穴フランジ加工における変形の計算方法を疑問に思ったことはありませんか?フランジング係数を理解することは、金属加工の精度にとって非常に重要です。この記事では、材料特性から穴加工方法まで、係数に影響を与える主な要因について掘り下げています。さらに読み進めることで、正確なフランジング結果を得るために必要なエッセンスを把握することができ、プロジェクトの構造的完全性を維持し、高い基準を満たすことができます。今すぐ実践的な洞察を発見し、金属加工のスキルを向上させましょう。
フランジングやフランジ加工における変形の度合いは、一般的にフランジング係数で表され、以下の式で算出される:
式の中で:
Kの値が大きいほど変形は小さくなり、逆にKの値が小さいほど変形は大きくなる。
フランジング係数に影響を与える主な要因は以下の通り:
1.材料の特性。塑性が良いほどK値は小さくなる。
2.プレパンチ穴の相対直径t/D0t/Dが小さいほど0 値が大きいほど、K値は大きくなる。
3.穴加工の方法。ドリル穴は、ティア面がないため、フランジ加工時にクラックが入りにくい。パンチング穴は、ティア面があるためクラックが入りやすく、K値を大きくする必要がある。穴あけ加工後に焼鈍を施すか、仕上げ加工を施せば、ドリル加工に近いフランジング率を得ることができる。
さらに、図5-4に示すように、バリがフランジの内側に位置するように、フランジ加工方向に対して打ち抜き方向を逆にすると、割れを減らすことができる。
4.ピアシングに球状、放物面状、円錐状のポンチを使用する場合、穴の縁は滑らかで徐々にフレア状になり、Kファクターが減少し、変形度が大きくなる。低炭素鋼の限界ピアス係数を表5-1に、各種材料のピアス係数を表5-2に示す。
5-1 低炭素鋼の極限貫通係数。
パイロットパンチプロファイル | 穴加工方法 | 材料の相対厚さ、d0/t | ||||||||||
100 | 50 | 35 | 20 | 15 | 10 | 8 | 6. 5 | 5 | 3 | 1 | ||
球形パンチ | 穴あけ後のバリ取り。 | 0.70 | 0.60 | 0.52 | 0.45 | 0.40 | 0.36 | 0.33 | 0.31 | 0.30 | 0.25 | 0.20 |
パンチングダイで穴を開ける。 | 0.75 | 0.65 | 0.57 | 0.52 | 0.48 | 0.45 | 0.44 | 0.43 | 0.42 | 0.42 | - | |
円筒ポンチ | 穴あけ後のバリ取り。 | 0.80 | 0.70 | 0.60 | 0.50 | 0.45 | 0.42 | 0.40 | 0.37 | 0.35 | 0.3 | 0.25 |
パンチングダイで穴を開ける。 | 0.85 | 0.75 | 0.65 | 0.60 | 0.55 | 0.52 | 0.50 | 0.50 | 0.48 | 0.47 | - |
5-2 各種材料のフランジ比
アニール処理された原料 | 穴フランジ比 | ||
K0 | クミン | ||
亜鉛メッキ鋼板(白鉄) | 0. 70 | 0. 65 | |
ソフト・スチール | t = 0.25 ~ 2.0mm | 0. 72 | 0. 68 |
t =3.0 ~ 6.0mm | 0.78 | 0.75 | |
黄銅H62、厚さ0.5~6.0mm | 0. 68 | 0. 62 | |
アルミニウム、厚さ0.5~5.0mm | 0.7 | 0. 64 | |
硬質アルミニウム合金 | 0. 89 | 0. 80 | |
チタン合金 | TA1(コールド状態) | 0. 64 ~ 0. 68 | 0. 55 |
TA1(300~400℃に加熱) | 0. 40 ~ 0. 50 | – | |
TA5(コールドステート) | 0. 85 ~ 0. 90 | 0.75 | |
TA5(500~600℃に加熱) | 0. 70 ~ 0. 65 | 0.55 | |
ステンレス鋼、高温合金 | 0. 69 ~ 0. 65 | 0. 61 ~ 0. 57 |