製造公差に耐えるシートメタルアセンブリの設計
シートメタルアセンブリは、大規模生産の定番です。実質的な構造を構築するコスト効率の良い方法を提供するからです。成熟したプレス、シャーリング、曲げ設備により、高価なカスタムプラスチック金型の必要性が排除されます。
受注が10,000個未満の場合、ほとんどの設計者は依然としてプレスまたはCNC切断シートに半自動曲げを続けます。フルスケールダイの工具コストが償却されないためです。
しかし、これらの機械が実行する単一ステップ曲げは、RIM、構造フォーム、プログレッシブダイフォーミングのようなワンショットプロセスとは著しく異なる公差スタックアップを生み出します。追加の曲げや成形フィーチャーは累積公差に加算され、これを無視する設計者は、湾曲したり適切に合わさらない部品を生産するリスクがあります。
実践では、単一セットアップで切り出される平面セクションで最高精度が得られます。したがって、単一平面上に配置できるキー・トゥ・キーまたはアライメントフィーチャーは、複数の曲げに依存するものより本質的により精密です。
ドライブラックを例に取ります。垂直仕切りを、後でそれらをロックする同じボルトを使って配置すると、ボルト穴間に少なくとも2つの曲げが導入され、緩い公差と傾いた仕切りをもたらします。より良いアプローチは、仕切りにタブを機械加工し、トップとボトムプレートのスロットに嵌め込むことです。タブとスロットが平らなシートから形成されるため、よりタイトなフィットを提供します。仕切りは、フランジの避けられない曲げ公差を吸収するオーバーサイズ穴を持つフランジで固定できます。
水平部材からのタブ使用は、追加の曲げ間公差を導入し、スロット間公差より大きくなります。タブショルダーをフランジの上に配置することで、より正確な平面フィーチャーがアライメントを支配します。
同じ原則は、2つの平面シートを合わせる場合にも適用されます。位置決め用パンチ穴を使用し、Clecoクリップまたはリベットを用いることで、部品が曲げでフレックスすることを許容しながら信頼できるアライメントが得られます。
機械設計者はタブベースアプローチの欠点に気づくかもしれません：組み立てシーケンスでは、サイドプレートを追加する前にすべての仕切りを上下プレートに取り付ける必要があり、単一の仕切りを取り外すにはユニット全体を分解する必要があります。これを解決するには、ハーフシアーまたはスリットを使用します。シートがまだ平らなうちにトップとボトムプレートに突起を作ることで、公差を犠牲にすることなくアライメントをロックインできます。
これらの公差考慮はシートメタル同士の合わせを超えて拡張されます。金属を溶接構造物、プラスチック、構造フォームスキンに取り付ける場合、高精度アライメントを単一平面内に保ち、曲げとフランジを強度に頼るのが最善です。オーバーサイズ穴またはスロットがアセンブリの過拘束を防ぎます。
低〜中ボリュームシートメタル製造の現実を念頭に置くことで、設計者は公差範囲全体で確実にフィットする部品を作成できます。ベンダーと緊密に協力することで、製造制約を早期に発見し、高コストな工具変更前に設計を適応させることができます。
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