユニフォームをお探しであれば、通販サイトWOWOWORK(ワワワーク)をぜひご覧ください。webサイト:https://wawawork.work/. ・ホメオパシー ・ヘアメイク教室 元々あった会社HPの反応はゼロでした。今では大手企業や官公庁から立て続けに受注を頂けるように。先日も2200万円の大型受注を頂きました。【自動供給装置製造:島原さん】, コンサルティング6ヶ月で売上3倍ベースにUP。反応ゼロのブログから1500万円以上の売上が決まりました。【不動産仲介業:武田さん】, 仕事を棚卸しすると「命をかけてこんなことをやっていたのか」と、自分の人生を考えざるを得ないですね。【工務店:柴田さん】, ●【資本金1億円以上の企業さま】 ・アーユルヴェーダ ・ワイヤーハーネス加工 こんにちは。「EC生産委託先の品質改善」の(株)Happy Make Project 山下裕司です。このページでは『金属加工の品質:プレス加工用語と解説』をお伝えします。, 「プレス加工」とは、上型下型が対となった金型の間に素材をはさみ、金型によって強い力を加えることで、素材を工具の形に塑性加工すること。一般には対となった工具のことを金型、加圧する機械のことをプレス機械と呼ぶ。, 押キズとは、プレス型で加工されたプレス製品に、鉄粉・油などの異物の挟まりなどによって生じるのキズのこと。, 黒あたりとは、プレス加工で成形されたプレス品の表面が局部的に当りが強く、にぶく光っている状態のこと。プレス加工の絞り工程で、フランジしわの発生を防ぐしわ押え面にある場合、カジリ、割れが、抜き工程と曲げ工程では、成形面の母材から摩耗し切味不良やカジリが発生しトラブルの原因となる。, ブツとは、プレス加工において加工面にできた点状の突起不良のこと。プレスブツは薄鋼板と金型ポンチ面との間に鉄粉、ゴム、紙など数ミクロン台の粒子が混入して成形された結果その部位が凸になったもののことである。, ダレとは、プレス加工において製品の端末部の形状が、正規の形状に対してタレてしまう現象のこと。原因としては、パンチ(上型)のへたりによるポンチ端末部の形状不良や、曲刃による材料引き込まれ等によりダレが発生すると考えられる。, シャクレとは、プレスの絞り加工および曲げ加工時に、ポンチまたはダイスR部の材料が、はね戻る形状変化のスプリングバックによって発生する製品面の局部的なそり現象のことである。, 穴まくれとは、板金プレス加工時、穴抜ポンチで板材料を打ち抜き切断する、せん断加工後のポンチ抜き取りの際、切り口辺りが干渉により、もち上げられることによって生ずる不良現象のこと。, 油砥石とは、プレス加工に使用する金型製作および補正時、製品形状面あるいはしわ押え面の表面最終仕上げ用として、青砥石がけの後使用される砥石。プレス部品の外板のキズ、ヒズミ等を検査する面品質チェックにも使用する。, ウォールブレイクとは、プレス加工で見られる壁割れ不良現象の一つ。薄板を深絞り加工する角筒や楕円筒などの容器を絞り成形した時、コーナーの立壁に発生する壁割れ破断のこと。, カジリとは、絞り加工時に発生するすり傷のこと。通常、絞り加工時はダイと材料の間に加工油の油膜があり、直接当たらないが、素板がしわ押え面上のビードやダイRを通過するときに接触して生じた流れ方向の線状のすりきずの深いもの。, 型当りとは、プレス上型と下型の製品形状面で、ポンチとダイスとの隙間クリアランスがきつく、局部的に小さい部分に発生する黒光りの当たりキズのこと。, スプリングバックとは、プレス成形工程の最後に、部品が金型の荷重から開放された時に起こる形状変化のこと。弾性回復により元の状態に戻ろうとする現象をスプリングバックという。, ソリとは、プレス加工で見られる形状不良の一つ。たとえばハット形断面の絞り成形では、ダイ肩Rやクリアランスなど成形条件の選定を誤ると生じる側壁部が直線とならない不良や、単純L曲げでは曲げ線に沿って生じる不良。ソリ防止には、金型内圧・肉厚部の冷却・金型冷却効率等様々な要素があり、防止は一般的には困難である。, ネジレとは、プレス加工において残留応力の影響で発生する形状不良の一つである。一般構造用鋼材よりも強度を向上させた高張力鋼板のように引っ張り強さの高い材料で特に発生する現象である。, バック代とは、製品形状とプレス型形状の差のこと。プレス加工における絞成形の場合、成形後に外形抜加工すると、外周拘束が弱まり製品が戻される変形量のことで、狙い値と出来栄え値の差のことでもあるので、プレス型はこの変形量を見込んで製作する。, 面歪とは、プレス加工における絞り加工時に発生する外板面の微少な面の歪みや凹凸のこと。発生原因は、素材をしわ押え面でホールドした時の素板の変形や、成形途中の圧縮など様々な要因が挙げられる。, 油歪みとは、プレス加工の成形時、型あるいはパネルに付着した潤滑油の油溜まりが逃げ場を失い、油がパネルを変形させることによって生じる歪こと。, 打ちキズとは、プレス成形のプロセスにおける型へのパネル投入、取出し、搬送時に型の一部や設備等にパネルが当りできたキズのこと。, エア歪みとは、プレス加工時に型の上下動によりパネルとの間に生まれる負圧が、エア抜き不足によってそのエアがパネルを変形させてしまい外板面に生じてしまう歪みのこと。, 寸欠とは、プレス加工時において、素材の材料寸法が不足しているために、絞成形後に製品の材料端が正規の位置以上に入り込んでしまう現象のこと。寸法が足りない不良のこと。, 耐デント性とは、プレス成形において、パネルに局部的な力が加わり、その部分にくぼみが残る現象をデントいうが、耐デント性とはパネルの剛性の度合い、つまりくぼみの起りにくさのことをいう。, ピンホールとは、鋼板をレーザー溶接や抵抗スポット溶接など、溶接を用いて結合する際、電圧過大、または電極チップの消耗や芯ずれ、母材の錆等のよごれが原因により、溶接結合部に生じる穴あき不良のこと。, 押し不足とは、プレス機械の生産能力が、プレス品成形に必要な成形力を下回る時、能力不足によりプレス型が下死点まで降りないために製品形状が狙い値通り出ない現象のこと。, ヒケとは、材料が起こす成形収縮によって生じるへこみ、窪みのこと。比較的平坦で滑らかな鋼鈑部品において、パネル全体の凸形状が不足する現象でわずかにへこむ現象。, ショックラインとは、プレスの絞り加工成形後の製品面に残った線状の板厚減少傷のこと。絞り加工の成形初期、ブランクホルダーにつかまれた素材に絞ポンチが当り、素板に張力がかかった時、ダイスR部の素板は、急激な引っ張りと曲げ加工を受けて板厚減少が起きる。, スプリングゴーとは、プレス加工後、工具が材料をはなれたときに生ずる弾性回復。曲げ角が小さくなる現象のこと。スプリングバックが成形後、製品形状が開く変化をするのに対し、曲げの過程で複雑な変形をするときに成形後、製品形状が逆に閉じる変化をする現象のこと。, 大阪でパーツフィーダー製造を行う町工場の島原さんの会社「シマテック」には、営業マンは一人もいません。全て、webサイトからの受注です。今では、一部上場の大手一流企業や官公庁との取引を獲得するまでになっています。, webサイトやブログは、あなたの商品を売り込むツールではありません。お客さんへのラブレターです。あなたがお客さんの人生を変える商品を持っているならば、あなたはお客さんにそれを伝えなければなりません。最高のラブレターを書きましょう。, 詳細は、BtoB 製造業の生産財を生産・販売している弊社クライアントさまの体験談『お客さま体験談(パーツフィーダ自動供給装置:機械製造業)』をご覧ください。, 次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。, このサイトはスパムを低減するために Akismet を使っています。コメントデータの処理方法の詳細はこちらをご覧ください。, 工場営業力強化の専門家/品質管理エンジニア/web集客・SEO専門家/冒険家/ヨットマン/サクソフォーン奏者, ●【社長が安心して眠れるために】 ・OAラベル、タックラベル ・サーバーラックの製造・販売 ・耐震工事・エクステリア施工 引用:岐阜精機工業株式会社 プレス加工は、プレス用金型をプレス機にセットし、被加工材をプレスすると製品が成形されるというシンプルな仕組みです。プレス加工は、低コストでの大量生産が得意なため、特に製造業では欠かせない加工方法になっています。 プレス加工をする際には、初めに製品を生み出すための金型を設計します。雄型と雌型で1つとなる金型です。そこで、設計段階では、金型の種類やセットするプレス機 … ・京和菓子・パン屋 ・学習塾・サッカー教室・英語教室 ・ダイヤモンド工具 ・不動産賃貸・売買の仲介 ・半導体製品の受託製造工場 プレス加工・絞り加工を金型設計から試作・量産まで一貫対応で承る「高橋製作所」がプレス金型とプレス加工の種類についてご説明します。適切な金型や加工法を選択することは、品質や生産性を向上させるうえで非常に重要です。 ・カタリナ海峡ヨット横断(34.8km), 「めっき」とは、表面処理の一種で、材料の表面に金属の薄膜を被覆する加工法のこと。被めっき物の表面状態を改善する為に、表面を別の金属の薄膜で被覆する加工でもある。「品質」とは、工場で生産された製品や、サービス業が提供するサービスの特性をいう。, 「塗装」とは、材料の表面を塗料の皮膜で覆う表面処理の一つである。金属の多くは大気中の酸素に触れることで酸化し錆を発生させる。しかし鉄の場合は表面の錆が内部に向かって浸蝕する性質が強く、多くの鉄製品では塗装が必須である。「品質」とは、工場で生産された製品や、サービス業が提供するサービスの特性をいう。, 射出成形とは、加熱溶融させた材料を金型内に射出注入し、冷却・固化させる事によって、成形品を得る方法のこと。 複雑な形状の製品を大量に生産するのに適している。, 「QC」とは、製造業において、製品の品質を一定水準に保つ活動で、 設計→製造→検査・販売→調査・サービスというプロセスで、各工程を担当する部門によって行われる「よい品物を安くつくる活動」のこと。「品質」とは、工場で生産された製品や、サービス業が提供するサービスの特性をいう。, 機械組立とは、機械組立は、機械部品を組立図面に従い組立てる作業を行れ、工作機械を使用して機械部品を生産する工程、部品を合わせて製品を完成させる機械組立工程に二分される。. 加工前後体積一定:平板がコップ状容器になる(絞り加工), プレス加工では、これらの3つの加工法を組み合わせることで、製品形状を作ります。このような性質との関係を意識しながら、せん断加工、曲げ加工、絞り加工をイメージしてみましょう。, はさみで紙を切るとき、紙の厚さを考慮して、無意識にはさみの刃のかみ合いの隙間を微妙に調整しています。これが、プレス加工におけるせん断の身近な事例です。はさみを持つ手の握力がプレス機械、はさみの刃が金型、紙が被加工材で、プレス加工の3要素に対応しています(図1)。, ところで、せん断とは、どのような現象でしょうか。それは、物体にズレを起こすことです。はさみで紙を切るときは、紙の面に垂直な方向に、上下逆方向の力を加えることで紙は2つに切れます。この力を、せん断力といいます。断層にせん断力が働くことで発生するのが、地震です。, プレス加工では、パンチ(凸型の工具)とダイ(凹型の工具)を組み合わせた金型により、平板状態の被加工材に穴を開けたり、外形をせん断するなどができます(図2)。, せん断加工の種類には、分断や切り欠けなどがあります。また、どのプレス加工製品でも、最初にせん断加工を行う必要があり、せん断加工は全てのプレス加工の出発点です(図3)。, 曲げ加工は、平板や棒材およびパイプなどを、所定の位置で曲げるプレス加工です。曲げ加工を用いた身近な製品には、ホチキスやフック、クリップなどがあります。これらの製品の形状は、金属の平板を切って曲げることで得られます。単純に曲げただけの形状なので、加工は簡単だと思うかもしれません。しかし、一定の曲げ角を得ることは容易ではありません。, 曲げ加工では、パンチとダイの間に鋼板を入れ、パンチを下降させることで、所定の角度や形状のフランジを作ります。, 前回は、プレス加工の種類を紹介しました。今回は、せん断加工について詳しく解説します。せん断加工では、形を作り上げることだけではなく、せん断される面(切り口)の出来栄えも問題になります。切り口は、製品の機能に大きく影響するからです。今回は、切り口の状態に着目しながら、せん断の加工プロセスを解説します。, せん断とは、どのような加工方法でしょうか。イメージしやすい身近な事例は、クッキーの型抜きです。クッキー生地を平らな板の上に置き、抜き型を使って、人の押す力で生地を抜き出します。このプロセスでは、材料と形状を抜く型(および材料を載せる平らな板)、押す力の3つが関係し合っています。例えば、クッキー生地の硬さによっては、大きな力で押すことが必要です。この事例をプレス加工で説明すると、クッキー生地は材料、クッキーの型はパンチ(凸型の工具)とダイ(凹型の工具)で構成される金型、そして型を押す人の力の役割をするのがプレス機械です。, まず、被加工材の上面にパンチが押し付けられ、板を曲げたような状態になると、被加工材に「だれ」が生じます。曲げに耐えられなくなると、刃物で削るようにパンチが材料の内部にめり込みます。このときパンチとダイによって被加工材の上下逆方向に作用している力が、せん断力です。, パンチとダイの角部によって、被加工材には引っ張り力が働きます。この引っ張り力に耐えられなくなると、被加工材には切り裂かれたようなクラック(破断面)が生じます。また、パンチおよびダイの切り刃からクラックが成長し貫通する工程により、バリ(かえり)が生成されます。せん断とは、このように被加工材にせん断力が作用している状態で、せん断面が出来上がる工程をいいます。, 次に、せん断でできる切り口の特徴を見ていきます。だれは、材料の表面が引っ張られてできる滑らかな面です。せん断面は、材料の内部にのめり込んだパンチによってできる平滑な面です。特徴は、パンチの傷や溶着金属などで材料がこすれ、細かい傷が付いている点です。破断面は、せん断面に比べて粗い表面です。バリ(かえり)の特徴は、硬く鋭利な形をしていることです(図2)。, パンチとダイで行われるせん断を、てこの原理に置き換えてみましょう。被加工材がてこ、パンチと被加工材が接する部分が力点、ダイと被加工材が当たる部分が支点です。また、ダイ上の被加工材には、作用点が存在します(図3)。, 力点から支点までの距離、すなわちパンチとダイの隙間をクリアランスといいます。クリアランスは、せん断の出来栄えや金型寿命を左右します。また、クリアランスが変化すると、せん断される面の状態も変化します(図4)。, クリアランスとせん断加工で消費する仕事量(エネルギー)は、物体に一定の力(F)を加え続けたときの、力の向きに動いた距離(s)の積F・sで表すことができます。この仕事量と、てこの原理を用いて、クリアランスの変化と、せん断面との関係を見ていきます。, 前回は、せん断される面(切り口)の出来栄えに着目しながら、せん断加工を説明しました。今回は、曲げ加工について詳しく解説します。, 製造現場で、板金の曲げ加工を見たことがありますか。金属製の箱を作る工程では、サイコロの展開図のような金属の薄板を機械で曲げているだけの、非常に簡単な加工のように感じるかもしれません。ところが、実際は複雑な現象が生じています。本稿では、「曲げ角度」は、曲げ製品の内側角度の意味で使用します(図1)。, 曲げ加工で起こる複雑な現象を、身近な事例で確認してみましょう。少し厚めの書籍と金属板材料を折り曲げたところを想像してください(図2)。, 折り曲げた書籍と金属板とでは、端部の形状が異なります。書籍の場合は、端面が斜めに広がり、ページをめくりやすい形状になります。一方金属板では、端部の形状は変わりません。このような違いは、なぜ生じるのでしょうか?, それは、書籍と金属板の素材の違いにあります。書籍の紙は、大きさや厚さが簡単に変化することはありません。一方、金属板では材料に変化が起こっています。例えば、腕を曲げると、肘の外側は伸び、逆に内側はしわが寄って縮みます(図3)。, 同じ現象が、金属板の曲げ加工にも生じています。曲げた金属板の外側は引っ張られ、内側は圧縮されています。この相反する力の作用が、わずかな板厚の中に同時に存在しています。また、伸び(引っ張り)も縮み(圧縮)もしない、両者の境目となる部分も存在します。この境目を、中立面(中立線)と呼びます。, 金属材料の特性に、加工前後(塑性変形の前後)における体積一定の原則があります(第2回参照)。この原則に基づくと、金属板の曲げ加工時には、引っ張りが生じた箇所は伸び、板幅や板厚が減少する現象と、圧縮が生じた箇所は縮み、板幅や板厚が増加する現象が同時に起きています。, さらにこれらの変形には、金属板が元の平らな板材に戻ろうとする弾性変形が含まれています。つまり、引っ張りが生じた箇所では縮もうとする力が、圧縮が生じた箇所では伸びようとする力が働いています。その結果、曲げ角度90度で製品を曲げ加工したはずが、実際は92度になるスプリングバックという現象が生じます(図4)。, 図5に、曲げ加工プロセスにおける荷重と曲げ角度の変化を示します。曲げ加工プロセスでは、3種類の曲げで、90度の曲げ角度を得られます。自由曲げ(エアー)、底突き曲げ(ボトミング)、矯正曲げ(コイニング)です。, 自由曲げは、荷重の変化に敏感に変化するため、正確な90度を得ることは困難です。また、矯正曲げは、荷重の変化には鈍感なものの、非常に大きな曲げ荷重を必要とします。そのため一般的には、底突き曲げを利用します。, 曲げ加工機械の選択には、加工荷重の計算式を用います。このとき荷重計算は、たわみ同様に、はりで考えます。図6にはりとたわみを示します。はりとは、建築物で地面に対して垂直材である柱の上に置き、上からの荷重を支える部材のことです。たわみとは、荷重がかかり、はりが変形する垂直方向の量のことです。, 荷重計算に利用する計算式は、材料力学のはりの曲げ加工力の計算式が土台になっています。, 前回は、引っ張りが生じた箇所は伸び、板幅や板厚が減少する現象が起こる曲げ加工を紹介しました。今回は、絞り加工について詳しく解説します。, 皆さんは、「絞る」という言葉から何をイメージするでしょうか? 洗濯をした衣類の水気を絞る、カメラの露出を絞る、知恵を絞る、声を絞り出す、人数を絞る、的を絞るなど、さまざまなイメージや言葉が思い浮かぶでしょう。共通する概念は、小さくする、少なくする、狭くすることです。つまり「絞る」は、材料などに変化を与えて、大きさや量を小さくすることを意味します。, それでは、金属薄版の絞り加工の原理をイメージしてみましょう。コップと1枚の紙を思い浮かべてください。コップの形状を利用して紙を変形させ、同じ形状の紙コップを作ります。どのように工作するのがよいでしょうか?, 紙をコップに無理やり押し込んで、コップの形状を作り出そうとすれば、紙はシワシワになり、紙コップは作れません。出来上がる紙コップの形状をイメージしてみましょう。コップの底と側面の壁の部分が、必要なことが分かります。不要な部分を切り取って、残った部分をつなぎ合わせる(接合する)ことで、コップの形状を作ることができます(図1)。, 絞り加工は接合などの加工を行わずに、金属薄板から円筒状の中空容器を作る加工方法です。紙工作ではしわになった部分が金属薄板では引っ張られたり、縮められたり、板厚が変化したりすることで変形します(変形特性)。この特性により、コップの形状の金型に金属薄板を押し込む(絞り)と、しわのないコップを作り出すことができます。絞り加工では、しわ押さえという機能を使い、フランジ部分を押さえながら加工します。これにより、フランジ部分の変形をコントロールでき、しわ状にはなりません(図2)。, 金属材料を引っ張ると、多くの場合、板幅と板厚は均等に減少しません。板幅減少が大きく板厚減少が小さくなるか、逆に、板幅減少が小さく板厚減少が大きくなります。つまり金属材料には、板厚方向または板幅方向のいずれかに変形しやすい性質があります。どちらの方向に変形しやすいか(異方性)を評価するのがr値(ランクフォード値)です。r値が大きいほど、絞り性がよいとされています。これは、金属の内部組織の並びに要因があると考えられます。r値と異方性の関係について、ドミノ倒しを使ってイメージしてみましょう(図3)。, ・r値が大きい:板厚は薄くなりにくく、板幅変化が大きい。板厚方向の変化が少ないので破断しにくい。すなわち、板幅方向にドミノ倒しが生じる傾向が強い。, ・r値が小さい:板幅変化は小さいものの、板厚が薄くなりやすい。薄くなった部分は弱くなり、破断しやすい。すなわち、板厚方向にドミノ倒しが生じる傾向が強い。, 多くの金属材料には、異なる変形特性が混在しています。材料の種類によってr値が異なるだけではなく、同じ鋼板でも、変形の方向によって異なる性質を持ち合わせています。, 前回は、フランジ面積と変形抵抗の関係に注目して、絞り加工を紹介しました。今回は最終回です。プレス加工の安全対策を解説します。, プレス加工の安全対策について考える前に、安全とは何かを確認しましょう。機械を使った作業では、作業者の安全を確保するためのシステムが必要です。また、安全に関する法令も整備されています。この場合の安全は、人(作業者)は間違える(フールプルーフ)、機械は壊れる(フェールセーフ)という観点で構築されています。言い換えれば、生産システムは人間と機械で構成され、この相互のバランスが崩れたとき、事故が発生するということです。, フールプルーフ:人間は間違えるという観点に立った、安全に対する考え方。ミスは発生するという前提で、作業者が間違えた操作をしても危険な状態を招かないようにすること。, フェールセーフ:機械は壊れるという観点に立った、安全に対する考え方。装置やシステムにおいて、誤操作や誤動作による障害が発生しても、常に安全側に制御すること。, 次に、身近な例として、自動車の安全運転のためのシステムをイメージしながら、プレス加工における安全確保を考えてみましょう。, このように、安全を確保するためのシステムを理解して、安全作業を行うことが重要です。ただし、絶対に自動車事故を防げるわけではないように、これらの工程を確実に実行したからといって、作業の安全性が保障されるわけではありません。安全は与えられるものではなく、作り上げるものです。その中心は、プレス加工に携わる作業者です。作業者は、プレス機械や金型、被加工材の特性を十分に理解し、安全確保を行う必要があります。, プレス加工機械には安全装置が取り付けられています。なぜ、安全装置は必要なのでしょうか? 作業者の身体の一部が、機械の危険な領域に絶対に入らないのであれば、安全装置は必要ではありません。しかし、プレス金型の取り付けや段取り、金型の修正、調整、試作では、危険領域に入る必要があります。このような状況下でも安全を確保するために、安全装置は必要です。安全装置の種類には、ノーハンド・イン・ダイ、およびハンド・イン・ダイがあり、できるだけノーハンド・イン・ダイを志向することが望まれます(図1)。, ノーハンド・イン・ダイ(No Hand in Die):プレス機械で最も危険な金型が上下する範囲に、身体の一部(手など)が入らない方式、または入れる必要がない方式。身体の一部が入らない囲いや金型構造、身体の一部を入れる必要のない専用プレス、材料供給から製品取り出し、金型交換まで自動化されたプレスなど。, ハンド・イン・ダイ(Hand in Die):プレス機械の危険領域に手が存在する場合、作業者の安全をより確保する方式、またはプレス機械が停止するか動かない方式。身体の一部が危険領域に達するまでに、安全が確保された状態を作り出す設計など。, 車がすぐに止まれないのと同様に、プレス機械の安全装置が作動しても、すぐに止まることはできません。そのため、ハンド・イン・ダイでは、身体の一部が危険領域に入ろうとしてから、危険領域に達するまでの距離が重要になります。それが、安全距離です。, 例えば、作業者の手が両手操作ボタンから離れたり、光線式安全装置がトラブルを検知したとき、プレス機械のスライドが安全な状態で停止するまで時間内に、作業者の身体の一部(ここでは手)が移動できない距離に危険領域があれば、事故は発生せず、作業者の安全は確保されます。その場合、作業者の手の基準移動速度は1.6m/s(国際規格では2.0m/s)として考えます。, また、機械の非常停止ボタンが押された場合、プレススライドは瞬時に停止しているように見えますが、実際には停止までに以下の時間を要しています。, プレススライド停止に要する時間(s)= 電気的遅れ時間 Tl + 機械的遅れ時間 Ts, 電気的遅れ時間 Tl:非常停止ボタンが押されてから、プレスのクラッチ電磁弁が起動するまでの時間, 機械的遅れ時間 Ts:クラッチ電磁弁が起動してから、プレススライドが停止するまでの時間, 作業者の手の基準移動速度を1.6m/sとすると、安全距離 D(m)は以下の式で表されます。安全距離とは、プレス機械において、両手押しボタンや光線式安全装置(光が遮断されるとそれを検出して作動する安全装置)などから危険限界までの距離のことです。.

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