プレス加工の種類|プレス加工の基礎知識5

プレス加工の基礎知識
著者:塑性加工教育訓練研究所 小渡 邦昭

前回は、プレス加工の金型を解説しました。今回取り上げるのは、プレス加工の種類です。プレス加工には、さまざまな種類の加工法があります。中でも多く利用されているのは、せん断加工、曲げ加工、絞り加工です。それぞれ、切る、曲げる、形作るという作業に対応します。今回は、この3つの加工法の基本を確認します。

第5回「プレス加工の種類」を解説していきます。

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1. プレス加工をイメージする

プレス加工は、直接観察することが難しい加工法です。そのため、見えないところで何が起きているかを理解するには、プレス加工のプロセスをイメージすることが重要です。まずは身近な例として、針金に力を加えたときに、針金が示す性質を思い出してみましょう。

・針金を曲げるとき、最初は曲げにくいが、ある力以上を加えると曲げられるようになる(弾性と塑性)
・大きく曲げるにつれて、硬さを感じるようになる(加工硬化)
・針金を曲げる前後の体積は同じ(加工前後体積一定)

これらの性質は、プレス加工の代表的な3つの加工法の現象と関係があります。

弾性と塑性:曲げた鋼板がわずかに戻る(曲げ加工)
加工硬化:せん断した箇所は硬くなる(せん断加工)
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。

2. せん断加工

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)。

はさみで紙を切るメカニズム
図1:はさみで紙を切るメカニズム

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)。

せん断の加工プロセス
図2:せん断の加工プロセス

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)。

せん断加工の種類
図3:せん断加工の種類

3. 曲げ加工

4. 絞り加工

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全9回で下記の内容を解説しています。

  • 第1回 プレス加工とは?プレス加工の3要素とは?
  • 第2回 被加工材の特性
  • 第3回 プレス機械のトルク能力、公称能力、仕事能力とは?
  • 第4回 金型とは何か?なぜ金型が必要か?
  • 第5回 プレス加工の種類
  • 第6回 せん断加工とは?
  • 第7回 曲げ加工とは?
  • 第8回 絞り加工とは?
  • 第9回 プレス加工の安全対策

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