プレス製品設計のポイント｜穴・曲げ・公差の注意点

製品の形状は、取り付ける相手の部品、使用中に受ける荷重、必要な外観を考えて検討します。例えば取付穴なら、固定する位置と穴の大きさを相手部品に合わせます。曲げた面が他の部品に接する場合は、その面の位置と角度も機能に関わります。

材質と板厚によって、曲げられる半径や、穴の周囲に必要な材料の幅が変わります。材料を変更するときは、曲げ半径や穴の配置をそのまま使えるか、変更後の材料に合わせて確かめます。

曲げる部分の近くに穴があると、曲げ加工で穴が変形することがあります。必要な距離は材質・板厚・穴の形状などで変わるため、穴の位置と曲げる範囲を図面やモデルで確認します。穴を離せない場合は、曲げ部に切り欠きやスリットを設ける方法も検討できます。

複数の曲げをまたぐ穴間寸法では、曲げ位置のばらつきが寸法に影響します。精度を確保する方法には、曲げた後に穴を加工する方法もあります。ただし、加工する順序を変えると金型の構造も変わるため、穴の配置と加工手順を一緒に検討します。

箱形の部品などでは、先に曲げた部分が次の曲げ加工の金型に当たることがあります。曲げの順序と金型の形状を確認し、最後の曲げまで加工できるかを確かめます。

曲げ部の内側半径を小さくしすぎると、外側に割れが生じることがあります。割れずに曲げられる限界の内側半径を「最小曲げ半径」と呼び、材質、材料の状態、板厚などによって変わります。圧延方向の影響が大きい材料では、曲げる方向にも注意が必要です。

スプリングバックは、曲げる力を除いたときに、曲げた角度が戻る現象です。設計した角度に仕上がるよう、材料と加工方法に応じて曲げ量を調整します。曲げ部の設計では、割れを防ぐ半径と、加工後に必要な角度の両方を確認します。

寸法公差は、許容する寸法の最大値と最小値の差です。取付穴の位置や相手部品と接する面など、組立や機能に必要な寸法には、必要な精度に応じた公差を個別に指定します。それ以外の寸法に普通公差を使う場合は、適用する規格と等級を図面に示します。

曲げた面にある穴の位置は、曲げ位置と曲げ角度のばらつきの影響を受けます。図面では、基準にする面や穴から測定箇所までの位置関係を示し、どの寸法で組立の可否を判断するかを明確にします。曲げをまたぐ複数の寸法に厳しい公差を付ける場合は、それぞれのばらつきを含めて、必要な位置精度を満たせるか検討します。

手や配線が触れる端部は、バリによる傷にも注意が必要です。バリを除去する箇所など、寸法だけでは伝わらない仕上げの要求も図面に記載します。

例えば、取付面を固定し、曲げた面の穴で相手部品を取り付ける部品を仮定します。取付面を基準に、穴の中心位置と曲げた面の角度、組立に必要な公差を図面に示します。曲げ加工後の部品で穴の形状と位置を測定し、相手部品を組み付けられるか確かめます。穴に変形がある場合は、曲げ部からの距離、逃げ形状、曲げ後に穴を加工する方法を検討し、必要な機能と加工手順を確認します。