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Dec 08, 2023

プレスブレーキの作業は簡単だと思いませんか? もう一度考えて

Il pistone della pressa piegatrice si abbassa, piegando il metallo e il ciclo si ripete.Cosa sembra

プレスブレーキのラムが下降し、金属が曲がり、このサイクルが繰り返されます。 初心者にとっては非常に簡単に見えます。 しかし、それはそれほど単純ではありません。 決して遠くない話ではありません。 ゲッティイメージズ

初心者にとって、プレス ブレーキで板金を曲げることは簡単に見えます。 パンチとダイのセットをプレス ブレーキに入れると、ラムがパンチをダイ スペース内に移動させて板金を曲げます。 とてもシンプルなので、誰でもこのマシンを実行できますよね?

そんなに早くない。 この機械は単純そうに見えますが、プレス ブレーキは習得するのが最も難しい機械の 1 つであることがわかります。 図 1 を考えてみましょう。これは、プレス ブレーキ オペレータが毎日扱う変数のほんの一部を示しています。

このような認識の誤りは、人事担当者、中間およびトップレベルの管理者、その他のリーダーに多く見られます。 彼らの認識とその結果として生じるサポートの欠如により、プロジェクトから利益が奪われることがよくあります。 プレスブレーキの複雑さを理解できないビジネスリーダーは、間違った人材を雇用する傾向があります。

プレスブレーキの操作は誰にでもできるわけではありません。 走行させたい人は、プレスブレーキの近くにいるべきではありません。 優秀な技術者にはなれるが、プレスブレーキとはまったく関わりたくない人もいます。 そして、その技術を学びたいというまれな人々もいます。 彼らはその方法と理由を知りたがっていますが、「なんとなく理解している」ようです。 幸運を祈ります。これらの人の中から 1 人を見つけてください。 それらは入手困難です。

同じことがエンジニアリングにも当てはまり、プレス ブレーキ成形の設計に関する一般的な知識が不足しています。 金属成形に関する不十分な知識は、オペレーターが部族に受け継がれた知識を使用して作業現場での問題を解決しようとするため、多くの有害な慣行を引き起こしています。 特に部族の知識の教育では「複製の衰退」が起こることが多いため、そのような訓練は良いことではありません。 知識を伝えるたびに、生徒はその知識の 80% しか保持しません。

たった 1 つの重大なエラーが失敗につながる可能性があります。 したがって、金属成形プロセス、曲げ技術、プレス ブレーキでの成形の微妙な違いを完全に理解することが重要です。

板金を曲げると、曲げ点のワークピースが伸びます。 曲げプロセス中、曲げの外側表面は膨張または引張応力にさらされ、内側表面は圧縮応力にさらされます。 膨張と圧縮の境界には、成形中に物理的変化が起こらない理論上の領域があります。 この中立軸は引張力や圧縮力の影響を受けないため、膨張や圧縮がありません。

曲げ中、中立軸は平坦部の 50% (つまり、材料の厚さの中央) から内側の曲げ半径 (0.5 ～ 0.273 の間) に向かって移動します (図 1 の t/Mt 計算の結果)。 K ファクターを使用して、再配置された中立軸の位置を計算します。 アプリケーションによっては、平均 K ファクター (0.446 が一般的) を使用するもの、チャートを参照するもの、テストピースに依存するものがあります。 K ファクターの詳細については、2 部構成のシリーズ「板金曲げにおける K ファクターの解析」を参照してください。

この伸びを考慮するために、業界では、曲げ許容値法、経験的方法 (プレートの用途でよく使用される)、および曲げ控除法という 3 つの一般的な方法に依存しています。

曲げ許容値の方法。 これは、垂直以外の曲げ角度を計算するのに最適ですが、90 度の曲げにも機能します。 図 1 に示すように、曲げ許容値 (BA) を接点間の中立軸の長さとして定義します。

中立軸は成形前後で同じ長さを測定するため、これを使用して部品の平面サイズを計算できます。 まず、エッジからラジアスと平面の接点までの 2 つのフランジ寸法を決定します。 次に、その結​​果を中立軸の長さ (BA) に加算すると、フラット ブランクの合計サイズが得られます (図 2 を参照)。

経験的方法。 この方法は、90 度の曲げやその他の曲げ角度にも適しており、設計者が部品の伸びを計算する際に役立ちます。 この方法を使用してフラット ブランクを計算するには、図 3 に示すように、脚の寸法を頂点に加算し (曲げの頂点を図 1 に示します)、次に材料の厚さ (Mt) の 2 倍を差し引きます。脚 A から頂点 + 脚 B から頂点まで - 2Mt = 平らな長さ。

曲げ控除法。 この方法には、曲げ控除 (BD) が組み込まれています。 BD は、外側セットバック (OSSB) を 2 倍し、BA を減算して計算します (図 4 を参照)。 ここから、外側の寸法から BD を減算します: (頂点までの寸法 + 頂点までの寸法) - BD。 すべての公式を確認するには、「曲げ公式チートシート」の図を確認してください。

これらすべての詳細については、2015 年に実施された 4 部構成のシリーズ「曲げ関数の適用の基本」と「プレス ブレーキでの曲げの壮大な統一理論」をご覧ください。

曲げ加工に適した工具をどのように選択するかが常に問題となっています。 ツールセットは上部ツールと下部ツールで構成されます。 上の工具をパンチ、下の工具をダイといいます。

技術者は、材料の厚さ、曲げ半径、成形方法 (エアベンディング、ボトムベンディング、またはコイニング) を考慮してパンチとダイを選択します。 パンチ角度はダイ角度以下でなければなりません (図 5 を参照)。 ツール角度の組み合わせは、スプリングバックを補正するのに役立ちます。スプリングバックとは、曲げを作成するために加えられた圧力から解放されると、材料が 1 ～ 2 度緩む傾向です。 ダイ開口部は、必要な内側曲げ半径に適したサイズでなければなりません。

ダイの選択。 小さすぎるダイ開口部を選択すると、部品が損傷し、トン数が危険なレベルまで上昇する可能性があります。 選択したダイ開口部が大きすぎると、計画よりも大きな半径が作成され、曲げの伸び値が変化し、部品が許容範囲外になります。 これはすべて、成形方法やツールのスタイルに関係なく当てはまります。

業界ではさまざまなダイ プロファイルが使用されています。 最も一般的なのは V ダイで、次にチャネル ダイが続きます。 ダイのプロファイルに関係なく、ダイの幅を選択するには多くのことが必要です。 内側の曲げ半径が材料の厚さと等しい場合、経験則では材料の厚さの 8 倍に等しいダイ開口部を使用します。 ただし、特に厚い材料の場合、ダイの開口部を材料の厚さの 10 ～ 12 倍にする必要がある場合があります。 しかし、それだけではありません。 詳細については、「プレスブレーキで曲げるときの内側半径を予測する」を参照してください。

パンチを選択します。 カスタム ツールは別として、プレス ブレーキ パンチにはストレート パンチとグースネックの 2 つの一般的なスタイルがあり、他のほぼすべてのパンチ プロファイルは 2 つのうちの 1 つのバリエーションです (図 6 を参照)。

パンチのノーズ半径が小さすぎると、パンチが材料の表面に突き刺さり、曲げの中心にしわが発生します。 この折り目は鋭い曲がりであり、材料内の変数、材料の厚さ、硬度、さらには材料によっては木目の方向などの変数によって引き起こされる角度の変化を増幅させます。

図 1. プレスブレーキで金属を曲げるのが簡単だと思っているなら、考え直してください。 これは、プレス ブレーキ オペレータが毎日扱う変数のほんの一部を示しています。

成形トン数は、オペレーターと部品設計者の両方が認識する必要があるもう 1 つの問題です。 トン数グラフの作成に慣れてください。 値の見方と適用方法を学び、さまざまな種類の金属に合わせて値を調整してください。 一般的な成形トン数チャートは、引張強度が 60,000 PSI の軟冷間圧延鋼にのみ適用されます。

このステップを怠ると、部品、パンチ、ダイ、プレス ブレーキ、または上記のすべてが損傷する可能性があります。 オペレーターを危険な状況に陥らせる可能性もあります。

曲げに必要な総トン数が工具のトン数定格を超える場合を除き、部品の必要な内側曲げ半径に応じてツールセットを選択します。これは絶対に避けたいことです。 トン数の詳細については、「プレス ブレーキのトン数制限の 4 つの柱」を参照してください。

最小フランジ サイズに関する先月のコラムを拡張して、今月は特定のダイ開口部で製造できる最小フランジを見ていきます。 最小フランジ値を決定するには、ダイの上部 2 つのエッジの半径 (つまり、ダイの半径) を考慮する必要があります。

フランジが短く、ダイの半径に近い場合、部品が滑ってフランジがテーパになったり、ダイのスペースにまっすぐにスナップしたりする可能性があります。 部品が床に着く前に最小フランジを計算すると、大幅な時間の節約、煩雑な作業、部品の廃棄を節約できます。

これを行うには、図 7 の変数を考慮します。エッジと平坦な脚が半径に移行する接点との間の平坦な長さを計算する必要があります (a)。 また、中立軸での半径にわたる弦の長さ (b)、およびダイの中心からダイの半径とダイのショルダーの平面の接点までの寸法 (c) を知る必要もあります。 これらの値を決定するには、図 7 および 8 で説明されている計算を使用できます。

a、b、c の値を決定すると、ダイ上で曲げることができる最小フランジ寸法を計算できます。 (a + b)/2＞c であれば、フランジは曲げることができます。 (a + b)/2≤ c の場合、フランジを曲げることはできず、部品が金型スペースに滑り込みます。

これらは、プレス ブレーキで部品を製造する際に考慮すべき多くの考慮事項のうちのほんの一部です。 曲げることは一見したほど単純な操作ではないことがわかります。

実際、プレス ブレーキで金属を曲げる作業は、板金工場で最も困難な作業の 1 つであることが判明しました。 すべてをまとめるには、多くの知識、経験、そして計画が必要です。 そして、これはほんの始まりにすぎません。 プレスブレーキ自体が成形プロセスにどのような影響を与えるかについても考慮していませんでした。

インストラクターの Steve Benson による 8 月 8 日と 9 日の 2 日間の集中セミナーでは、機械の背後にある理論と数学の基礎を学び、プレス ブレーキの操作の秘密を明らかにします。 コース全体を通じて対話型の指導とサンプル作業の問題を​​通じて、高品質の板金曲げの背後にある原理を理解できます。 わかりやすい演習で、正確な曲げ控除を計算し、作業に最適な工具を選択し、部品の歪みを避けるための正しい V ダイ開口部を決定するために必要なスキルを学びます。 詳細については、イベントページをご覧ください。