カップ、シェル、シリンダーのような深さのある部品が必要なプロジェクトでは、標準的なスタンピングでは対応できません。そこで深絞り金属プレスの出番です。材料を壊すことなくシートメタルを深い形状に成形することで、これらの問題を解決します。製品の強度、厳しい寸法、廃棄物の削減が要求される場合、この方法が必要かもしれません。
深絞りプレスは、切断や溶接をせずに金属を成形する信頼性の高い方法です。この方法の特長と、最も理にかなった方法についてお読みください。
深絞り金属プレスとは？
深絞り金属プレスは金属成形法のひとつである。パンチを使ってシートメタルのブランクをダイに押し込む。パンチが動くと、金属が伸びて内側に流れ込みます。これにより、割れたり薄くなったりすることなく、深みのある部品ができます。この工程は冷間加工で行われるため、熱は加えられない。
この方法は、部品の深さが直径よりも大きい場合に最も効果的です。これが深絞り加工と浅絞り加工の大きな違いです。また、厳しい公差、高い再現性、滑らかな表面を実現することができます。
深絞りスタンプの仕組み
深絞り加工は段階的な方法です。それぞれのステップは、金属を傷つけることなく、きれいで正確な部品を形成するのに役立ちます。
ステップ1：ブランクの準備
平らな金属ディスク（ブランク）をサイズに合わせて切断する。ブランクの直径が、最終的な部品の深さと形状を決定する。
ステップ2：素材のセットアップ
ブランクはダイキャビティの上に置かれる。ホールドダウン(ブランクホルダー)が材料を所定の位置に保ち、シワを防ぎます。
ステップ3：ドローイング
パンチがブランクをダイに押し込み、浅いカップを形成する。金属は半径方向内側に流れ、形状に伸びる。
ステップ4：再描画
より深いパーツの場合、カップはさらに金型を通過します。各ステップは、肉厚を維持しながら深さを増加させます。
ステップ5：トリミング
上部の余分な材料は切り落とされる。これにより、均一なエッジと正確な最終寸法が保証されます。
深絞りセットアップの主な構成要素
セットアップの各工具には特定の仕事がある。一緒に金属を成形し、流れを導き、加工中の損傷を防ぎます。
パンチとダイの役割
パンチは、金属をダイのキャビティに押し込んで成形します。パンチの形状と表面は、最終的な部品の深さと仕上げに影響する。
ダイは部品の外形を作る。サイズとデザインにおいて、パンチと一致しなければなりません。タイトなフィットと滑らかなエッジは、摩耗を減らし、精度を向上させるのに役立ちます。
ブランクホルダーとその重要性
バインダーとも呼ばれるブランクホルダーは、シートメタルをクランプする。 形にする.ブランクがずれたり、しわになったりするのを防ぐ。
スプリングや油圧システムが力を加えることが多い。先進的なプレスの中には、ストローク中に保持圧力を調整するプログラム可能なシステムを使用しているものもある。
潤滑・冷却システム
金属と工具の摩擦は熱を発生させる。これが破れや工具の摩耗、仕上げ不良の原因となる。潤滑剤はこの摩擦を軽減します。
冷却システムは工具の温度管理に役立ちます。これにより、熱による損傷を防ぎ、長時間の生産でも部品の品質を安定させることができます。
深絞り用素材
適切な金属を選ぶことは非常に重要です。それは、部品の成形のしやすさや、最終的な用途での性能に影響します。
深絞り用途に最適な金属
深絞り加工に最適な金属は、割れずに簡単に曲がる。延性があり、形状を保持するのに十分な強度が必要です。一般的な選択肢としては、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、真鍮などがあります。
ステンレススチール、アルミニウム、銅、真鍮
- ステンレス・スチール:丈夫で錆びにくく、医療、厨房、工業部品に最適。成形には力が必要だが、寿命は長い。
- アルミニウム:軽量で絞りやすく、耐食性に優れている。自動車、航空宇宙、エレクトロニクス産業で一般的。
- 銅:導電性を必要とする部品に最適。やわらかく絞りやすい。電気部品や配管に使用される。
- 真鍮:強度と外観に優れた銅合金。装飾部品や精密部品に使用される。
素材選択に影響を与える要因
素材の選択にはいくつかの要因がある：
- 部品機能:強度、耐食性、導電性のどれが必要か？
- ドローの深さ:より深い部品には、より優れた伸縮性を持つ金属が必要である。
- 仕上げのニーズ:金属によっては、コーティングをよりよく受け入れるものや、そのままの方が見栄えが良いものもあります。
- コストと入手可能性:価格とサプライチェーンも大きな役割を果たす。
深絞り金属プレス加工の利点
ディープドロースタンピングは、強く、深く、再現性のある部品が必要な場合に明確な強みを発揮します。特に大量生産に有効です。
大量生産における高効率
深絞りプレスは、大量注文にも迅速に対応します。一旦金型がセットされれば、プレスは1時間に数千個の同じ部品を作ることができます。これは機械加工や 溶接 パーツを1つずつ。
材料と廃棄物のコスト削減
この工程では、ほぼすべての金属ブランクを使用する。ほとんど廃棄されることはない。廃棄物が少ないということは、材料費が安いということです。さらに、部品全体を一工程で作ることで、人件費も削減できます。
部品の高い強度重量比
深絞り加工された部品は、金属の結晶粒組織をそのまま維持する。このため、溶接部品や熱処理部品よりも強度が高い。 集合 ピース。車や航空機に最適な、軽くて丈夫なパーツが手に入る。
深絞りプレスの課題と限界
深絞りプレスには明確な利点がある一方で、技術的な課題もあります。それらを知ることで、生産中の問題を減らすことができます。
しわと引き裂きの問題
金属はしっかりと固定しないと端にしわが寄ることがある。圧力が強すぎると、薄い部分で裂けが生じます。適切なブランクホルダーの力と金型の設計が、これらの欠陥を防ぎます。潤滑は、金属がスムーズに流れるのを助けます。
金型費用とセットアップ時間
カスタム金型の製作には数千ドルかかる。単純な形状であれば1～2個の金型が必要だが、複雑な部品では5個以上の金型が必要になることもある。セットアップには、正確な位置合わせのために何時間もかかる。そのため、小ロットは高価になる。
材料のスプリングバックと公差管理
金属は成形後、わずかに元の形状に戻る。これは スプリングバック は最終寸法に影響する。エンジニアは、オーバーベンディングや複数の成形工程を使用することで補正します。厳しい公差（±0.005″）には、慎重な工程管理が必要です。
一般的な用途
深絞り金属プレスは多くの産業で使用されています。深さ、強度、滑らかな仕上げを必要とする部品に最適です。
自動車業界の使用例
自動車産業では、強度と軽量性が求められる部品に深絞り加工が用いられている。一般的な例としては以下のようなものがある：
- 燃料タンク
- オイルフィルターハウジング
- エアバッグ部品
- ブレーキシステム部品
これらの部品は、厳しい公差と一貫した形状を必要とします。深絞り加工は、このようなニーズに大量生産で応えるのに役立ちます。
家電製品
深絞り加工された部品は、日常的な製品に使われている。例えば
- 洗濯槽
- キッチンシンク用ボウル
- リモコンケーシング
- スピーカー・ハウジング
これらの部品は、滑らかな仕上げ、軽量、強固な構造という利点がある。深絞り加工により、短時間で手頃な価格で製造できます。
医療・食品グレード部品
深絞りプレスは、清潔で無菌の部品に有効です。一般的な例としては
- 手術器具用ハウジング
- 医療機器ケース
- 食品容器と トレイ
- 飲料缶
ステンレスやアルミニウムがよく使われる。これらは腐食に強く、洗浄も容易である。また、深絞り加工は溶接や継ぎ目を避けることができ、衛生面でも役立ちます。
製造可能な設計
優れた部品設計は、問題を回避し、コストを抑えるのに役立ちます。深絞り加工は、部品形状がプロセスに適合している場合に最も効果的です。
深絞り加工に最適な部品形状
シンプルで丸い形が最も描きやすい。円柱、円錐、ドームは描きやすく、強度が保たれます。均一な肉厚も重要です。部品全体の応力を均一に保つことができます。
鋭角なコーナーよりも、滑らかなカーブと緩やかなテーパーが効果的です。鋭角は破れやシワの原因になる。深さと直径の比率を実用的な範囲内に保つことも効果的です。非常に深い部品は、複数回の絞り加工が必要になる場合がある。
作図を複雑にするデザインの特徴を避ける
ドロー中にうまく機能しない機能もある。例えば
- 深いリブや鋭いコーナー
- 引き抜き部付近の小さな穴や溝
- フラットなフランジとシャープなトランジション
これらの形状は、応力の蓄積、破れ、歪みの原因となる。これらの特徴が必要な場合は、多くの場合、描画ステップの後に追加することができます。
ポストスタンプ機能
描画が難しいフィーチャーは、二次加工を使って後から追加することができる。
これらには次のようなものがある：
- ピアスホール
- スレッド
- フランジング
- エンボスまたは彫刻
メインドローの後にこれらを追加することで、成形中の部品の損傷を避けることができます。また、精度と再現性も向上します。
結論
ディープ・ドロー・メタル・スタンピングは、平らなシートメタルを深く空洞のある形状に成形する方法である。パンチとダイを使い、金属を外側ではなく内側に引き出します。このプロセスにより、丈夫で軽量な部品を大量かつ低廃棄量で生産することができる。自動車、エレクトロニクス、医療、消費者向け製品に広く使われている。
次のプロジェクトに深絞り加工の金属部品が必要ですか？ 図面やアイデアをお送りください-適切な素材と工程を選び、正しく仕上げるお手伝いをします。
ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
