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■ 曲げ加工について

 製品加工のための塑性加工については、素材に力を加えて、全体もしくは部分的に、目的とする曲率に素材を変形させる技術を曲げ加工とよびます。鋼矢板などの操作は、プレス成形では最も重要な要素を占めまず。板を曲げると、そりやスプリングパックなどの形状や寸法精度上の問題、曲げ割れなどの加工上の問題が発生します。曲げ加工は大ぎく分けて、型工具を使って曲げる型曲げと、ロールを用いたロール成形の2つに分類されます。型曲げには4種類あります。V曲げ、∪曲げ、カーリング、折り曲げです。前2つが曲げ加工の主流で、Vや∪字形の上下金型を使い、間に挟んだ板を曲げる方法です。カーリングは板を端から型の間に押し込み、鋼矢板などをカールさせる方法です。素材の端を丸めて安全にするために用いられます。身近な例では、ホッチキスの針を止める方法がカーリングです。折り曲げは、固定工具ではなく移動する工具を用いて曲げます。

 ロール成形は、通常3本のロールを用いて板を円弧状に曲げるロールフォーミング、ロール曲げと、型を切った圧延ロールを用いたロール成形があります。前者は、1本のロールを板を挟んで反対側に置き、ロールの軸間距離を調節することにより曲げていきます。後者は、長い製品の場合に用います。鋼矢板など、同じ断面形状がずっと続く場合に有効です。管の曲げ加工では、管の内部に球を圧入パンチで押し込んで管の内径を揃える玉通し加工をする場合もあります。

 曲げ加工での最大の問題は、スプリングバックです。これは、鋼矢板など、曲げ加工したあと力を抜くと、変形させたものがいくぶん戻ってしまい、製品の寸法に狂いが生じる現象です。変形に、塑性変形だけでなく弾性変形の要素もあることが原因です。この現象は、板厚が薄くなればなるほど、高強度になればなるほど顕著になります。鋼矢板や自動車部品などは、薄肉化・高強度化がトレンドなためスプリングバックが問題となります。これを防ぐ方法は3つあります。鋼矢板などの両端に引張力を作用させて型に沿わせてなじませる引張曲げ成形、逆に圧縮力をかけるダメ押し、コンピュータ・シミュレーションで塑性加工後の材料の挙動を予測する加工シミュレーションによる金型設計です。

 深絞り加工は、ダイとしわ押さえで挟み込んだブランク板をパンチでダイ穴に押し込んで成形する方法です。しわ押さえとダイの間に挟まれた部分をフランジ部とよびます。フランジ部は、深絞り成形をしている間、円周方向に縮まり、板は座屈してしわになるのです。しわ押さえとは、文字通り成形品のしわを押さえる部分です。鋼矢板など、成形した缶は場所によって呼び名が違います。フランジ部以外では、フランジとダイの境界をダイラジアス、胴と底部の境界をパンチラジアスとよびます。製缶で欠陥が出るのは、フランジ部のしわと、パンチラジアス部の割れが大半です。ここではダイ・フランジ部でいったん上面に凸に加工された鋼矢板などが、下面に凸に曲げ戻し変形をされます。このため、板厚が一番薄くなると同時に加工硬化され、割れに至る可能性があります。一般的に、この部分で割れない素材を入手することが深絞り加工の成否を分けます。

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