金属部品が曲げ加工後にうまくはまらない場合、その問題はしばしばセットバックを指摘する。この小さな測定が、結果全体を狂わせることがあります。セットバックが曲げ長さにどのように影響するかを知らないと、最終的な部品が短すぎたり長すぎたりすることがあります。このような問題を避けるためには、セットバックとは何か、そしてそれを正しく計算する方法を把握することが重要です。
セットバックはシンプルに聞こえるが、舞台裏では多くのことをコントロールしている。セットバックがどのように使われ、どうすれば正しく計算できるのか、詳しく見ていきましょう。
シートメタル・セットバックとは？
板金のセットバックとは、曲げの頂点からフランジの始点までの距離のこと。曲げ半径の一部と材料の厚さが含まれます。この測定は、曲げに使用される材料の量を定義するのに役立ちます。
セットバックがないと、平らなレイアウトは最終的な曲げ部分と一致しません。たとえば、セットバックを省くと、曲げによってフランジが内側に入りすぎたり、外側に出すぎたりする可能性があります。その結果、サイズや形状、穴の位置に誤差が生じます。
セットバックの値は、材料の厚さ、曲げ半径の内側、曲げ角度によって変わります。
シートメタル・セットバックのキーコンセプト
セットバックは他の曲げ要素と連動します。正しく適用するには、曲げ半径、Kファクター、材料の種類がどのように影響するかを知る必要があります。
曲げ半径とセットバックとの関係
について 曲げ半径 は曲げの内側カーブ。曲げ加工中に金属がどれだけ伸びるかに直接影響します。
曲げ半径が大きくなると、円弧の中でより多くの材料が使われる。つまり、セットバックも大きくなります。半径が小さいほど曲げがきつくなるため、セットバックは短くなります。
Kファクターとニュートラル軸を理解する
について Kファクター とは、素材のどこに中立軸があるかを示す比率である。
中立軸とは、曲げ加工中に伸びたり縮んだりしない厚みの部分です。通常、内面から厚みの30%から50%の間のどこかです。
Kファクターは曲げ代とセットバックの計算方法に影響する。Kファクターが低いと圧縮が大きくなります。Kファクターが高ければ伸びる。つまり、Kファクターが変われば、曲げに使用する金属の量も変わります。
材料の種類はセットバック値にどのように影響するか？
素材によって曲げたときの挙動は異なります。アルミニウムのような柔らかい金属は、ステンレスのような硬い金属よりも伸びる。
これは曲げ半径とKファクターに影響する。したがって、厚みと角度が同じであっても、材料の種類によってセットバックが変わります。
例えば、アルミニウムの曲げ加工では、割れを避けるために大きな内半径が必要になることがある。そのため、セットバックが大きくなります。一方、軟鋼はよりきつい曲げに耐えることができるため、セットバックはより小さくなります。
セットバックとその他の曲げ用語
セットバックは、他のベンディング用語と混同されがちである。それぞれがフラットパターンのレイアウトにおいて異なる役割を持っている。これらを比較することは有益である。
セットバックとベンドの許容範囲
セットバックは、ベンドの頂点からフランジの始点までの直線距離を測定する。ベンドラインを正しく配置するために使用される。
曲げ代 はベンド自体の弧の長さです。ベンドを成形する際に消費する材料の量を示します。
セットバックは、曲げの開始位置を決めるのに役立ちます。曲げ代は、曲げの内側に必要な材料の量を決定するのに役立ちます。平らな長さを計算する際には、この両方を一緒に使用します。
このように考えることができる：
- 挫折は、どこから曲げ始めるべきかを教えてくれる
- 曲げ代は、曲げが占める長さを示します。
セットバック対ベンド控除
曲げ減点は、フラット・パターンがフランジの長さの合計よりどれだけ短くあるべきかを計算するのに使われる。
セットバックは、ベンド控除を計算するための一部です。曲げ控除の計算式にはセットバックが含まれることが多い：
ベンド控除＝2×セットバック-ベンド許容範囲
つまり、セットバックがジオメトリーを測定するのに対し、曲げ減点は3D曲げを2Dパターンに平らにするための最終調整です。曲げ加工後の正確なフランジサイズを得るのに役立ちます。
板金セットバックの計算
正確なフラット・パターンを作るには、セットバックを正しく計算する必要があります。それは、内寸法と外寸法のどちらを使うか、そしてKファクターが方程式にどのように当てはまるかを知ることから始まります。
アウトサイド・セットバックの計算
アウトサイド・セットバックは、両方のフランジをフランジの外縁まで測定する場合に使用します。これは内側の曲げ半径と材料の厚さを含みます。
計算式はこうだ：
アウトサイドセットバック（OSSB）＝（T＋R）×tan（A÷2）
どこでだ：
- Tは材料の厚さ
- Rは曲げ半径
- Aは曲げ角度
この方法は、完成部品の外形寸法から作業する場合に有効である。
インサイド・セットバックの計算
インサイド・セットバックは、フランジ寸法がベンドの内側から測定される場合に使用される。この方法では、曲げ半径を差し引きます。
計算式はこうなる：
インサイド・セットバック = R × tan(A÷2)
これはよりシンプルだが、内寸でデザインする場合にのみ機能する。
CADソフトを使用している場合、通常はどちらかがデフォルトになっています。どちらを使うかを知っていれば、混乱を避けることができます。
計算におけるKファクターの使い方？
Kファクターはセットバックの計算式には直接含まれない。しかし、フラットパターンを計算する際にセットバックと連動する曲げ代には影響します。
Kファクターがわかれば、曲げ代を計算できる：
曲げ許容範囲＝A×（π÷180）×（R＋K×T）
そして、その曲げ代を曲げ控除式に使用する：
ベンド控除＝2×セットバック-ベンド許容範囲
このプロセスは、完成したフランジのサイズから逆算して、平らなレイアウトを作るのに役立ちます。
一般的なセットバックの計算例
例1：
素材厚：1.5mm
内側半径: 2 mm
曲げ角度：90
セットバック＝（1.5＋2）×tan（90÷2）
セットバック = 3.5 × tan(45)
セットバック ≈ 3.5 mm
例2：
素材の厚さ：2 mm
内側半径: 2 mm
曲げ角度：60
セットバック = (2 + 2) × tan(30)
セットバック ≒ 4 × 0.577
セットバック ≈ 2.31 mm
これらの例は、角度や厚みを少し変えるだけで、セットバックがどのように変わるかを示しています。新しい部品ができるたびに、必ず数値を確認してください。
板金セットバック計算機
シートメタル・セットバックに影響する要因
セットバックにはいくつかの変数が影響します。そのどれかが変わると、計算した平らな長さがずれてしまう可能性があります。これらの要素を常にチェックすることで、パーツの精度を確保することができます。
曲げ角度
曲げ角度はセットバックに直接影響します。角度が大きくなると、材料はより伸びる。そのため、セットバックが大きくなります。同じ材料と半径を使用した場合、90°曲げの方が135°曲げよりもセットバックが小さくなります。
角度が変わるごとに、計算式のタンジェントの値が変わる。そのため、セットバックの違いが顕著になる。
曲げ半径
曲げ半径もセットバックを変える。半径を大きくすると、弧の長さが長くなります。これにより、材料がより伸びる。その結果、フランジがより外側に押し出され、セットバックが大きくなります。
曲げ半径が小さいほど、必要な材料が少なくて済むため、セットバックはより小さくなる。しかし、曲げをきつくすると、特に硬い材料では、ひび割れのリスクもある。
金型の選択は曲げ半径を制御します。つまり、パンチとダイの選択は、最終的なセットバック値に影響します。
素材の厚さ
厚い材料は、曲げるためにより多くのスペースを必要とする。この余分な嵩は、アークに入る金属が増えることを意味する。セットバックは材料の厚さとともに増加する。厚さを1 mmから2 mmに変更した場合、セットバックは正確に2倍にはなりませんが、大幅に増加します。
曲げる前に必ず材料の厚さを確認してください。ここでのわずかな変更が、レイアウトに大きな問題を引き起こすことがあります。
スプリングバックと補正
跳ね返ります これは、金属が曲げ加工後に平らな形状に戻ろうとするときに起こる。これが最終的な曲げ角度をずらし、実際のセットバックに影響する。ステンレス鋼のように、スプリングバックが他の材料よりも大きい材料もあります。目標の角度に達するには、わずかにオーバーベンドする必要があるかもしれません。
この補正により、計算式の有効ベンド角が変わります。つまり、セットバックの計算には、設計角度ではなく、補正後の角度を反映させなければなりません。
ベンド手当とベンド控除
セットバックは曲げ代や曲げ減点と密接に関係しています。曲げ代が小さすぎるとフランジの長さが短くなります。曲げ代が大きすぎると、フランジの長さが長くなります。どちらの場合も、曲げ開始位置がずれるため、必要なセットバックが変わります。
既知の曲げ代表を使って値をチェックすることができます。また、部品をテストして、最も効果的なものを測定することもできます。セットバック、曲げ代、曲げ減算の3つの値をすべて揃えることで、最も正確なフラットパターンが得られます。
挫折に関するよくある間違い
セットバックの計算ミスは、部品の適合不良、手直し、材料の無駄につながります。このようなミスを避けることで、時間を節約し、部品の精度を向上させることができます。
材料のスプリングバックの無視
アルミニウムやステンレスのような素材は、他の素材よりもスプリングバックする傾向があります。設計角度を使用してセットバックを計算しても、金属がスプリングバックする場合は、曲げがずれてしまいます。その結果、フランジが短すぎたり長すぎたりします。
計算で曲げ角度を調整するか、プレスブレーキのセットアップにオーバーベンドをプログラムすることによって、常にスプリングバックを考慮してください。
誤った曲げ角度の想定
加工業者の中には、すべてのベンドが正確に90°であると思い込んでいる人もいますが、そうではないことがよくあります。92°や88°の曲げは、部品のずれを引き起こすのに十分なセットバックを変えます。
図面上だけでなく、実際に成形する予定の角度を必ず測定してください。そうすることで、計算式の入力が正しくなり、最終的な部品が平面パターンと一致するようになります。
工具のばらつきの見落とし
工具は曲げ半径に影響する。ポンチやダイが異なると内半径が変わり、セットバックも変わります。開口部の大きいダイを使用すると、曲げ半径が大きくなります。また、セットバックも大きくなります。計算を更新しないと、部品が長くなりすぎます。
曲げ加工を行う前に、必ず工具のセットアップを確認してください。わずかな半径の変更でも、曲げに使用される材料の量が変わります。
結論
板金のセットバックは、曲げ加工において重要な値です。セットバックは、曲げ前の平らな長さを計算するのに役立ちます。セットバックは、曲げ角度、材料の厚さ、曲げ半径、スプリングバックによって異なります。適切なセットバックを使用することで、正確な曲げを保証し、エラーを減らします。また、より良いプランニング、より少ない調整、よりクリーンな生産結果をサポートします。
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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。
