たわみ・変形
成形品の残留応力
プラスチック射出成形品は、溶融樹脂を高圧で金型内に充填し、冷却固化させて成形品を取り出しますが、これらの一連のプロセスによって成形品には残留応力が発生します。 通常の射出成形では溶けた樹脂を金型のキャビティ内へ充填させる際には20～50MP...
最適キャビティ取数判断のアルゴリズム
プラスチック射出成形金型の取数の意志決定は、成形品の製造コストや金型投資コストを左右する大変重要な判断です。 一般に、取数が多くなれば成形加工コストは低減します。一方、取数が増大しますと金型の設計製作の難易度が上がります。金型の設計製作の難...
ブランク抜きのさん幅（用語とその周辺 その14）
ブランク抜きのさん幅は【図1】に示すように、送りさんと縁さんがあります。ブランク抜きの一般的なさん幅の最小値を【表1】に示します。送りさんに対して縁さん幅が広いのは、材料幅ガイドとの関係です。材料幅に対して滑らかな材料移動ができるように材料...
絞り加工のノックアウト（用語とその周辺 その12）
絞り加工では【図1】に示すように、ノックアウトによってダイの中に入り込んだ製品を押し出します。そのときに製品の材質が軟質で板厚が薄く、更に底部の肩半径（パンチ肩半径）が大きい形状のとき、【図2】のような形状のノックアウトで排出すると製品の底...
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変形させない位置決め法（ワークホールド技術-5）
部品を位置決めするとは、部品にある程度の力を加えて動かないようにすることです。この場合、力の大きさや部品の支え方の適不適により部品が変形を生じる場合があります。ここでは、変形させない位置決め法について解説します。 （1）変形が問題になる作業...
長繊維強化プラスチック
プラスチックの強度を改善するためにガラス繊維を添加したプラスチックが使用されていますが、通常のガラス繊維の長さは0.3～0.6ミリ程度に止まっています。しかし最近では、ガラス繊維長さを6～15ミリと極めて長くして添加する長繊維強化プラスチッ...
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フープ材の座屈（材料送り異常の検出 その9）
順送加工で材料が座屈する加工異常が時折見られます。大きな金型破損につながる怖い現象です。 座屈の発生原因としては（【図1】参照）、 （1） 材料の幅に対して板厚が薄い。材料が軟らかい。 （2） 送り装置と金型間の距離が広い。 （3） 金型内...
可動ピン式ミスフィード検出の設計（材料送り異常の検出 その2）
順送加工で、材料の送り異常は加工ミスをまねき金型の破損原因となります。その材料の送り状態を確認して異常があればプレス機械の運転を停止させて、トラブルを最小限に押さえ込むことを目的に使用されるものがミスフィード検出です。 【図1】は可動ピン式...
薄い材料の絞り加工でしわが発生する（プレス加工と金型のQ&A Q12）
Q 薄い材料の絞り加工でしわが発生するが？ A 絞り加工では製品形状から展開計算をして、ブランク（D）を決め、絞り率から絞り回数を決めていきますが、絞り加工の難易はこの段階では分かりません。加工の難易はブランク（D）と材料板厚（t）との関係...
曲げにともう変形対策（プレス金型の設計 曲げを含む順送り金型の設計 その6）
順送り加工の曲げは押さえ曲げとなる加工が多いですが、【図1】に示すように、ウエブ部分が引かれて変形することがあります。 押さえ曲げでは、ウエブ面積に対応して材料押さえ力を決め、スプリングの強さを決めますが、製品形状そのものに問題があり、ウエ...
多数穴のある穴抜き型の設計（穴抜き型の設計 その11）
【図1】に示すような穴数の多い製品では、1回で加工すると金型破損等の問題が発生する場合があります。このようなときに、穴加工を分けて加工しますが、その際の注意事項を説明します。 穴加工を分けるときには、 共通するものをまとめる（形状、精度等）...
プラスチック射出成形のCAE解析
最近流行している新商品には、たくさんのプラスチック射出成形品が使用されていますが、そのいずれもが過去に生産された樹脂部品とは一味違っていて、特殊な形状や新しい樹脂を使用しており、過去の金型生産技術経験や射出成形加工経験では、対応が困難な事例...
曲げ後の変形防止対策（曲げ加工の工夫 その8）
L曲げなどの押さえ曲げの加工では、曲げ後にダイから製品が離れるときに変形が起こることがあります。【図1】で説明します。 加工される材料は、ストリッパで押さえられて加工されます。このときに、加工された製品がダイに食いついてしまう対策として、ノ...
曲げ後の戻り行程で変形を起こす（曲げ加工の問題点と対策 その10）
浅いZ曲げや切り曲げ等では、加工時に材料を押さえ、曲げ加工を行う方法があります。このときに、加工してダイに付いた製品はノックアウトで外し、ダイより取り出します。 【図1】（a）はこの曲げ構造を示しています。（b）は曲げが完了した下死点の状態...
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左右のバランスの違う曲げの変形（曲げ加工の問題点と対策 その9）
U曲げ加工では、左右のフランジの大きさは同じと想定しています。そのフランジの大きさが違ってくると、【図1】のようなイメージです。 U曲げ加工はうまくいかなくなり、大きい方のフランジは角度が開き、小さい方のフランジは逆に閉じる方向に変形します...
L曲げの逃げ対策（曲げ加工の問題点と対策 その6）
【図1】に例として示すような形状の加工では、L曲げ加工を行うとウエッブは加工方向に引かれて、図のように変形します。常識的にはウエッブの材料押さえを強くしますが、それだけでは対応が難しい場合があります。そのようなときの対応を以下に示します。 ...
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U曲げのストリッピング変形（曲げ加工の問題点と対策 その2）
U曲げ加工は、製品がパンチを両側から挟み込むように曲げられます。通常はスプリングバックがありますから、製品は比較的簡単にパンチから外れます。そのためパンチから製品外しの機能を持たない金型も多くあります。 ところが、【図1】に示すような曲げ半...
細い抜き部の曲がり・ねじれ（抜き加工の問題点と対策 その3）
材料の板厚に近い幅を残す加工では、左右を同時に抜くことが金型強度の関係から難しいので、左右を交互に抜き加工するようになります。そうすると、【図1】に示すような形状にできあがることが多くなります。 抜き加工では、板厚方向にかかる抜き力と、横に...
抜きによる湾曲（抜き加工の問題点と対策 その2）
打ち抜き加工（ブランク抜き、外径抜きと呼ばれるもの）では【図1】に示すような湾曲（そりと呼ぶこともありますが、そりとは1方向に対する変形として、ここでは湾曲、全周が変形すると区別することにします）が発生します。 抜き加工の初期では、【図2】...
フランジ成形
【図1】に示した形状がフランジ成形の基本形です。 横から見た形はL形状となり、全て同じです。上から見たときの加工線形状（加工線）に違いがあります。直線、円弧の違いです。円弧は凸と凹があります。直線と円弧の凸と凹の変化で、【図2】に示すように...
ビード加工
ビードは面の強化を目的として使用されます。ひも出し加工とも呼ばれています。ここでは曲げ部に用いた場合の例を紹介します。 【図1】は、曲げ部に付けられたビードのイメージです。曲げ線からかなり遠い位置までビードを伸ばし面の強化を図ります。リブで...
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絞り側壁の変形（絞り加工の現象・原因・対策 その8）
絞り製品の側壁にリング状の凹凸ができる現象です。【図1】のようなイメージになります。この現象は絞りの進行行程では、材料はパンチ、ダイに挟まれているので当たり前のことですが、発生しません。絞りの行程の進行が下死点まで達した後の、戻り行程で発生...
絞り底の変形（絞り加工の現象・原因・対策 その7）
絞り製品の加工で、絞りの底が【図1】に示すように凹んだり、膨らんだりする不具合現象があります。底部は置いたときの安定や印刷などに影響があります。 絞り底部の面状対の変化で、底部が凹むものは絞り行程が終わり、製品の中よりパンチが抜けていくとき...
絞りでの耳の発生（絞り加工の現象・原因・対策 その6）
絞り製品の加工では、【図1】に示すような縁の平らな製品をイメージしますが、実際には、【図2】に示すように凹凸ができます。この凹凸の高い部分を、耳と呼んでいます。普通は4カ所に耳が発生します。低い部分は材料の圧延方向の45°に位置する部分です...
絞り側壁のリングマーク（絞り加工の現象・原因・対策 その5）
絞り加工で【図1】に示すように、側壁部分にリング状のマークができることがあります。このマークは「ショックマーク」と呼ばれることもあります。 初絞りのさいにできるリングマークは、ダイRが小さい状態で絞ったときに発生します。絞り初期に材料が伸ば...
絞り加工の割れ（絞り加工の現象・原因・対策 その4）
円筒絞りで最も多い割れが、【図1】に示す「底抜け」と呼ばれる割れです。材料はダイ面を移動しながら変形して、ダイに入り、ダイ形状に成形されます。このとき、材料はダイ面の移動中には周方向の圧縮を受け、ダイ肩部では曲げ変形を受けます。共に材料の変...
側壁しわとボデーしわ（絞り加工の現象・原因・対策 その3）
円筒絞りで、【図1】に示すように側壁部分に発生するしわがあります。口辺しわはダイR部分のみに現れますが、側壁のしわはダイR部下から側壁にかけて発生します。パンチR部から少し上にかけての発生は少ないです。 このしわの発生原因は、絞りクリアラン...
口辺しわ（絞り加工の現象・原因・対策 その2）
フランジのない円筒絞りで、絞り終わりの部分でしわが発生することがあります。このような形のしわを口辺しわと呼びます。【図1】に示すようなイメージです。絞り加工ではしわが発生すると、そのしわを直すことはできません。どのような状態にあってもしわが...
絞り加工の現象・原因・対策（その1）
フランジ付き円筒絞りは絞り加工の基本です。この絞り加工では【図1】に示すようなしわが発生することがあります。絞り途中でしわが発生すると、絞りきることができないで底もぬけてしまうこともあります。このようなしわはブランクから最初に絞る工程で発生...
パイロット（4）：薄板材の変形、吊り上げ対策（標準部品の使い方 その29）
順送加工では、材料を少しダイ面から持ち上げて材料を移動させます。材料をダイ面から持ち上げることを「リフトアップ」と呼びます。上型に設けられたパイロットは下降して、リフトアップ状態にある材料にパイロットを入れます。材料の厚さがあれば、その強さ...
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カール形状（曲げ加工のいろは その9）曲げ形状と加工（3）
【図1】にカール曲げ形状を示します。カールは端部の強化や手などが触れたときに、なめらかなタッチとなるようにしたい（含む安全化対策）ときに使用します。 加工工程の特徴としては、1工程目の先端曲げ（ニップ曲げともいう）です。この工程によって、加...
Z形状（曲げ加工のいろは その8）曲げ形状と加工（2）
Z曲げ形状を【図1】に示します。Z形状は垂直部分の長さ（H）寸法によって加工方法が変化します。 【図2】は1工程での加工方法の種類を示しています。 （a）は、最も簡単な構造での加工方法です。H寸法が板厚の数倍程度と小さい時に使われます。 （...
L・U形状（曲げ加工のいろは その7）曲げ形状と加工（1）
【図1】に、L形状とU形状の曲げを示しました。この形状の加工方法について説明します。L形状が基本となると思います。加工方法については、【図2】に示すような方法があります。V曲げ加工とL曲げ加工です。 V曲げは、最も簡単なL形状の曲げ方法とい...
切り曲げ（曲げ加工のいろは その5）曲げの注意形状（2）
切り曲げは、特殊な曲げ方法といえます。【図1a】に示すように、抜き加工の切り込み（スリット）と曲げを一体化した加工方法です。抜きの面から見ても、鋭角な先端を持ったパンチで加工するので、破損しやすくなります。曲げも、桐ながら曲げていくために、...
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抜き形状との関係（曲げ加工のいろは その4）曲げの注意形状（1）
曲げに伴う形状の変化（変形や割れ）は、抜き形状（ブランク形状や穴）が関係することが、意外と多くあります。主な原因要因は、曲げ部分に発生する材料の伸びに伴う影響（割れや引け）です。以下に代表的な問題形状を示します。 【図1】は、曲げ線と外形線...
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絞り金型の構造：絞りトリミング型（金型構造のいろは その24）
絞り加工では材料の異方性によって変形します。たとえば円形ブランクから円形絞りをすると、フランジは丸くならず四角に近い形になります。フランジの無い絞り形状では耳が発生して、縁は波打ちます。この様に、形状の崩れたものを切り直してきれいな形状にす...
絞り金型の構造：再絞り型2（金型構造のいろは その22）
再絞り加工も回を重ねると、径の減少率は小さくなります。そのために内径ガイドが弱くなり破損しやすくなるために使えなくなりますが、径の減少率が小さいために絞り側壁部分の座屈の心配が無くなるので問題はないのです。このような再絞り型構造を【図1】、...
絞り金型の構造：再絞り型1（金型構造のいろは その21）
絞り加工では、1回に絞れる（径を小さくできる）割合には限度があります。そのために、何回かの絞りを重ねて目的の径にします。この繰り返し行う絞り加工を「再絞り」と呼びます。再絞りに使用する金型を「再絞り型」と呼びます。初絞りの次当たりの工程では...
U曲げ金型構造と名称（金型構造のいろは その12）
U曲げ金型の構造を【図1】に示します。 標準的な設定事項を【図2】に示します。 【図1】に示した構造は、パッド曲げ構造と呼ばれることもあります。パッドとは図の中にあるノックアウトを指しています。ノックアウトのない、単にダイがU字形状に加工さ...
穴抜き型の構造2（固定ストリッパ構造の穴抜き型）（金型構造のいろは その5）
穴抜き加工であまり精度を必要としない製品では、作業性のよい固定ストリッパ構造を使うことがよくあります。たとえば、【図】に示すような長い製品の端部に穴を加工するようなときに、固定ストリッパ構造を使うことで作業がしやすくなります。【図】からもわ...