板金ヘミングをマスターする:テクニック、応用、専門家のヒント

板金は自動車産業やエレクトロニクス産業で広く使用されています。ただし、その鋭いエッジは時間の経過とともに歪み、安全上のリスクを引き起こす可能性があります。これに対処するために、シート メタル ヘミングとして知られるプロセスでエッジが折り畳まれることがよくあります。

この記事では、ヘミングとは何か、その実行方法、ヘミングの種類、さまざまな業界における主な用途について説明します。

縫製された衣服には、反りや破れを防ぐために側面に折り目があります。同様に、薄い金属シートを折り曲げてバリを隠し、金属の強度と反りを改善します。

シート メタルのヘミングは、薄いシートを曲げて折り畳むシート メタル製造の一種です。曲げは、金属表面に完全に接触する閉じた形状にすることも、間にわずかな空洞を残して開いた形状にすることもできます。

ヘミング加工の主な目的は、構造的な強度と耐久性を高めることです。板金の開いた端が曲がっているため、端に亀裂が入ったり、反ったりするリスクが最小限に抑えられます。さらに、シートメタルを曲げることで美観が向上します。鋭くて磨きにくい生刃は、曲線に折り曲げると滑らかになり、磨きに最適です。

ヘミング加工は、ハイゲージ シート メタル (薄いシート <=0.125 インチ) のみに適しています。ロー ゲージ シート (厚いシート) は、曲げると破損する傾向があります。

シート メタルのヘミングは、業界で次のような複数のステップからなるプロセスです:

ステップ 1:素材の選択

すべての種類の板金がヘミングに適しているわけではないため、材料の選択は重要です。一般的なオプションは次のとおりです。

• ステンレススチール:  強度と耐久性で知られており、過酷な用途に適していますが、作業は困難です。
• 冷間圧延鋼 :保護コーティングを必要とせずに強度と柔軟性を提供します。
• アルミニウム:  軽量で耐食性があり、多くの用途に最適ですが、柔らかく、すぐに摩耗します。
• 銅と真鍮 :見た目の美しさを高める独自の色と仕上げを提供しますが、柔らかく、すべての用途に適しているわけではありません。

ステップ 2:設計と準備

さまざまな裾のタイプが用意されており、それぞれがさまざまな素材の厚さや特定の要件に適しています。たとえば、シンプルで見た目に美しいエッジには閉じたヘムで十分かもしれませんが、 アルミニウムの場合は、その構造上の特性によりティアドロップ型のヘムが必要になる場合があります。

ステップ 3:曲げ線をマークする

端を折り曲げる必要がある位置に線を付けます。通常、フランジの長さはシートの厚さの 4 倍にする必要があります。

ステップ 4:最初の曲げ

ヘム成形する前に、金属成形ツールまたはプレスブレーキを使用してシートをわずかに鋭角に曲げます。ロールヘム処理を使用する場合は、この手順をスキップしてください。

ステップ 5:裾を形成する

最初に曲げた後、プレスを使用して曲げを完全に平らにします。裾のタイプに応じて、必要に応じてシムを挿入します。

ステップ 6:仕上げと検査

丸みを帯びたエッジを研磨して滑らかにします。マイクロメーターまたはその他のゲージを使用して最終パーツに損傷や変形がないか検査し、裾の幅と厚さが適切であることを確認します。

フランジは常に 180 度であるわけではなく、板金自体に接触しています。さまざまな形状を持つことができます。これに基づいて、さまざまなタイプの金属裾が存在します。

フラットまたはクローズドヘム

最も一般的なクローズドヘムはクラッシュヘムとも呼ばれます。この場合、戻りフランジは板金に対して 180 度の角度にあり、間に隙間はありません。

平らなプロファイルは簡単に作成できます。最初に板金の端を 145 度折り、次にプレスで平らにします。一般的な用途は、滑らかで丸い縁取りが必要な家電製品の筐体や自動車部品です。

フラットな裾は、いくつかの金属の厚さと材料に対応します。このプロファイルは、0.40 ～ 0.125 インチの中間の厚さの材料に最適です。  0.125 インチ (3mm) を超えると、曲げるとシートが破損する可能性があります。アルミニウムもクローズドヘミングには適していません。

オープンヘム

開いた裾は閉じた裾とわずかに似ています。戻りフランジはシートメタルに対して 180 度ですが、間にエアギャップがあります。

作成するには、シートを約 145 度に曲げます。次にシムを置き、内側にシムを入れてプレスで平らにします。通常、ギャップは 0.06、0.09、0.125、0.250 インチです。

オープンヘムはハンドルや手持ち用途に最適で、0.125 インチ以内の素材に最適です。ただし、厚さが 0.125 インチ以内の素材に限定されます。  

ティアドロップヘム

ティアドロップヘムは、涙の形に似た閉じたプロファイルを持っています。戻りフランジは 180 度以上曲げられ、ループを形成します。このプロファイルを形成するには、まずシートを 90 度以上に曲げてから、金属製のヘミング ツールで丸めます。ここで、ループの直径は少なくともシート メタルの厚さと同じである必要があります。

ティアドロップヘムは、アルミニウムのようにフラットまたは閉じたヘミングを行うことができない、壊れやすく柔軟性に欠ける素材用です。変形に対する耐性が優れていると考えられています。ただし、カスタマイズされたセットアップと熟練労働者が必要なため、製造コストが若干高くなります。  

ロープヘム

ロープ ヘムの外観はティアドロップ ヘムに似ていますが、戻りフランジは一端が平らになっています。ロープの裾を作成するには、まず裾が開いた裾のように作成され、その後プレスされます。ティアドロップヘムと同様に、このタイプは延性の低い素材にのみ適しています。  

メタルヘミング操作を実行するには 2 つのルートがあります:

ダイヘミングプロセス

ダイヘミングプロセスは、未加工のシートメタルエッジを曲げる伝統的な方法です。この方法では、平坦化ダイとプレスを使用して、金属を全長に沿って所定の角度で成形します。

ダイヘミングは 2 つのステップで行われます。これらは、プレス ブレーキを使用してエッジを 145 度などの初期角度に曲げるプレヘミングから始まります。最後のヘミングでは、シートを完全に平らにし、同じシート メタル ヘム ツールの別の部分を使用してヘムの形状を完成させます。

このプロセスは主に、平らで単純なパネルを製造するために使用されますが、複雑な形状を処理する場合には柔軟性がありません。ダイヘミング装置への初期投資は高額ですが、サイクルタイムが短いため、大量生産に非常に適しています。

ロールヘム加工プロセス

ロールヘミングは、ローラーを備えたロボットまたは手動機械を利用してシートメタルのエッジを曲げる高度なプロセスです。ローラーはエッジに沿って移動し、複数のステップで目的の角度に系統的に曲げます。この工程では、デザインに合わせて曲げるためにシートの向きを変えることもあります。この柔軟性により、多様で複雑な部品形状に最適です。

ヘミングを使用すると、プログラミングを迅速に調整できるため、さまざまな生産タスク間での迅速な変更が可能になり、特に経済的です。少量のタスクと大量のタスクの両方を効果的に処理できます。

さらに、ロール ヘミングの工具コストはダイ ヘミングの工具コストよりも大幅に低くなりますが、ヘミング ローラーによる曲げの段階的な性質により、サイクル タイムはわずかに長くなります。

裾上げを成功させるためのヒント

シートメタルにヘミングを追加すると、美観と構造の両方に利点があります。ただし、プロセスが複雑であるため、細心の注意が必要です。そうしないと、利益ではなく害を及ぼす可能性があります。

適切な素材の選択

すべての材料が曲げに耐えられるほど延性があるわけではないため、材料の選択は非常に重要です。鋳鉄などの一部の素材は曲げると破損する可能性があります。アルミニウムなどの素材は、通常、フラットな裾にのみ適しています。 0.125 インチを超えるローゲージ (厚い) シート メタルも破損しやすくなります。

正確な準備と測定

折り曲げエッジは標準の長さと半径を持つ必要があります。そうしないと破損する可能性があります。フランジの標準的な長さは金属の厚さ (開いた裾の場合) の 4 倍である必要があり、直径 (閉じた裾の場合) は少なくとも材料の厚さと等しい必要があります。

適切なツールを使用する

ヘミングプロセスは、プレスブレーキまたはヘミングローラーのいずれかの曲げツールを使用して行う必要があります。単純なフラットヘミングや大量生産の場合は、プレスブレーキを使用します。ヘミング ローラー スーツは複雑な形状で曲がります。

徐々に曲げるテクニック

効果的な結果を得るには、2 段階の曲げ技術を採用します。まず、V 字型の金型で金属を鋭角に曲げます。その後プレスで平らにして完成です。この段階的なアプローチは、材料にかかる応力を管理し、損傷のリスクを軽減するのに役立ちます。

ヘミングは、複数の利点があるため、一般的な曲げ技術です。

• 構造的完全性の向上

ヘミング加工では、板金の端を折り曲げて補強し、重要な部分の材料の厚さを 2 倍にします。これにより、金属の強度と耐久性が向上するだけでなく、 応力や負荷による変形のリスクも軽減されます。

• 美的魅力の向上

板金の未加工エッジを研磨して仕上げるのは困難であり、場合によっては実行不可能な場合があります。これらの鋭いエッジは安全上のリスクももたらします。ヘミング加工により滑らかで丸みを帯びたエッジが生成され、磨きやすくなり、金属コンポーネントの全体的な美的魅力が高まります。

• 耐摩耗性と損傷に対する優れた耐性

エッジが薄い未加工のシートメタルは、反りや摩耗が発生しやすくなります。折りたたむと、繊細なエッジの厚さが 2 倍になり、物理的損傷に対する耐性が高まります。このプロセスによりエッジが効果的にシールされ、腐食や摩耗を引き起こす可能性のある環境要因への曝露が軽減されます。

このプロセスには複数の利点があるほかに、いくつかの欠点もあります。

• 特殊な機器とツールが必要

板金のヘミング加工は、通常の曲げ工具や機械工具では行うことができません。特殊なヘミングプレスまたはローラーのセットアップが必要です。この特殊な機器は標準ツールに比べて高価です。

• 時間のかかるプロセス

ヘム加工は、事前のヘム加工から最終の平坦化まで一連の工程があり、それぞれに時間がかかります。この複数のステップのプロセスにより、生産時間が長くなります。

• 複雑さとスキル要件

ヘミング加工では、最初のデザインや曲げの標準的なサイズ設定から金属の最終仕上げに至るまで、あらゆる段階で細部にまで注意を払う必要があります。この複雑さには、金属加工に関する特別なトレーニングと知識を持つ熟練したオペレーターが必要です。

ヘミング加工は、板金の端を強化したり、欠陥を隠したり、ファスナーを使わずに 2 枚の板を一緒に固定したりする必要がある領域に応用されます。いくつかのアプリケーションは次のとおりです:

業界 アプリケーション 自動車産業フード、トランクリッド、ドア、フェンダー家電製品の製造冷蔵庫、オーブン、洗濯機、乾燥機家具の製造机、棚、キャビネット建設および建築金属製のドア、窓、フレーム航空宇宙産業航空機のパネル、ドア電子機器の筐体電子機器用のハウジングおよび筐体

ヘミングは、シームとメタル ジョグという 2 つの類似した金属成形プロセスと混同されることがよくあります。ただし、この 2 つは異なります。

シートメタルのヘミングとシーム加工

ヘミングでは、シートメタルは、間にキャビティがあってもなくても、それ自体の上に折り畳まれます。裾のタイプに応じて、異なる断面を持つことができます。金属ヘミングの主な目的は、金属エッジを強化し、材料の構造的完全性を向上させることです。  

シートメタルの継ぎ目のデザインは、開いた裾と同様の形状、つまり同じ U 字型の断面です。ただし、その目的は、2 つの別個のシート メタルの端をシールして連結することです。

シート メタル ジョグとシート メタル ヘム

ヘミング加工では、シート メタルのエッジを折り曲げて、エッジを強化し滑らかにする単一の曲線を作成します。一方、ジョグ (またはジョグル) では、シート メタルに 2 つの反対側の曲げを近接して作成することが含まれ、その結果、パーツの組み立てが容易になる Z 字型のオフセットが得られます。

ヘムの目的はエッジの耐久性と外観であり、ジョグは金属コンポーネントの組み立てとフィット感を向上させます。

結論

板金は本質的に薄く、曲がりやすいです。専用工具を使用したヘミング加工により、端の厚みが2倍になり強度が高まります。また、この折り曲げにより欠陥が隠され、ヘミングエッジの研磨が容易になり、コンポーネント全体の美観が向上します。裾上げは主に構造の完全性と外観を向上させますが、開いた裾はジョイントとしても機能します。

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よくある質問

板金の裾の一般的な長さはどれくらいですか?

通常、ヘミング加工は厚さ 0.040 インチから 0.125 インチの金属板に対して行われます。  オープンヘムの場合、ヘムの戻り長さは通常、ヘムの厚さの 4 倍になります。一方、裾を閉じた状態では、金属の厚さは 6 倍になります。したがって、最大長は 0.75 インチです。

板金の裾の推奨長さはどれくらいですか?

オープンヘムを作成するには、シートメタルの厚さに応じて、ヘムの長さを 0.16 ～ 0.5 インチ以内にする必要があります。裾を閉じた状態では、長さは 0.24 ～ 0.75 インチ以内である必要があります。

裾上げの目的は何ですか?

ヘミング加工の目的は、シートメタルの反りや腐食を防ぎ、シートメタルの構造的完全性と耐久性を向上させることです。曲がったエッジは研磨しやすいため、コンポーネント全体の美しさが向上します。   

板金の裾を解放するとどのくらいの長さが得られますか?

シートの厚さや裾の種類によって異なります。たとえば、0.125 インチのシート メタルのフラット ヘムを解放すると、0.5 インチ (4 x 0.125) の長さが得られます。