曲げ加工とは
曲げ加工とは、金属の板や管を指定した形状や角度に加工のことです。
プレス加工の一種で、ペンディング加工とも呼ばれています。さまざまな形状に金属を曲げることにより、小さい部品から建材まで作り上げます。
ノートパソコンのフレームや部品などのOA機器や冷蔵庫などの家電製品は、曲げ加工を施した例です。曲げ加工では、プレス加工機を使用します。上型のパンチと、下型のダイの間に金属を差し込んでパンチを下降させながら数トン単位の外力を加えて、板金を塑性変形させています。
曲げ加工の使用用途
曲げ加工は、椅子などの金具やパソコンなどのOA機器、自動車のフレームなどに使用します。身近な使用例だと、金づちなどで金属を曲げる加工があります。
金属を任意の形状に成型させるために、金づちで外力を加え変形させる加工です。しかし、金づちなどを使用した手作業では、家電製品や自動車のフレームなどを成型するのは製品が大きすぎるため、効率的ではありません。
そこで、プレス加工機に金型を設置して、金属を金型に押し付けることで成型させています。金型を使用することによって効率的な生産を加工にし、工業製品などを大量生産できるのです。
曲げ加工の原理
曲げ加工は、端的に述べると金属がもとの形状に戻らない塑性領域に達する性質を利用します。プレス加工機などの機械に金型を取り付け、金属に外力を加えることによって塑性変形させています。
曲げ加工では、専用の金型が必要です。金型にはプレス加工機の上側に位置するパンチと下側に位置するダイを利用します。パンチとダイの間に金属を設置し、プレス加工機で外力を加えることによって、塑性変形を起こしています。
曲げ加工には2通りの方法があります。パンチをダイの終点まで押し付け、完全に金型と同じ形状にする加工方法とパンチを任意の位置で止めて任意の角度まで曲げる加工方法です。成型したい形状までパンチを金属に押し付ける点に関しては、曲げ加工の全てに共通しています。
例えば椅子の金具などは、1つの金属を複数の形状にするために曲げ加工を行いますが、曲げ回数が多いことによる寸法不良や角度不良が起こる場合があります。しかし、金具であるパンチやダイを交換すれば、防止できる可能性も高くなります。
曲げ加工のその他情報
1. 曲げ加工の作業手順
- 目的の曲げに合う金型を選択します。
(曲げ角度や曲げ線の長さ、製品形状による金型と加工部材との緩衝などを考慮して、メーカーカタログなどを参考に選択します) - メス金型を下部台座に取り付けます。
- メス金型のV溝にオス金型の先端が適切に合うようにオス金型をセットします。
- メス金型上に置いた板材表面にオス金型刃部先端を近づけ、曲げ線を合わせます。
- 第1段目の予備曲げを行います。
- 予備曲げの曲げ角度を計測し、計測で得られた曲げ角度からスプリングバック量などを考慮して不足している曲げ量分を第2段階曲げで補正し、所定の曲げ加工を行います。
2. 曲げ加工で必要な曲げ角度を得る方法
曲げ加工で必要な曲げ角度を得る方法として、以下の2つが挙げられます。
コイニング法
ダイの溝底位置まで材料を密着状態になるまでパンチで押し込む方法 確実に求める角度が得られやすいですが、材料や金型を傷つけやすい欠点があります。
エアベント法
ダイの溝底位置まで材料を密着させない状態で押し込む方法 最近ではエアベント法が主流となってきています。
3. パイプを成型する曲げ加工
板材を加工してパイプ状に成型する曲げ加工として、以下の2通りが挙げられます。
- 専用の3本ロール成型機を使用する方法
- 角度曲げ用のベンダーを用い、必要な角度の曲げを1～2ｍｍの感覚で連続的に行い、曲面を得る方法
ベンダーを用いて行う方法では、板の片側端から必要角度を順次曲げた後、1回目の加工による曲げ状態を目標とする曲率のゲージ板を当てて確認して、第2段階、第3段階の加工を繰り返して所定曲率に近づけます。