板圧延の手順：ステップ・バイ・ステップ操作ガイド

準備

オペレーター

ロールベンディングマシン（プレートロールまたは圧延機とも呼ばれる）で圧延作業を行うには、オペレーターがマシンの構造と操作に精通していることが不可欠です。

圧延工程では通常、2人のオペレータが必要である。1人はマシンを制御して工程全体を監督し、もう1人は材料のハンドリングとガイダンスを補助する。両オペレータは、ワークピースに対して正確で効率的な圧延工程を達成するために、協調して作業しなければなりません。

機材チェック

を使用する前に 圧延機そのためには、徹底的な検査が不可欠である：

1. マシンを始動し、油圧系統の圧力が通常の作動範囲内であることを確認する。
2. サイドサポート（「ひっくり返ったサイド」や「ドロップエンド」と呼ばれることもある）がスムーズに開閉できるかチェックする。
3. すべてのローラー、特にボトムローラーが自由に正しく回転することを確認する。これにより、駆動システムが正常に機能していることが確認される。

プレート・ロールの試運転

1. 上下のローラーが互いに平行になるように、目視検査を行い、必要な調整を行います。これは、ワークピースの長さに沿って均一な曲げを実現するために重要です。
2. 材料の厚さと希望する曲げ半径に応じて、ローラー間の中心距離を調整します。機械の仕様書や圧延チャートを参照し、適切な設定を行ってください。

素材に関する考察

鋼板を圧延する際には、そのパラメータが機械の能力内に収まっていることを確認してください：

• 材料の降伏強度
• 最小許容圧延直径
• プレートの幅と厚さ
• 機械容量（力とトルク）

鋼板の表面品質は以下の基準を満たさなければならない：

• 刃先に目立つ欠陥のない滑らかな表面
• 圧延品質に影響するようなスケールや深い傷のない、平らできれいな状態。

材料の準備

圧延の前に、以下の材料準備ステップを考慮してください：

1. 中炭素鋼（45#鋼やAISI 1045など）の場合、成形性を改善し、曲げ加工中の割れのリスクを減らすために、板全体の焼鈍が必要な場合がある。
2. 低炭素鋼は一般的に延性が高く成形が容易なため、圧延前の熱処理は必要ない。

特定の鋼種の適切な準備については、必ず材料仕様書とエンジニアリング・ガイドラインを参照してください。

ロールベンディングマシンのプリベンディング工程

アライメント

1. プレートの位置決め:板をロール曲げ機の上に置く。
2. ビジュアル・アライメント:上ローラーのエッジを目視でプレートの刃先と平行に合わせる。
3. エラー・マージン:アライメント誤差が±0.5mmの範囲内であることを確認してください。

ローリングサーキュラー

1. 初期圧力印加:
   • 上ローラーの外輪に15mmの圧力をかけ続ける。
   • ジョグコントロールを使用してボトムローラーの回転を制御する。
   • 板の円弧長が600～800mmに達したら、ボトムローラーの回転を止める。
2. その後の圧力印加:
   • 上ローラーに10mmの圧力をかける。
   • ボトムローラーを回転させ、プレートの端がボトムローラーに接するようになったら止める。
3. 希望するアーク長の繰り返し:
   • 上ローラーを押し、下ローラーを回転させる作業を繰り返す。
   • 曲げ前のシートの円弧の長さがサンプルの円弧の長さと一致するまで続ける。

スムーズな移行

• スムーズな移行:あらかじめカーブさせた円弧が、スムーズにストレートエッジに移行するようにする。
• デッドベンドを避ける:デッドベンド現象を避け、その後の加工で真円度を修正するのが困難にならないようにする。

もう一方の端のプリベンディング

• リピート・プロセス:プレートのもう一方の端にも、同じ予備曲げの方法を適用する。

円形圧延

曲げ前圧延手順

初期設定

1. 初期圧力をかける:
   • 下部ローラーの連続回転を開始する前に、上部ローラーに15mmの連続圧力を加える。この圧力は、プレートの接触面を基準にしてください。
   • ジョグ機能を使ってボトムローラーをわずかに回転させ、すべてのローラーが正しく機能していることを確認する。
2. 安全上のご注意:
   • 事故防止のため、この手順の間、ギアを使用してボトムローラーを連続的に始動させないでください。
   • オペレータは、圧延機を始動させるときに用心しなければならない。補助オペレータは、特に主オペレータが死角になるような場所では、タイムリーで正確な命令を出さなければなりません。

輪を転がす

3. 上ローラーを押す:
   • 円を描くには、上ローラーを繰り返し押す。
   • プレート両端間の距離が800mmに達したら、両端が近づくまで上ローラーの押圧力を3～5mm刻みで弱める。
4. モニタリング・プレート・オフセット:
   • 圧延中に板がオフセットしていないか観察する。目視でオフセットが10mmを超える場合は、圧延を中止して誤差を修正してください。

プレートオフセットの補正

5. 是正措置:
   • 上ローラーを30mm持ち上げる。
   • スチールシリンダーの素材が完全に緩むまで、プレートを逆方向に動かす。
   • 下のローラーを押して上のローラーを元の位置に押し戻し、円を巻き続ける。

エッジ・アライメントとスポット溶接

6. シリンダーのエッジを揃える:
   • 一般に、圧延後のシリンダーのエッジは完全には揃わない。
7. アライメント・ソリューション:
   • 上ローラーを5mm持ち上げる。
   • ボトムローラーに接触するオフセット位置の下に3mmのスチールマットを敷く。
   • ジョグコントロールを使って、パッドをプレートとボトムローラーの間の位置に移動させる。
   • 上ローラーを3～5mm押し、プレートをアライメント方向に移動させる。
   • 測定用サンプルまたは定規を使用して、円形表面を正確に揃えるためにボトムローラーをジョグ制御する。
8. スポット溶接:
   • アライメントが正しいことを確認した後、対応する位置でスポット溶接を行う。
   • スポット溶接に欠陥がなく、強度があり、効果的であることを確認する。

予備曲げなしの円形圧延

予備曲げなしの円形圧延工程は、予備曲げありの圧延工程と基本的に類似しているが、いくつかの重要な違いがあり、高品質の結果を確保するためには慎重に管理する必要がある。

主な検討事項

1. プリベンディングの欠如:
   • この工程では、最初の予備曲げ工程を経ずに板を直接圧延します。このため、最終製品に不要な変形や不一致が生じないよう、正確な制御が必要となります。
2. デッドベンドを避ける:
   • 圧延工程全体を通して、板が意図せず過度に曲がるデッドベンディングが発生しないようにすることが極めて重要です。これは、圧延作業中に一貫した圧力とアライメントを維持することで達成できます。
3. スポット溶接前のエッジ・アライメント:
   • スポット溶接の前に、板材の2つの直線端が完全に直線か、わずかに内側にずれている（10mm以内のずれで凹んでいる）ことを確認することが重要である。この位置合わせは、板の両端を合わせて完全な円を形成する際に重要である。適切なエッジ・アライメントは、継ぎ目のない強固な溶接継手の実現に役立ちます。

プロセスステップ

1. 初期設定:
   • 圧延機上で板を正しく位置決めし、欠陥の原因となる初期ズレを避けるため、板が正しくアライメントされていることを確認する。
2. ローリング操作:
   • 圧延を開始し、プレート全体に均一な圧力を加える。工程を注意深く監視し、板がデッドベンドを起こすことなく均一に曲がっていることを確認する。
3. エッジ検査:
   • 圧延作業後、板のエッジを検査する。エッジがまっすぐか、わずかに内側に凹んでいることを確認する（≤10mm）。この工程は、端部の接合時に適切なはめ合いを実現するために非常に重要である。
4. スポット溶接の準備:
   • プレートの両端を慎重に合わせる。強固で均一な溶接を促進するため、端は継ぎ目なく合わさるようにする。この段階でずれが生じると、溶接部に弱点が生じ、最終製品に構造上の問題が生じる可能性がある。
5. スポット溶接:
   • 板の両端を接合するために、スポット溶接を行 う。溶接が一貫して強固なものであることを確認し、 その後の溶接や仕上げ工程に強固な基礎を提供する。

さまざまな鋼種の溶接ガイドライン

軟鋼（例：Q235A）

Q235Aなどの軟鋼を溶接する場合は、CO2ガスシールド溶接機の使用を推奨する。このタイプの溶接機は、安定したアークと良好な溶け込みを提供し、軟鋼に最適である。主な手順と注意点は以下の通り：

1. 溶接部の準備:
   • 溶接部に溝があり、清浄であることを確認する。溶接部に欠陥が生じないよう、錆、油、 塗料などの汚染物はすべて取り除くこと。
   • 開先部は、溶接金属の適切な溶け込みと融 着を可能にする適切な大きさにする必要がある。
2. 溶接継手の仕様:
   • 溶接接合面の厚さは3mm未満にする。これは、強固で均一な溶接を実現するのに役立つ。
   • 溶接継手の残留高さは均一でなければならない。高さが3mmを超える場合は、基準を満たすまでサンディングや研磨によって高さを下げる必要がある。
   • 溶接部は均一で、亀裂、空隙、アンダーカットな どの表面欠陥がないことが必要である。

中炭素鋼（例：45#）

45#のような中炭素鋼の場合、溶接の完全性と 性能を確保するために、追加の手順が必要である：

1. 溶接後の処理:
   • 溶接後は、材料を丸めて焼鈍する。焼鈍は内部応力を緩和し、溶接継手の靭性と延性を向上させるのに役立つ。
   • 焼きなまし工程では、溶接部を特定の温度まで加熱し、その温度で一定時間保持した後、ゆっくりと冷却する。
2. 溶接手順:
   • 中炭素鋼の圧延および溶接手順は、低炭素鋼と同様 である。しかし、炭素含有量が高いため、中 炭素鋼は割れが発生しやすく、溶接パラメー ターを注意深く管理する必要がある。

特殊素材

特殊な材料を扱う場合、その材料の特性に合わ せた特定の溶接工程に従うことが極めて重要であ る。特殊な材料には、高強度鋼、ステンレス鋼、非鉄金属などがあり、それぞれに独自の溶接技術や配慮が必要となる：

1. 材料別手順:
   • 材料の溶接ガイドラインを参照し、適切な溶接方法、 溶加材、溶接前後の処理を決定する。
   • 特殊な材料は、熱歪みや残留応力などの問題を防ぐために、加熱と冷却の速度を制御する必要があります。
2. 品質管理:
   • 溶接部が必要な基準を満たしていることを確 認するため、徹底的な検査を行う。内部欠陥の検出には、超音波検査やX線検査 などの非破壊検査が必要な場合もある。

ロール曲げ機の真円度補正

初期設定

1. シリンダーの位置決め：
   • 完成した溶接シリンダーを板曲げロールの上に置く。
   • シリンダーの中心が板ロールの中心線と平行であることを確認する。
   • 均等な油圧分布を確保するため、シリンダを圧延機の中央に配置します。

予備曲げと初期圧延

2. 平らな部品の圧延：
   • 真円度補正を行う前に、平らな部分を前後に別々に転がす。
   • プレス距離は、目視検査法で真円度がサンプルと一致するまで、毎回3～5mmとする。
3. 溶接継手を転がす：
   • シリンダー溶接継ぎ手を底部に配置する。
   • 上部ローラーを下方に調整し、シリンダーに接触させる。
   • 上ローラーをゆっくりと下ろし、最初の下圧で前後に転がす。
   • それ以降のロールでは、シリンダーは1ロールあたり10mmを超えないようにする。
   (1サイクルの圧延におけるシリンダーのプレス距離＝直径×板厚÷10000）。

最大圧力とローリング

4. 最高圧力の調整：
   • 円補正のための上ローラーの最大下降距離（シリンダーの最大圧力＝直径*板厚÷3000を参照）は必要に応じて調整できるが、基準値の20%を超えてはならない。
5. 均等な応力分布：
   • ロワーディスタンスが最適な状態になったら、応力分布が均等になるようにさらに5周転がす。
   • 水平直径より低い位置で内円の真円度を測る。

最終調整と測定

6. 最終ローリングと測定：
   • 応力を均等に分散させるため、5周ほど転がしたら所定の位置に下げる。
   • レベルを下げてシリンダー直径の円を測定する（時計回りに7～8、または時針の場合は4～5）。
7. 上部ローラーを持ち上げる：
   • 測定後、シリンダーの真円度が一定であれば、上ローラーをゆっくりと上げ、1回転あたり5mm以内、一般的には2～3mmずつ距離を長くする。
   • 3～4回転すると、上ローラーはシリンダーに接触しなくなるはずです。
8. 真円度の検証：
   • 巻き尺で真円度を測る。一般的に、真円度の偏差は10mm以下が許容範囲である。
   • 図面仕様を満たすために、手動による円補正が必要になる場合があります。

人工的な丸み補正

1. 火炎加熱方式：
   • 通常、真円度補正には火炎加熱法が用いられる。
   • 見本や巻尺を使って、最大・最小サイズと弧の位置に印をつける。印が正確で視認できることを確認する。
2. 矯正のための暖房：
   • 円弧とサイズの位置を炎で加熱する。
   • 厚い板の場合は、大きな電気炎を使って加熱する。
   • 低炭素鋼Q235の場合、600～700℃程度に加熱し、点状または線状に加熱して鋼板の板厚方向に温度差をつける。これにより局部的な変形を誘発し、目的の真円度矯正を行う。
3. 加熱後の測定：
   • 冷却後、サンプルと巻尺を使って加熱位置を測定する。
   • 測定値が指定された許容範囲内にない場合は、図面要件に合わせるために人工円補正法を採用する。