曲げ加工の達人スティーブ・ベンソンが、読者からのメールに答え、裾上げや曲げ加工の計算に関する質問に答える。Getty Images
毎月たくさんのメールを受け取りますが、すべてに返信する時間があればいいのですが、残念ながら一日ではすべてをこなすには時間が足りません。今月のコラムでは、私の常連読者にとって役立つと思われるメールをいくつかまとめてみました。それでは、レイアウト関連の問題についてお話ししましょう。
Q: まず最初に、素晴らしい記事を書いてくださっていることをお伝えしたいと思います。とても参考になりました。CADソフトウェアで問題が発生していて、解決策が見つかりません。裾のブランク長を作成しているのですが、ソフトウェアが常に余分な曲げ代を要求するようです。ブレーキオペレーターから裾に曲げ代を残さないように言われたので、CADソフトウェアを許容される最小値（0.008インチ）に設定しましたが、それでも在庫が足りなくなってしまいました。
例えば、16ゲージの304ステンレス鋼があり、外形寸法は2インチと1.5インチ、0.75インチです。外側にヘム加工します。ブレーキオペレーターは、曲げ代が0.117インチであると判断しました。寸法とヘム加工を足し、曲げ代を差し引くと（2 + 1.5 + 0.75 – 0.117）、ストックの長さは4.132インチになります。しかし、私の計算では、より短いブランクの長さ（4.018インチ）が得られました。以上を踏まえて、ヘム加工用のフラットブランクをどのように計算すればよいでしょうか？
A: まず、いくつかの用語を明確にしましょう。曲げ許容値 (BA) については言及されていますが、曲げ減算値 (BD) については言及されていません。また、2.0 インチから 1.5 インチの間の曲げに対して BD が考慮されていないことに気づきました。
BAとBDは異なり、互換性はありませんが、正しく使用すればどちらも同じ結果になります。BAは中立軸で測定した半径の周囲距離です。その数値を外形寸法に加えると、平らなブランクの長さが得られます。BDは、曲げごとに1つの曲げとして、ワークピースの全体寸法から差し引かれます。
図1は、両者の違いを示しています。正しい方を使用していることを確認してください。BAとBDの値は、曲げ角度と最終的な内径に応じて、曲げごとに異なる場合があることに注意してください。
問題を確認するために、厚さ 0.060 インチの 304 ステンレス鋼を使用し、1 つの曲げと、外形寸法が 2.0 インチと 1.5 インチ、端に 0.75 インチの折り返しを設けています。繰り返しますが、曲げ角度と内側の曲げ半径に関する情報は含まれていませんでしたが、簡単にするために、0.472 インチのダイで 90 度の曲げ角度を作ったと仮定して空気量を計算しました。これにより、20% ルールを使用して計算したフローティング曲げ半径は 0.099 インチになります。（20% ルールの詳細については、thefabricator.com の検索ボックスにタイトルを入力して「空気形成の内側の曲げ半径を正確に予測する方法」を参照してください。）
0.062インチの場合、パンチ半径が0.472インチ以上材料を曲げます。ダイ開口部は0.099インチになります。曲げ半径内でフローティングする場合、BAは0.141インチ、外側セットバックは0.125インチ、曲げ減算（BD）は0.107インチになります。このBDは、1.5インチから2.0インチの間の曲げに適用できます。（BAとBDの計算式は、以前のコラム「曲げ関数の適用の基本」に記載されています。）
次に、裾の分を差し引く値を計算する必要があります。理想的な条件下では、平らな裾または閉じた裾（厚さが0.080インチ未満の材料）の差し引き係数は、材料の厚さの43%です。この場合、値は0.0258インチになります。この情報を使用して、プレーンブランクの計算を実行できます。
0.017 インチ。あなたの平らなブランク値 4.132 インチと私の 4.1145 インチの差は、ヘミングが作業者の技量に大きく左右されるという事実で簡単に説明できます。どういう意味かというと、作業者が曲げ加工の平らな部分を強く叩けば、フランジは長くなります。作業者がフランジを十分に強く叩かなければ、フランジは最終的に短くなります。
Q: 当社では、20ゲージのステンレス鋼から10ゲージのプレコート材まで、さまざまな金属板を曲げ加工するアプリケーションがあります。自動工具調整機能付きのプレスブレーキを使用しており、下部に調整可能なVダイ、上部に自己位置決めセグメントパンチがあります。残念ながら、誤って先端半径が0.063インチのパンチを注文してしまいました。
最初の部分でフランジの長さを一定に保つよう取り組んでいます。CADソフトウェアの計算方法が間違っているのではないかという指摘がありましたが、ソフトウェア会社は問題を確認し、問題ないと言いました。これは曲げ加工機のソフトウェアの問題でしょうか？それとも考えすぎでしょうか？これは通常のBA調整で済むのでしょうか、それとも0.032インチの素材で新しいパンチを用意する必要があるのでしょうか？半径に関するアドバイスをいただければ幸いです。
A: まず、パンチ半径の間違いについてのご指摘にお答えします。お持ちの機械の種類から、エアフォーミングをされているものと推測します。そこでいくつか質問させてください。まず、加工を工場に依頼する際、部品の開口部のデザインがどの金型で成形されているかをオペレーターに伝えていますか？これは大きな違いを生みます。
部品をエアフォーミングすると、最終的な内径は金型開口部のパーセンテージとして形成されます。これが20%ルールです（詳細については最初の質問を参照してください）。金型開口部は曲げ半径に影響し、それがBAとBDに影響します。したがって、計算に金型開口部の達成可能な半径が、オペレーターが機械で使用する半径と異なる場合、問題が発生します。
仮に、機械が計画とは異なる金型幅を使用したとします。この場合、機械は計画とは異なる内側曲げ半径を実現し、BAとBDが変化し、最終的に部品の成形寸法が変化します。
ここで、パンチ半径が間違っているというあなたのコメントについてですが、0.063インチで問題ありません。ただし、異なる、またはより小さい内側の曲げ半径を取得しようとしている場合は別です。半径は問題なく機能するはずです。
得られた内側曲げ半径を測定し、計算された内側曲げ半径と一致していることを確認します。パンチ半径は本当に間違っていますか?それは、達成したいことによって異なります。パンチ半径は、フローティング内側曲げ半径以下である必要があります。パンチ半径が特定のダイ開口部の自然なフローティング曲げ半径よりも大きい場合、部品はパンチ半径になります。これにより、内側曲げ半径と、BA および BD 用に計算した値が再び変更されます。
一方で、パンチ半径が小さすぎると、曲げが鋭くなり、その他多くの問題を引き起こす可能性があるため、小さすぎるパンチ半径を使用することは避けるべきです。（詳細については、「鋭角な曲がりを避ける方法」を参照してください。）
これら2つの極端な場合を除いて、空気中のパンチは単なる押し出しユニットであり、BDとBAには影響しません。繰り返しますが、曲げ半径はダイ開口部のパーセンテージとして表され、20%ルールを使用して計算されます。また、図1に示すように、BAとBDの用語と値を正しく適用するようにしてください。
質問：作業員が裾上げ作業中に安全を確保できるよう、特注の裾上げ工具の最大横方向荷重を計算しようとしています。何かヒントがあれば教えてください。
回答: プレスブレーキで裾を平らにするための横方向の力や横方向の推力は測定や計算が難しく、ほとんどの場合不要です。本当の危険は、プレスブレーキに過負荷がかかり、機械のパンチとベッドが破損することです。ラムとベッドが転倒し、それぞれが永久に曲がってしまいます。
図2．平坦化ダイスに取り付けられたスラストプレートは、上下の工具が逆方向に動かないようにする役割を果たします。
プレスブレーキは通常、負荷がかかるとたわみ、負荷が取り除かれると元の平らな位置に戻ります。しかし、ブレーキの負荷制限を超えると、機械部品が曲がって平らな位置に戻らなくなることがあります。これはプレスブレーキを永久的に損傷させる可能性があります。したがって、トン数計算にはヘミング作業も考慮に入れるようにしてください。（詳細については、「プレスブレーキのトン数を構成する4つの柱」を参照してください。）
平坦化するフランジが平坦化するのに十分な長さであれば、横方向の推力は最小限に抑えられます。ただし、横方向の推力が過剰に思え、モジュールの動きやねじれを制限したい場合は、モジュールに推力板を追加できます。推力板は、下部ツールに追加され、上部ツールよりも上に伸びる厚い鋼板にすぎません。推力板は横方向の推力の影響を軽減し、上部ツールと下部ツールが互いに反対方向に動かないようにします（図2を参照）。
このコラムの冒頭でも述べたように、質問が多すぎて、すべてにお答えする時間が足りません。最近質問を送ってくださった方々には、ご辛抱いただきありがとうございました。
いずれにせよ、質問はどんどん寄せられるでしょう。できるだけ早くお答えします。それまでは、ここでの回答が、質問をされた方々や同様の問題に直面している方々のお役に立てれば幸いです。
8月8日～9日に開催されるこの2日間の集中ワークショップで、プレスブレーキの秘密を解き明かしましょう。講師のスティーブ・ベンソンが、プレスブレーキの背後にある理論と数学的基礎を指導します。インタラクティブな指導と実習を通して、高品質な板金曲げ加工の原理を学びます。分かりやすい演習を通して、正確な曲げ減算の計算、作業に最適な工具の選択、部品の歪みを避けるための適切なVダイ開口部の決定に必要なスキルを習得します。詳細については、イベントページをご覧ください。
FABRICATORは、北米を代表する金属成形・加工業界誌です。本誌は、製造業者がより効率的に業務を遂行できるよう、ニュース、技術記事、事例研究などを提供しています。FABRICATORは1970年の創刊以来、業界に貢献し続けています。
『The FABRICATOR』のデジタル版にフルアクセスできるようになったことで、貴重な業界リソースに簡単にアクセスできるようになりました。
『チューブ＆パイプ・ジャーナル』のデジタル版が完全に利用可能になり、貴重な業界リソースに簡単にアクセスできるようになりました。
STAMPING Journalのデジタル版にフルアクセスして、金属プレス加工市場における最新の技術進歩、ベストプラクティス、業界ニュースをお楽しみください。
『The Additive Report』のデジタル版にフルアクセスして、積層造形技術が業務効率の向上と利益の増加にどのように役立つかを学びましょう。
『The Fabricator en Español』のデジタル版にフルアクセスできるようになったことで、貴重な業界リソースに簡単にアクセスできるようになりました。