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成形における金属せん断:主な種類、機械、設計のヒント

金属成形機械におけるせん断の種類と設計のベストプラクティス

せん断は、板金加工において使用される基本的な金属切断方法です。これにより、切削片、焼け、溶解を生じさせることなく材料を切断することができます。このガイドでは、様々なせん断加工方法をご紹介します。 せん断作業、その 機械と道具 関与し、 実用的な設計ガイドライン 工業製造におけるきれいで効率的な切断を実現するのに役立ちます。

1.0金属加工におけるせん断とは何か?定義とプロセス

剪断 パンチとダイを用いて、直線または曲線に沿って材料を切断する機械的な切断プロセスです。鋸引きやトーチ切断とは異なり、切削片は発生せず、熱も発生しません。

せん断作業は、 板金 または コイルストック次のような機械を使用します:

これらのツールは、鋼鉄、アルミニウム、その他の材料を直線で切断したり、コイル加工したりするのに最適です。

一般的なせん断作業:ブランク、ピアシング、トリミングなど

材料の形状と目的の製品に応じて、せん断操作にはいくつかの種類があります。

  • ブランク– シートから切り出して部品を製造します。
  • ピアス– シートに穴を開けます。スラグは破棄されます。
  • ノッチング– シートの端に沿ってセクションを切り取ります。
  • トリミング– 成形後に余分な金属を除去します。
  • スリット加工– コイルを縦方向に切って細いストリップを作ります。

2.0せん断の仕組み:プロセスの仕組み

せん断プロセスは 骨折 材料の最も弱い部分で剥離が起こり、完全に分離するまで進行します。

きれいな切断面を確保するには:

  • 維持する 正確なツールアライメント
  • コントロール パンチダイクリアランス
  • 高品質のものを使用する ツール形状

適切に実行すると、バリが最小限に抑えられ、二次仕上げの必要性が減ります。

パンチとダイによる簡単な打ち抜き
パンチとダイによるシンプルなブランキング
成形された圧力板を使用して金属を局所的に圧縮し、パンチと反対側のパンチを同期して下降させることにより、せん断で滑らかなエッジを得る方法
成形された圧力板を使用して金属を局所的に圧縮し、パンチと対向パンチを同期して下降させることにより、せん断時に滑らかなエッジを得る方法

3.0基本的なせん断方法と装置

直線せん断(単純せん断)

以下を使用して直線に沿って金属を切断します。

油圧ギロチン鋏

機械式パワーシアー

スリット加工

このプロセスでは、以下のものを使用して、コイルを長さに沿って狭いストリップに切断します。

  • スリッティングラインマシン
  • ロータリースリッター機

スタンピングまたはロール成形前のコイル加工ラインでよく使用されます。

せん断中に圧縮することによって棒を滑らかにせん断する方法
せん断中にロッドを圧縮することにより、ロッドを滑らかにせん断する方法
油圧せん断機
油圧せん断機

4.0ブランク加工とピアシング加工:金属打ち抜き加工における主な違い

どちらもパンチとダイのシステムを使用しています。主な違いはワークピースにあります。

  • ブランク: 切り抜いた部分を使用します。
  • ピアス:穴は使用し、打ち抜かれたスラグはスクラップになります。
ピアシングとブランキングの違いを示す図
ピアシングとブランキングの違いを示す図

5.0高度なせん断技術:ランシング、ノッチング、ニブリングなど

特殊なせん断方法には次のようなものがあります。

プロセス 説明
ランシング 材料を除去せずに部分的な切断
穿孔 たくさんの小さな穴を開ける
ノッチング 端や角の材料を除去する
かじる パンチを重ねて複雑な輪郭を作る
シェービング ブランク後の切断エッジの平滑化
切り落とす ストリップから部品を分離する
飲酒 ゴムや布などの柔らかい素材に使用されます
ディンキングのプロセス
ディンキングのプロセス

6.0せん断加工用パンチおよびダイツールシステム

一般的なパンチングダイ セットには次のものが含まれます。

  • パンチ
  • 死ぬ
  • ストリッパープレート

これらは次のようなマシンに搭載されています:

ピアシングダイとブランキングダイの基本コンポーネント
ピアシングダイとブランキングダイの基本コンポーネント
左の四角いパンチと右の角度のあるせん断パンチによる打ち抜きでは、ピーク力とストローク長に違いが見られます。どちらの方法でも同じ総エネルギーが必要です。
スクエアパンチ(左)とアングルシアーパンチ(右)によるブランキングでは、ピーク力とストローク長に違いが見られます。どちらの方法でも必要な総エネルギーは同じです。

7.0自動化金型システム:プログレッシブ金型、トランスファー金型、複合金型

生産性を高めるために、高度なプレスでは以下を使用します。

プログレッシブダイ

複数の駅

各ストロークは部品を次の操作に移動する

転写ダイ

個々の部品は移送機構によってステーション間で移動される

複合ダイス

1回のストロークで複数の操作(ブランク+ピアシング)を実行します

四角いワッシャーを作るための順送り型抜きダイ。パンチの長さが異なることに注意してください。
角ワッシャーを作るための順送り型抜きダイス。パンチの長さが異なることにご注意ください。

8.0CNCプレスと油圧プレスのせん断設計ルール

効率的なせん断を設計する場合は、次の原則に従ってください。

  • 穴径 ≥ 材料の厚さ
  • 最小エッジ距離 ≥ 材料の厚さ
  • スロットまたはウェブ幅 ≥ 材料の厚さ
  • 寛大な許容範囲を使用する
  • スクラップを減らすために部品を配置する

これらのルールは、 CNCタレットプレスファインブランキングマシン、 または 油圧プレス.

複合ピアシングおよびブランキングダイで単純なワッシャーを作成する方法部品は、同じストロークでブランクされ、続いてピアシングされます。ブランキングパンチには、ピアシング用のダイが含まれています。
複合ピアシング・ブランキングダイスで単純なワッシャーを製造する方法。部品は(a)ブランキングされ、その後、同じストロークでピアシング(b)される。ブランキングパンチには、ピアシング用のダイスが内蔵されている。

9.0よくある質問

Q1: 金属成形におけるせん断の主な目的は何ですか?
答え: 切削片や熱を発生させずに金属板をきれいに切断するため、高速で廃棄物の少ない製造に最適です。

Q2: せん断作業にはどのような機械が使用されますか?
答え: 油圧ギロチンせん断機、機械式動力せん断機、ロータリースリッター、CNC パンチプレス、順送ダイプレス。

Q3: ブランキングとピアシングの違いは何ですか?
答え: ブランキングでは切り抜き部分から使用可能な部品が作成されますが、ピアシングではメインシートはそのまま残り、スラグがスクラップとして除去されます。

Q4: せん断工程でバリを減らすにはどうすればよいですか?
答え: 適切なパンチとダイのクリアランスを確保し、ツールの鋭さを維持し、適切な材料を使用します。

10.0結論:適切な機械と設計戦略の選択

せん断加工は、金属加工においてコスト効率が高く、汎用性の高いプロセスです。そのメカニズム、工具、設計原理を理解し、適切な装置(例えば 油圧ギロチン鋏CNCパンチ プレス、 または プログレッシブダイマシンきれいなカットを実現し、スクラップを削減し、全体的な生産性を向上させることができます。

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