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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

更新日:2017年3月2日(初回投稿)
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。

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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。

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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)。

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)。

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)。

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

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。

続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

4. 絞り加工

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