曲げ加工

目次

曲げ加工の特徴

プレス加工のひとつで、加工する対象物に対して型に沿った力を加えて折り曲げる加工方法です。

精密な機械調整や寸法設定が欠かせない高度な技法であり、金属の弾性によって元に戻ろうとするスプリングバックという現象を利用して加工を行います。

加工される金属板は厚みにより伸び縮みの差が大きくなり薄板・厚板に分けられるのが一般的で、特に厚板の曲げ加工はプレス機の大きな出力を求められます。

加工する際にはスプリングバックによる角度の開きや展開寸法の調整、曲げ加工の際の変形などに注意しながら設計・加工することが必要です

【素材別】部品一覧

アルミの曲げ加工部品例

アルミの曲げ加工部品例
引用元HP:キャディ(https://caddi.jp/example/materials/3/1/)

ステンレスの曲げ加工部品例

ステンレス/SUS304(2B)/レーザー加工/機器カバー
引用元HP:エージェンシーアシスト(https://www.agency-assist.co.jp/service/partsprocessing/273/)

鉄の曲げ加工部品例

鉄/SPCC/装置カバー/薄板板金加工+焼付塗装
引用元HP:エージェンシーアシスト(https://www.agency-assist.co.jp/service/partsprocessing/273/)

鋼の曲げ加工部品例

SPCC 板金加工 無電解ニッケルメッキ 部品加工 部品製作
引用元HP:テルミック(https://www.nc-net.or.jp/company/74956/product/detail/93309/)

銅の曲げ加工部品例

銅の曲げ加工部品例
引用元HP:キャディ(https://caddi.jp/example/materials/4/1/)

鋼板の曲げ加工部品例

SPCC/SUS304/板金溶接プレス加工品
引用元HP:エージェンシーアシスト(https://www.agency-assist.co.jp/service/partsprocessing/273/)

曲げ加工の依頼は
「加工部品調達会社」へ

加工部品調達会社とは

部品加工の外注先とのやり取りをクライアントに代わって行い、業者選定から発注管理・手配・納期管理までを請け負う業者です。

最適な加工業者の選定はもちろん、複数工程にまたがるワークを一括で対応してもらうことが可能です

加工部品調達会社へ依頼するメリット

加工部品調達代行を行う会社ではさまざまな加工先へのルートを有しているため、複雑な加工や特殊な加工も依頼することができます

また、それらに対する手配業務や管理業務なども一元して行ってくれるため、大幅に自社の工数を削減することが可能です。

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加⼯部品調達会社
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    に抑えたい

    エージェンシーアシスト

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    エージェンシーアシストの
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なお、各社の提携先企業・業界取引実績は2021年7月に調査したものを掲載しています

曲げ加工の種類

ロール曲げ

3~4個のローラーを使い、曲げていく加工方法です。ローラーを使って金属板を巻き取って曲面を作ります。ローラーの距離を調整すれば、任意の形に変形可能。金属版で筒製品も作れます。厚さが25mm程度あれば加工可能です。両端まで曲げられるため、部品ロスが少なくて済むのがロール曲げのメリットです。

板折り曲げ

ベースに乗せた金属板を折り曲げる加工法です。ベースと上板を使って金属板を固定し、上板とつながる曲げ板を動かし、テコの原理を使って任意の方向へ曲げます。金属板を90度に曲げたいときや箱形の製品を作るときに重宝する加工法です。

ベンダー曲げ(プレス曲げ)

ベンダー曲げは「プレス曲げ」とも呼ばれます。金属板9mmまでの加工に向いた加工法です。金型とパンチに合わせてプレスします。プレス機を使うので、スピーディな加工が可能。生産性の高さが魅力です。大量生産をしたい製品や複雑な曲げ加工で特に採用されます。板折曲げと比べると、小さな部品加工を制作したいときに向いているのがベンダー曲げです。曲面の製作には向いていません。

ベンダー曲げは複数の種類がある

ベンダー曲げは、ひとつのプレス機器であっても、その使い方次第でさまざまな形状に加工できます。形状ごとに加工法の呼び方が分けられており、代表的なのはパーシャルベンディング、ボトミング、コイニングです。

パーシャルベンディングは、金型に軽く押し込んでいく加工。金型の角度よりも鈍角に加工できます。パンチの力加減で角度が変わるため、高い技術力や経験が求められる加工法です。

ボトミングでは、ダイの両側に沿うように底押しでプレスしていきます。強くダイに押し付けるわけではなく、小さな力でベンダー曲げが可能。一般的に採用されている方法です。

ベンダー曲げの中では高い加圧力が必要な方法がコイニング。ボトミングと比較すると、数倍の力が必要です。対応する加工物は主に薄い板厚で、限界は2ミリ程度。現在では採用されることが少なくなっているようです。

曲げ加工の注意点

最小曲げ半径と展開時の寸法

曲げ加工には複数の注意点があります。そのひとつが、最小曲げ半径です。加工物を曲げるとき、内側の部分が圧縮され、内側の半径は最小になります。外側は引き伸ばされ、曲げる前より外側が長くなります。

曲げ加工をする前には、外側と内側の長さの変動も考えた上での設計が必要です。「厚みの約15%が増加する」というのが目安。

曲げ加工をしても、寸法の変動がない部分もあります。圧縮も引き伸ばしも起きない部分で、多くは板厚の中心部です。ただし、厳しい角度に曲げると、中立面が板厚の中心より、内側に寄る場合もあります。中立面の寸法が変わるかどうかは、曲げ加工の条件次第です。最小曲げ半径では、加工部分の外側の長さの変動や中立面も考えなければなりません。

曲げ部と穴の距離

曲げ部と穴の距離は、「板厚×1.5+曲げ半径r」という方程式で導き出された数値が最低基準。これより曲げ部と穴の距離が近くなると、変形が生じるため注意しなければなりません。交差の穴だと、±1.0はあけておきます。穴の寸法交差が厳しいのなら、3倍以上距離を開けておいたほうが無難です。

タップ穴だと板厚の3倍の距離が加工限界の目安です。ただ、曲げ部と穴の距離を確保できないときには、曲げ加工後に穴を開ける方法で対策できます。この際、作業とコストが増える点がデメリットです。一般的に、十分な距離が確保できない場合には、曲げ部に角穴を設けます。

角穴を設けることで、材料の伸縮を吸収して穴の変形を予防可能。穴を開けると、曲げ部の強度が下がるのは要注意ポイントです。強度の点に気をつけながら、曲げ部と穴の距離を設定しましょう。

スプリングバック

曲げ加工を行う際には「スプリンバック」に注意が必要です。スプリングバックとは、板を曲げるときに発生する反りのこと。金属には、曲げようとすると元の形に戻ろうとする「弾性」という性質があります。曲げるときに外側に反ってしまうのは弾性が原因。薄板や高強度の板材では特に大きなスプリングバックが発生します。

スプリングバックで懸念されるのは精度不良と加工不良です。直角ベンダーを用いて90度に曲げたくても、スプリングバックが発生すると92度や93度になることがあります。加工品は図面通りの寸法ではないと製品として成立しません。スプリングバックは寸法全般を狂わせてしまう厄介な問題です。

傷前提の対策

曲げ加工では「ダイ」と「パンチ」という金型を使用します。金型には上と下があり、上がパンチ、下がダイです。ダイの上に加工物があり、上からパンチで圧力をかけて曲げます。曲げ加工で、V型のダイに、加工物を押し込むと傷が発生。ダイのV字の幅により変動しますが、一般的には、板厚の1/10程度の傷が生じます。

原理的に避けられない傷で、完全な対策は困難です。「油を使い滑らかにする」「肩半径(ダイR)を大きくする」「保護ビニールが付いた材料で加工する」といった方法で、軽減が期待できます。また、ウイングベンドをはじめとする特殊な金型を使うのも傷対策のひとつ。傷をつけない工夫より、傷を前提とした対応が求められます

曲げ加工の主な素材

鉄は柔らかく加工しやすいです。強度が高く、リーズナブルな素材として知られています。曲げ加工でよく使われるのは「冷間圧延鋼材」です。鉄自体にさまざまな種類があり、特性に合わせた加工ができます。

アルミ

軽量で耐食性もあるのがアルミ素材の特徴。見た目がキレイな素材で、建材によく用いられています。

ステンレス

ステンレスは耐食性が高く、粘り強い靭性もある素材です。特に錆びやすい箇所に用いられます。シンクや厨房機器などです。素材そのものの安定性が高いため、研磨仕上げも可能。ヘアライン仕上げで、メタリック感や高級感も出せます。

その他の加工部品例

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なお、各社の提携先企業・業界取引実績は2021年7月に調査したものを掲載しています