曲げ加工の第一人者スティーブ・ベンソンが読者からのメールに応え、裾上げや曲げ加工の計算に関する質問に答えます。ゲッティイメージズ
毎月たくさんのメールが届きますので、すべてに返信する時間があればいいのですが、残念ながら、1 日ですべてに対応するには時間が足りません。今月のコラムでは、常連の読者にとって役立つと思われるメールをいくつかまとめてみました。ここで、レイアウト関連の問題についてお話ししましょう。
Q: まず、素晴らしい記事を書いていただいていると申し上げたいと思います。大変参考になりました。CAD ソフトウェアの問題に悩まされており、解決策が見つからないようです。裾の空白部分の長さを作成しているのですが、ソフトウェアでは常に追加の曲げ代が必要なようです。ブレーキ オペレーターから裾の曲げ代を残さないように指示されたため、CAD ソフトウェアで許容される絶対最小値 (0.008 インチ) に設定しましたが、それでも在庫切れになりました。
たとえば、16 ゲージの 304 ステンレス鋼があり、外寸はそれぞれ 2 インチ、1.5 インチ、0.75 インチです。外側に折り曲げます。ブレーキ オペレーターが曲げ許容値を 0.117 インチと決定しました。寸法と折り曲げを追加し、曲げ許容値 (2 + 1.5 + 0.75 - 0.117) を差し引くと、ストックの長さは 4.132 インチになります。ただし、私の計算ではブランクの長さが短くなりました (4.018 インチ)。それでは、折り曲げ用のフラット ブランクをどのように計算すればよいのでしょうか。
A: まず、いくつかの用語を明確にしましょう。曲げ許容差 (BA) については触れられていますが、曲げ控除 (BD) については触れられていません。2.0 インチから 1.5 インチの曲げには BD が組み込まれていないことに気付きました。
BA と BD は異なり、互換性はありませんが、正しく使用すれば、どちらも同じ結果になります。BA は、中立軸で測定された半径の周りの距離です。次に、その数値を外側の寸法に追加すると、フラット ブランクの長さが算出されます。BD は、曲げごとに 1 つの曲げごとに、ワークピースの全体寸法から差し引かれます。
図 1 は、2 つの違いを示しています。正しいものを使用していることを確認してください。BA と BD の値は、曲げ角度と最終的な内側半径に応じて、曲げごとに異なる場合があることに注意してください。
問題を確認するために、0.060 インチ厚の 304 ステンレス鋼を 1 つの曲げと 2.0 および 1.5 インチの外寸、および 0.75 インチの縁取りで使用しています。繰り返しになりますが、曲げ角度と内側の曲げ半径に関する情報は含まれていませんでしたが、簡単にするために、0.472 インチのダイで 90 度の曲げ角度を作成したと仮定して空気を計算しました。これにより、20% ルールを使用して計算された 0.099 インチの浮動曲げ半径が得られます。(20% ルールの詳細については、thefabricator.com の検索ボックスにタイトルを入力して、「空気形成の内側の曲げ半径を正確に予測する方法」を確認してください。)
0.062 インチの場合、パンチ半径によって材料が 0.472 インチ以上曲げられます。ダイ開口部では、0.099 インチになります。曲げ半径内でのフローティングでは、BA は 0.141 インチ、外側のセットバックは 0.125 インチ、曲げ補正 (BD) は 0.107 インチになります。この BD は、1.5 ～ 2.0 インチの曲げに適用できます。(BA と BD の計算式については、以前のコラム「曲げ機能の適用の基礎」をご覧ください。)
次に、裾の控除額を計算する必要があります。完璧な条件下では、平らな裾または閉じた裾（厚さ 0.080 インチ未満の素材）の控除率は、素材の厚さの 43% です。この場合、値は 0.0258 インチになります。この情報を使用して、平面ブランクの計算を実行できるはずです。
0.017 インチです。あなたのフラット ブランクの値 4.132 インチと私の 4.1145 インチの差は、ヘミングがオペレーターに大きく依存しているという事実によって簡単に説明できます。どういう意味でしょうか。オペレーターが曲げ工程で平らな部分を強く叩くと、フランジが長くなります。オペレーターがフランジを十分に強く叩かなければ、フランジは最終的に短くなります。
Q: 当社には、20 ゲージのステンレスから 10 ゲージのプレコート材まで、さまざまな金属板を成形する曲げ加工アプリケーションがあります。当社には、自動ツール調整機能付きのプレス ブレーキがあり、底部には調整可能な V ダイ、上部には自動位置決めセグメント パンチがあります。残念ながら、誤って先端半径 0.063 インチのパンチを注文してしまいました。
最初の段階でフランジの長さを一定にすることに取り組んでいます。CADソフトウェアの計算が間違っているのではないかと指摘されましたが、ソフトウェア会社は問題を認識しており、問題ないと判断しました。これは曲げ加工機のソフトウェアの問題でしょうか？それとも考えすぎでしょうか？通常のBA調整で済むのでしょうか？それとも、0.032インチのストック半径を持つ新しいパンチを入手する必要があるのでしょうか？情報やアドバイスをいただければ幸いです。
A: まず、間違ったパンチ半径を購入したというあなたのコメントについてお答えします。お持ちの機械の種類から判断すると、エア成形をされていると想定しています。そこでいくつか質問させていただきます。まず、仕事を工場に送るとき、どの金型で部品の開口部のデザインを形成するかをオペレーターに伝えていますか? これは大きな違いを生みます。
部品をエアーフォーミングする場合、最終的な内側の半径は金型開口部のパーセンテージとして形成されます。これは 20% ルールです (詳細については最初の質問を参照してください)。金型開口部は曲げ半径に影響し、曲げ半径は BA と BD に影響します。そのため、計算に含まれる金型開口部の達成可能な半径がオペレーターがマシンで使用する半径と異なる場合は、問題が発生します。
マシンが計画とは異なるダイ幅を使用するとします。この場合、マシンは計画とは異なる内側曲げ半径を実現し、BA と BD を変更し、最終的に部品の成形寸法を変更します。
これで、間違ったパンチ半径についてのコメントが返ってきました。異なる、またはより小さな内側曲げ半径を取得しようとしているのでない限り、0.063 インチです。半径は問題なく機能するはずです。
得られた内側曲げ半径を測定し、計算された内側曲げ半径と一致することを確認します。パンチ半径は本当に間違っていますか？それはあなたが達成したいことによって異なります。パンチ半径は、フローティング内側曲げ半径と等しいかそれ以下である必要があります。パンチ半径が特定のダイ開口部の自然なフローティング曲げ半径よりも大きい場合、部品はパンチ半径を取ります。これにより、内側曲げ半径と、BA および BD について計算した値が再び変更されます。
一方、小さすぎるパンチ半径は使用しないでください。小さすぎると、曲げが鋭くなり、他の多くの問題が発生する可能性があります。(詳細については、「急な曲がりを避ける方法」を参照してください。)
これら 2 つの極端な例を除けば、パンチインエア形式は単なるプッシュ ユニットにすぎず、BD と BA には影響しません。また、曲げ半径はダイ開口部のパーセンテージとして表され、20% ルールを使用して計算されます。また、図 1 に示すように、BA と BD の用語と値を正しく適用するようにしてください。
質問: ヘミング プロセス中にオペレーターの安全を確保するために、カスタム ヘミング ツールの最大横方向力を計算しようとしています。これを見つけるのに役立つヒントはありますか?
回答: プレスブレーキで裾を平らにする場合、横方向の力や横方向の推力は測定や計算が難しく、ほとんどの場合不要です。実際の危険は、プレスブレーキに過負荷がかかり、機械のパンチとベッドが破損することです。ラムとベッドが転倒し、それぞれが永久に曲がってしまいます。
図 2. 平坦化ダイ セット上のスラスト プレートは、上部ツールと下部ツールが反対方向に動かないようにします。
通常、プレスブレーキは荷重がかかるとたわみ、荷重が除去されると元の平坦な位置に戻ります。しかし、ブレーキの荷重限界を超えると、機械部品が平坦な位置に戻らなくなるまで曲がってしまう可能性があります。これは、プレスブレーキに恒久的な損傷を与える可能性があります。したがって、トン数の計算では、ヘミング操作も考慮に入れるようにしてください。（詳細については、「プレスブレーキのトン数の4つの柱」をご覧ください。）
平坦化するフランジが十分に長い場合は、サイドスラストは最小限に抑えられます。ただし、サイドスラストが過剰であると思われる場合、モッドの動きとねじれを制限したい場合は、モッドにスラスト プレートを追加できます。スラスト プレートは、下部ツールに追加され、上部ツールを超えて延長された厚い鋼板です。スラスト プレートは、サイドスラストの影響を軽減し、上部ツールと下部ツールが互いに反対方向に動かないようにします (図 2 を参照)。
このコラムの冒頭で指摘したように、質問が多すぎて、すべてに答えるには時間が足りません。最近質問を送ってくださった方には、お待ちいただきありがとうございます。
いずれにせよ、質問はどんどん出てきて構いません。できるだけ早く返信します。それまでは、ここでの回答が、質問した人や同様の問題に直面している人たちの助けになれば幸いです。
8 月 8 日から 9 日までの 2 日間の集中ワークショップで、プレス ブレーキの使用に関する秘密を明らかにしましょう。講師の Steve Benson が、機械の背後にある理論と数学の基礎を教えてくれます。コース全体を通して、対話型の指導とサンプル作業問題を通じて、高品質の板金曲げ加工の原理を学習します。わかりやすい演習を通じて、正確な曲げ控除を計算し、作業に最適なツールを選択し、部品の歪みを防ぐための正しい V ダイ開口部を決定するために必要なスキルを習得します。詳細については、イベント ページにアクセスしてください。
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