プレス加工の工程設計｜抜き・曲げ・絞りの順番を決める考え方

プレス加工は、金属板などの被加工材に金型で力を加え、せん断・曲げ・絞りなどを行う加工方法です。工程設計では、完成品に必要な形状と寸法を得るために、加工の順番と各工程で決める形状・寸法を設定します。

製品図面から寸法の基準、変形を許容できない部分、外観面、バリ方向、後処理、検査方法を確認します。各寸法と形状がどの工程で決まり、その後の曲げや絞りで変化するかを整理します。

穴位置を平板の状態で決めるか、曲げ後の立ち上がり面を基準に決めるかによって、加工順が変わります。図面の寸法値と、組立・測定で基準にする面や穴を確認します。

抜き・曲げ・絞りの工程順は、完成品の基準面と重要寸法から検討します。各工程で変形する部分を完成形からさかのぼって確認し、順送金型では加工中の変形と金型の干渉も確認します。

穴を抜く時期は曲げ後に必要な位置精度から決める

平板の状態で穴を抜くと、被加工材の送りと穴の位置決めを同じ金型内で行いやすくなります。ただし、穴が曲げ部に近い場合や、曲げを挟んだ二つの穴に位置精度が必要な場合は、曲げによって穴の形状や位置が変わることがあります。この場合は、曲げ後に穴を抜く方法や、別工程で穴を加工する方法を検討してください。

立ち上がり面に穴がある製品の工程案を比べる

曲げた立ち上がり面に穴がある製品では、図面で穴位置の基準となる面と、必要な位置精度を確認します。穴を平板の状態で抜いてから曲げる案では、曲げ後の穴位置と穴形状を試作で測定します。

曲げ後に穴を加工する案では、工具を入れる方向、加工中の保持方法、金型や製品との干渉を確認します。完成品の基準から穴位置を測定できるかも確かめます。

各案の穴位置・穴形状の測定結果を図面要求と照合し、位置決めと搬送を含む加工手順を比較してください。図面要求を満たせる工程案について、使用する設備と必要な生産速度を確認します。

絞り工程は割れ・しわと板厚減少を確認して分ける

深い絞り形状を一度に成形すると、割れ、しわ、局所的な板厚減少が生じる場合があります。これらの不良が生じる場合は、絞り工程を分け、各工程後の形状、板厚、割れ・しわ、しわ押さえ力、潤滑、被加工材の流れを確認します。フランジのトリミングや穴加工を絞り後に行う方法も検討します。

順送加工では製品を切り離す工程までキャリアで保持する

順送加工では、キャリアやつなぎ部で加工途中の材料を保持し、次の工程へ送ります。順送加工で製品を途中で完全に切り離すと、その後の工程へ送るための保持部分がなくなります。製品を切り離す工程まで安定して保持できるキャリアの幅と強度を確保し、スクラップの排出と製品の取り出しが干渉しない配置にします。

工程案を作成したら、各工程を想定どおりに加工できるか試作で確認します。完成品と各工程後の加工途中品を測定し、重要寸法が最初に公差を外れた工程、割れ・しわ、外観、搬送状態を確認します。工程を変更した場合は、後続工程の位置決め、加工荷重、被加工材の保持、測定基準への影響も確認します。

単発加工、順送加工、トランスファー加工のどれを選ぶかも、試作結果と生産条件から決めます。生産数量、工程数、コイル材・板材など被加工材の供給方法、キャリアとして残す幅、金型構造、プレス機と搬送装置の連動方法、設計変更時に修正する金型の範囲を確認してください。