タイトな曲げ、きれいなエッジ、一貫した精度が要求される部品設計では、シートメタルの曲げ加工は難しいものです。技術不足は、しばしば亀裂、スプリングバック、または目に見えるツーリングマークにつながります。しかし、正しい方法、工具の選択、工程の知識があれば、スクラップを減らし、コストを節約し、より良い曲げ結果を得ることができます。一から明確に分解してみましょう。
板金の曲げ加工には、プレスブレーキ成形、V字曲げ、エアー曲げなど、いくつかの方法がある。それぞれの方法は、異なる材料や厚さに適しています。パンチやダイのような工具は、金属を正確な角度や形に成形するのに役立ちます。適切なセットアップとハンドリングにより、曲げ加工はきれいで正確で、損傷のないものになります。
良いベンドは、スマートなデザインの選択とシンプルなプランニングから始まる。どのような道具と手順が最大の違いを生むのかを見てみよう。
シートメタル・ベンディングとは？
板金曲げは、平らな金属を圧力で角度や曲線に成形するプロセスです。ブラケット、筐体、フレーム、その他多くの構造部品を作るのに役立ちます。最も一般的な曲げ加工方法はプレスブレーキ成形である。その他、手曲げ、ロール曲げ、回転絞り曲げなどがある。
このプロセスは、材料を除去することなく部品を形成する。力を加えることで金属の形状を変える。曲げ角度と半径は、パンチとダイ、材料の種類、パンチがシートを押す深さによって決まります。
エンジニアやバイヤーは、曲げ加工が公差、寸法、材料強度にどのような影響を与えるかを知っておく必要があります。以下では、生産現場で使用される曲げ加工の主な種類について説明します。
曲げの方法とテクニック
シートメタルの曲げ加工には、希望する形状、材質、要求される精度のレベルに応じて、さまざまな方法があります。それぞれの技法は、明確なセットアップを採用し、特定の方法で圧力をかけます。以下は、ワークショップや工場で使用される主な曲げ方法です。
エアベンディング
エア曲げは、パンチを使って金属をV字型のダイの中に部分的に押し込む。パンチはダイの底には触れない。これにより、ポンチとダイの両側という3つの接触点を使って曲げが作られます。
曲げ角度に柔軟性があり、さまざまな素材や厚さに対応できる。力が少なくて済むので、工具の寿命が延びます。しかし、スプリングバックは一般的で、曲げ角度の制御が難しくなります。
底打ち
ボトム曲げとも呼ばれるボトム加工は、金属をダイの底にしっかりと押し込む。パンチとダイの形状は、希望の曲げ角度に密接に一致します。これにより、スプリングバックが減少し、より正確な結果が得られます。
エアベンディングよりも力が必要だが、精度は高い。しかし、工具の消耗が早い。ボトム加工は、高い精度と再現性が必要な場合に適しています。
コイニング
コイニングは底打ちよりもさらに強い圧力を加える。ポンチは金属を深く押し込み、強い力で成形する。これにより金属がわずかに薄くなり、角度が固定される。
跳ね返ります はほぼゼロであり、曲げ角度は非常に正確である。この方法は、小さくて細かい部品に適している。欠点は、エネルギー消費量の増加と工具の摩耗の促進である。
ロール曲げ
ロール曲げ は、ローラーを使って金属を大きな半径に曲げる。金属は、前進するにつれて徐々に曲げられる一連のローラーを通過する。
この方法は、パイプやタンクなど、円筒形や曲線の部品を作るのに理想的です。長尺のシートに適しており、滑らかで一貫性のある曲げを作ることができる。鋭角には使えません。
ワイプ曲げ
ワイプ・ベンディングは、プレッシャー・パッドとワイプ・パンチを使って、シートの端をダイの周りに曲げる。片方の端が折り曲げられる間、シートは平らなままである。
フランジやわずかなエッジの曲げに有効。ただし、この加工は跡がつくことがあり、特定の角度に限られる。反りを避けるためには、工具のセットアップを正確に行う必要がある。
回転曲げ
回転曲げ加工は、回転する金型を使って曲げ加工を行います。ダイスは金属と一緒に転がりながら曲げ加工を行うため、表面へのダメージが少なくなります。
塗装面やコーティング面など、きれいな仕上げが必要な部品に最適です。また、摩擦を低減し、ひび割れすることなく鋭い曲げを可能にします。
板金の曲げ方：ステップ・バイ・ステップの曲げ加工
曲げ加工に必要なのは、適切な機械だけではありません。慎重なセットアップ、確実な取り扱い、正確なチェックが必要なのだ。ここでは、典型的な店舗環境での作業方法を紹介する。
ステップ1：マシンのセットアップ
材料の厚みと曲げ角度に基づいて、適切なパンチとダイを選択することから始めましょう。金型に摩耗や損傷の兆候がないか点検します。プレスブレーキまたはベンディングマシンに取り付けます。
必要に応じて、ストロークの深さ、バックゲージの位置、曲げ角度など、機械の設定を調整する。機械が汚れていないこと、すべてのボルトがしっかりと締まっていることを確認する。
ステップ2：シートの固定
シートメタルをバックゲージに平らに当て、均等に支える。表面を清潔に保ち、油やゴミがないようにする。必要に応じてクランプやガイドを使用し、ずれないようにしてください。
ステップ3：ベンドを行う
最初の曲げのために、マシンをゆっくりと作動させる。パンチが下降するときのシートの反応を見る。エア曲げやコイニングの場合は、正しい角度になるように力を調整する。
手動のプレス機を使用する場合は、圧力をスムーズに一貫して加える。金属を急激に曲げないでください。早く曲げすぎると、材料にひびが入ったり、ゆがんだりすることがあります。
ステップ4：正確さのチェック
曲げ加工後、部品を取り外し、分度器または角度ゲージで角度を測定する。曲げ半径と全体の形状を確認する。図面やCADモデルと比較する。
角度がずれている場合は、深さや工具を調整し、もう一度試してください。完璧な結果を得るには、何度かテストピースを作る必要があるかもしれません。設定が正しければ、残りのロットについてもこの作業を繰り返す。
使用工具と機材
適切なツールは、曲げ加工をより簡単に、より速く、より安定したものにします。各機械は、部品のサイズ、量、曲げタイプによって強みがあります。ここでは、シートメタル・ベンディングで使用される主なツールの概要をご紹介します。
手動曲げ工具
ハンドシーマー、バーフォルダー、ベンチブレーキなどの手動工具は、小さな作業や薄い素材に使用される。これらの工具はシンプルで、電気や空気圧を必要としない。
修理や迅速な試作、少量生産には便利だ。しかし、より多くの技術と時間を必要とする。精度はオペレーターのテクニックに左右される。
プレスブレーキ
プレスブレーキは、板金を曲げるための最も一般的な機械である。パンチとダイを使って力を加え、曲げ加工を行います。プレスブレーキには、油圧式、機械式、電気式があります。
CNCプレスブレーキは、さまざまな素材や厚みに対応します。CNCプレスブレーキは、正確な制御と再現性のある結果を可能にします。これらの機械は、中量から大量生産に理想的です。
折り機
折り曲げ機は、シートをクランプし、回転ビームを使用して端部を上向きまたは下向きに折り曲げます。大きなパネルや薄いシートを最小限の操作で折り曲げるのに理想的です。
この方法は、きれいなエッジを作り、表面の跡を減らすのに役立つ。ダクトやパネル製作によく使われる。
ロールベンダー
ロールベンダー、またはプレートロールは、大きな板を曲線に曲げるために設計されています。一連のローラーを使用して、金属が通過する際に徐々に圧力をかけます。
これらの機械は、チューブ、コーン、カーブしたプロファイルの製造に最適です。鋭利な曲げやきつい曲げには使用しません。
Vブロックと金型
Vブロックとダイは、プレスブレーキ金型の重要な部品です。パンチはシートをダイに押し込み、金属を必要な角度に成形します。
曲げ角度や部品のデザインによって、さまざまな形状のダイが使用されます。適切なポンチとダイを選択することは、安定した結果を出し、欠陥を防ぐために非常に重要です。
ベンドを成功させるための設計原則
良い曲げ加工は、良い設計から始まります。曲げ加工中の金属の挙動を考慮して部品が設計されていなければ、ひび割れ、ミスアライメント、材料の無駄といった問題に直面することになります。これらの基本は、部品の品質を向上させ、試行錯誤を減らすのに役立ちます。
最小曲げ半径
最小曲げ半径 は、材料にひびが入らずに使用できる最小半径である。材料の種類と厚さによって異なります。
アルミニウムのような柔らかい素材の場合、最小半径は厚みに近い。ステンレス鋼のような硬い材質の場合は、半径を大きくする必要があります。曲げ半径を設定する前に、必ず材料のガイドラインを確認してください。
ベンド手当とベンド控除
金属を曲げると、外側の層は伸び、内側の層は圧縮される。これにより、部品の最終的な長さが変わります。
曲げ代 は、このストレッチを考慮するために加える金額です。曲げ減点は、平らな長さを得るために差し引く量である。どちらも、曲げる前に正確なフラット・パターンを作るときに使用する。
Kファクターとその重要性
について Kファクター 曲げ代の計算に役立ちます。中立軸（伸び縮みしない部分）と材料の厚みの比率です。
一般的なKファクターは0.3～0.5程度ですが、材料や曲げ方法によって異なります。CADやCAMシステムで正しい平面パターンを作成するためには不可欠です。
ひび割れと反りを防ぐ
ひび割れを防ぐには、曲げ半径を十分大きくし、木目に沿って曲げないこと。適切な工具を選び、滑らかで均等な圧力をかける。
反りを避けるため、曲げ加工中は薄い板を支えてください。抵抗や変形を減らすために、鋭くきれいな工具を使用する。適切なセットアップと適切な設計の選択により、最も一般的な曲げの問題を防ぐことができます。
曲げ公差と精度
公差は、最終部品が意図した形状にどれだけ近いかを定義します。曲げ加工では、公差が厳しいほど手戻りが少なくなり、組み立て時のフィット感が向上します。正しい数値を出すためには、工程のあらゆる部分を管理する必要があります。
曲げ加工の標準公差
ほとんどの工場では、±1度の標準曲げ角度公差を使用している。直線寸法の場合、公差は通常±0.5mmまたは±0.020インチです。これらの数値は、材料や部品のサイズによって異なる場合があります。
CNCプレスブレーキ、精密ツーリング、一貫したセットアップにより、より厳しい公差が可能になります。混乱を避けるため、設計では常に必要な公差を定義してください。
精度に影響を与える要因
曲げ精度に影響を与えるものはいくつかあります。材料特性、機械設定、工具の摩耗、部品の取り扱いなどです。
材料の硬さと結晶粒の方向がスプリングバックに影響する。工具のアライメントと機械の較正も役割を果たします。オペレーターの技量も、各パーツの仕上がりの安定性に影響します。
スプリングバックを最小限に抑えるには？
スプリングバックは、金属が曲げ加工後に元の形状に戻ろうとするときに起こる。これを抑えるには、エア曲げの代わりに底付けやコイニングを使用する。
適切な曲げ半径とパンチ角度を選ぶ。柔らかい素材はスプリングバックが少ない。ステンレス鋼のような難易度の高い素材では、それを補うためにオーバーベンドが必要になります。
サンプルベンドでテストし、その結果に基づいて角度を調整することで、本生産前に精度を微調整することができます。
結論
シートメタルの曲げ加工は、単に金属をプレスして形を作るだけではありません。正しい方法、適切な工具、そして材料の挙動についての明確な理解が必要です。曲げ半径、木目の方向、スプリングバック、工具のセットアップなどの要素は、すべて結果に影響します。綿密な計画と適切な手順を踏めば、どんなプロジェクトでも正確できれいな、再現性のある曲げ加工を行うことができます。
カスタム曲げ加工された金属部品でお困りですか？ お問い合わせ 図面や仕様書と一緒にお送りください。私たちのチームは、迅速な見積もりと専門的なサポートでお手伝いいたします。
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。
1件のフィードバック