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現代製造業における主要板金加工操作を徹底解説

板金加工操作とは

製造プロセスについて語るとき、板金プロセスの説明なしに議論を終えることはできません。「板金」は様々な厚さの金属板を指します。日常生活で私たちは頻繁に板金製品に遭遇します。車を見たとき、最初に目を引くボディが板金製品です。本を整理するために使用する金属デスクも板金製品です。他にもファイリングキャビネット、航空機ボディ、金属缶、金属ドア等がこのプロセスで作られています。

現代製造業における主要板金加工操作を徹底解説
図:板金製品の例

板金作業は鍛造や鋳造プロセスに比べて多くのメリットを与え、最も汎用性の高い作業となっています。これらの製品は軽量特性を備えながら良好な強度を持ち、形状の汎用性、低コスト、高速生産率等多くのメリットがあり、あらゆる製造産業に適しています。

主に板金プロセスは3種類に分けられます。第1が板金切断、第2が板金曲げまたは成形、最後が深絞りとして知られています。この記事では主に板金切断作業に焦点を当て、他の2つは今後の記事で議論します。当サイトを購読して記事を直接メールボックスで受け取ってください。

板金切断作業の種類

この記事では切断作業のみを議論します。切断は工作物を部品に分離する作業です。これらのプロセスでは、材料の極限限界以上の力を適用し、破壊を引き起こします。主にせん断力を伴うため、板金せん断プロセスと呼ばれることもあります。

板金せん断の概念を理解するために、以下の図を見てみましょう。板金作業で最も一般的な工具はパンチとダイです。パンチは板の上側、ダイは下側に位置します。パンチとダイの間に小さなクリアランスがあります。ダイ上に配置された板にパンチが下向きの打撃を加えると、せん断力によりクリアランスゾーンで板がせん断されます。せん断力、エッジ仕上げ、その他のパラメータは主にパンチとダイのクリアランスに依存します。

現代製造業における主要板金加工操作を徹底解説
図:板金せん断のメカニズム(画像出典)

板金切断作業の種類

板金切断作業は以下の種類にさらに分類されます。画像をよく見て理解することをお勧めします。

シアリング(せん断)

シアリングは、一本のラインに沿って切断することで大型シートを小型シートに変換するプロセスです。シートを複数パーツに切断するために使用されます。主に矩形パーツの切断に使用されますが、他の形状も切断可能です。切断によりシート面に垂直なエッジが形成されます。パンチとダイのクリアランスがせん断エッジの形状と品質を決定する主要な役割を果たします。

ブランキング(抜き/ブランキング)

ブランキングは、予め定められた形状のパンチでパンチングすることにより、大型シートから金属片を取り出す作業です。取り出された部分をブランクと呼び、これが有用部品で、残りのシートはスクラップになります。このプロセスはギア、宝飾品、複雑部品の切断に使用されます。

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図:ブランキング

パンチング(穴あけ/パンチング)

ブランキングと類似した作業ですが、有用部品がシートで、ブランクがスクラップになります。このプロセスはパンチングプレスで行われます。パンチに負の許容差を与え、シートに正の公差を与えます。

ファインブランキング(精密ブランキング)

非常に滑らかで直角なエッジを持つブランクを製造するプロセスです。このプロセスではシートを正確な位置で確実にロックします。クリアランスは0.5〜10mmのオーダーで、寸法公差はほとんどのケースで0.025〜0.05mmのオーダーです。

ピアッシング(穿孔/ピアッシング)

シートから円筒形の穴を切り出すパンチングプロセスです。

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図:ピアッシング

パーフォレーティング(多孔/パーフォレーティング)

シートに複数の穴を切ることをパーフォレーティングと呼びます。

スロッティング(スロット切り)

シートに矩形穴を切る作業です。

ノッチング(切り欠き/ノッチング)

エッジに様々な形状を取り除くプロセスです。エッジにノッチを作るためノッチングと呼ばれます。

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図:ノッチング

シェービング(シェービング/仕上げ切断)

パンチとダイシステムを使用して、エッジから最小層の金属を除去する仕上げ作業です。

パーティング(分割/パーティング)

シートから小さなブランクを取り除くことで、シートを2つ以上のピースに変換するせん断作業です。

ランシング(ランシング/切り起こし)

ブランク部分を除去せずにパンチを形成する作業です。金属除去は起こりません。ブランクが曲げられた状態で付いたままになります。

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図:ランシング(画像出典)

スリッティング(スリッティング/縦切り)

材料を除去せずに直線を切るプロセスです(図参照)。

トリミング(トリミング/切り取り)

トリミングの一般的意味は工作物から余分な材料を除去することです。このプロセスではパンチとダイを使用してエッジから金属を除去します。

以上が主要な板金作業についての解説です。不足があればコメント欄にご記入ください。この記事がお役に立てば幸いです。ぜひ友人と共有し、当サイトを購読してさらなる有益な記事をお楽しみください。

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