板金曲げ加工パラメータの分析

エレベータ用板金部品の曲げ精度を向上させるため、一般的に使用される材料であるSPC、SPHC、SUS304、804-GGの曲げ半径（R角）を、板金工場でCNCプレスブレーキを使用して90°の角度で正確に測定した。曲げ半径の測定には光学測定器を使用し、曲げ係数はノギスを用いて算出した。

この試験結果は、適切な曲げ工具の選択、曲げ加工時のR角の精度向上、曲げ寸法の計算精度向上の参考となり、データの裏付けとなる。

テストの有意性

について 曲げ半径 (R内）と曲げ係数は、曲げ加工の品質に影響を与える重要な要素である。曲げ半径は、曲げ工具、材料の厚さ、および性能要因に関連し、曲げ係数は、材料の厚さ、曲げ半径、および 曲げ角度.曲げ係数は、ワークピースの展開寸法にも影響する。

現在の90°曲げ係数の計算式は、α = 1.36t + 0.43R（tは材料の板厚を表す）である。曲げ係数の計算でよくある誤差には次のようなものがあります：

• t値と実際の厚さの差。
• 実際の曲げ内径Rと図面に示された必要内径Rとの偏差（αを計算する際、内径Rは通常図面から取られる）。
• 曲げRを決定する際にRゲージ測定（Rゲージ値がR3未満は0.25、R3以上は0.5）を使用するため、精度が低くなる。
• 曲げRに対する材料と曲げ方法の影響は考慮されていない。

ワークを何度も曲げると、曲げ係数の誤差が蓄積し、完成品の寸法精度が悪くなる。

これらの問題を解決するために、この実験では、複数の曲げ材料の実際の厚さを測定し、光学測定器を利用してより正確に内外曲げ半径を求め、ワークの実際の曲げ係数を計算し、その結果を計算式と比較した。これにより、適切な曲げ金型の選択、曲げ成形Rの精度向上、寸法計算の精度向上が期待できる。

テストスキーム

試験材料

実験に使用した試験材料はSPCC、SPHC、 SUS304および804-GGを購入した。各素材の厚みスペックは表1にある。

表1 試験材料と厚さ（mm）

試験片

実験に使用したサンプルのサイズは100mm x 100mmで、以下の方法で製造した。 レーザー切断 とブランキングを行った。これにより、サンプルの寸法精度が0.1mmレベルであることが保証された。

試験装置

実験に使用された試験曲げ機は、エレベーター製造工場に設置されたCNCプレスブレーキである。 板金 ワークショップ実験に使用されたV溝はFASTI-50とベイラーの両方が採用され、図1に描かれているように、シミター上型が選択された。

図.1 V溝 曲げ金型

実験に使用した3点曲げ機は3P250である。実験用に選択したストレートナイフ上型には、図2に示すように、尖ったカッターR7と丸いカッターR9の両方が含まれていた。

図.2 3点曲げ金型

表2 プレスブレーキパンチ＆ダイ

試験方法

試験片の真の厚さはマイクロメーターを用いて測定し、各厚さについて4枚の平均値をとった。図3に示すように、試験片の一辺の長さが50mmになるように、さまざまな曲げ金型を用いて、曲げ角度（90±1）°で曲げた。

図3 テスト 曲げダイアグラム

各厚み指定は、期間中5回繰り返された。 曲げ加工.曲げ加工終了後、曲げ角度の輪郭を光学測定器でスキャンし、図4に示すように、外側の曲げ角度（R outside）と内側の曲げ角度（R inside）を算出した。

図4 光学測定器と曲げR角測定

曲げ係数を計算するために、ノギスを使用して両側の長さを測定した。各厚み指定を5回繰り返し、平均値をとった。

テスト結果と分析

添付の表は試験結果をまとめたものです。表に表示されているデータには、試験材の実際の厚さ、90°曲げの内半径と外半径、曲げ係数、曲げの薄さなどが含まれています。

実際の材料の厚さ

表3は、マイクロメーターで測定した試験片の実際の厚さと公称厚さを比較したものである。

表3 試験材の実際の厚さ（mm）

表から、SPCCの実際の厚さと公称厚さの差は0.03mm以内であることがわかる。非塗装SUS304材の実際の厚さは、公称厚さより約0.07mm薄いことがわかった。4.5mmの熱延板SPHCの実際の厚さは4.2mmと測定された。

曲げ内角R_インナー

Rの比較_インナー 異なる曲げ条件下では、R_インナー は材料、板厚、曲げ方法、曲げ工具に影響される。

これら4つの要因のうち、他の3つの要因が同じ状況である：

• R_インナー(SUS304) > R_インナー (SPCC）である。

V溝の幅Bv = 12 mm、R_インナー 厚さ1.2mmのSPCCでは1.85mm、SUS304では2.09mmである。

• 曲げ金型が同じ場合、同じ材料では板厚R_インナー影響は少ない。

例えば、Bv 3点曲げではR=12mm。_インナー 1.0～2.0mm厚のSUS304では2.33～2.51mmで、その差は大きくない。

• R_インナー(スリーポイント） > R_インナー (V溝）。

同じスロット幅の曲げ比べ 下型 (Bv=7mm、12mm、16mm）では、曲げR_インナー の方がV溝よりわずかに大きい。

• スロット幅Bvが大きいほど、R_インナーそして、対応するR_インナー

図5は、下型スロット幅Bvが24mm、32mm、40mmの場合の3点曲げR角度の比較であり、Rが約4.0mm、4.7mm、5.9mmに相当する。_インナーそれぞれ

図5 スロット幅の異なる4.5mmSPHC曲げの内半径の比較（3点鋭角パンチ）

したがって、曲げダイスのスロット幅Bvまた、材料、曲げ方法（V溝と3点曲げ）も、曲げR_インナーこれは注意しなければならない。

減速比と外曲げ角度 R_アウター

テストでは、R_アウター とR_インナー は、曲げ角度付近の平均厚さ、すなわちt'＝R_アウター - R_インナー.

従って、減速比はη＝（t-t'）/tとなる。

別表のデータから、このテストケースではすべてのケースで厚みの減少が起きていることがわかる。

減面率のほとんどは6%～15%の範囲内にあり、減面率に及ぼす材料の厚さ、曲げモード、スロット幅の影響はより複雑で、その法則を特定することは困難である。

しかし、SPHCの減肉率は4%～6%程度と低いことがわかる。

テストのR_インナー は光学測定器を使ってスキャニング計算を行う。 丸み 値を計算することができる。

(1)Bv=7～16mmの場合、真円度値R_インナー とR_アウター は非常に小さく、そのほとんどが0.05mm以下であることから、曲げられた内側と外側のコーナーの輪郭は、丸みの度合いと高度に一致していることがわかる。

(2) Bv＝24mm、32mm、40mm（いずれも3点式）の場合、真円度R_インナー とR_アウター はわずかに増加し、0.1mmを超える。これは、下側の曲げダイスの溝幅Bvが24mmまで増加した後、曲げの内側と外側の輪郭の弧の度合いが減少することを意味する。

曲げ係数α

予定表には、曲げ係数試験の実測値と計算値も記載されている（現在、曲げ係数の計算に使用されている方法、計算式：α = 1.36t + 0.43R_インナー).

比較のため、その差は大きくない（計算では、厚さtとR_インナー はいずれも実際の試験値によって計算に持ち込まれる）、これは現在の曲げ係数の式α＝1.36t＋0.43R_インナー は普遍的なものであり、曲げ係数は材料の実際の厚さtと実際の曲げR_インナー.

R_インナー は材料、板厚、曲げ方法、曲げ工具の影響を受け、実際のR_インナー が最もシンプルで効果的な方法だ。

について 新素材 を実際に測定する必要がある。_インナー 曲げ工具の

結論

以上の分析から、いくつかの結論を得ることができる：

(1) 試験結果は、曲げR_インナー, R_アウター SPCC、SPHC、SUS304、804-GGの数種類の一般的な板厚の曲げ係数と 板金工場 Beyeler、FASTI-50、3P250のようなCNCプレスブレーキ機；

(2) R_インナー は曲げ金型だけでなく、素材にも関係している；

このテストでは、R_インナー 同じ曲げパラメータでは、SUS304の方がSPCCよりわずかに大きい；

(3) 他の曲げパラメータが同じ場合、R_インナー 三点曲げの場合、V溝曲げよりも曲げ加工中心が若干大きくなるため、曲げ係数の選定には曲げ加工中心を考慮する必要がある；

(4) 曲げ係数の計算式 α=1.36t+0.43R_インナーは普遍的なものだ。

作業場でよく使用される曲げ材料の実厚みと、それに対応する曲げ金型成形Rを蓄積する。_インナー は、より正確な曲げ係数を計算することができる。