これらのコームインサートは、特殊なブラケットに取り付けられるように設計されており、さまざまなクランクシャフトアプリケーションでしわを除去するのに役立ちます。
顧客から90度パイプ成形の依頼を受けました。この用途では2インチのチューブが必要です。外径（OD）は0.065インチ、肉厚は4インチ、中心線半径（CLR）は100mmです。顧客は年間で週200個の成形を必要としています。
金型要件：曲げ金型、クランプ金型、プレス金型、マンドレル、クリーニング金型。問題なし。試作品の曲げに必要な工具はすべて倉庫に揃っており、すぐに使える状態になっているようだ。機械プログラムを設定した後、オペレーターはパイプをセットし、試運転を行い、機械の調整が必要かどうかを確認した。最初の曲げは車から降りてきて完璧だった。こうしてメーカーは曲げたパイプのサンプルを顧客に送り、顧客は契約を締結する。これは確実に安定した収益性の高い事業につながるだろう。世の中は万事順調のようだ。
数ヶ月が経ち、同じ顧客が材料費の削減を求めてきました。この新しい用途では、外径2インチ x 直径0.035インチ、肉厚3インチ、CLRのチューブが必要です。別の用途で使用した金型は社内に保管されているため、工房ではすぐに試作品を製作できます。オペレーターはプレスブレーキにすべての金型を装着し、曲げ加工を確認しようとします。最初の曲げ加工では、曲げ加工の内側に折り目がついたまま機械から外れてしまいました。なぜでしょうか？これは、薄肉で半径の小さいパイプの曲げ加工に特に重要な金型部品、ワイパーダイが原因です。
回転するドラフトチューブを曲げる過程では、2つのことが起こります。1つはチューブの外壁が潰れて薄くなり、もう1つはチューブの内壁が収縮して潰れることです。回転アームを備えたパイプ曲げ工具に最低限必要なのは、パイプを曲げる曲げダイと、曲げダイの周りでパイプを曲げる際にパイプを固定するクランプダイです。
クランプダイは、曲げが発生する接線においてパイプに一定の圧力をかけるのに役立ちます。これにより、曲げを生み出す反力が得られます。ダイの長さは、部品の曲率と中心線の半径によって異なります。
必要な工具は用途によって異なります。場合によっては、曲げダイ、クランプダイ、プレスダイのみで十分です。また、肉厚が厚く、大きな半径の曲げ加工が必要な場合は、ワイパーダイやマンドレルは不要かもしれません。一方、用途によっては、研削ダイ、マンドレル、そして（一部の機械では）曲げ加工中にパイプをガイドし、回転面を曲げるためのコレットなど、工具一式が必要になります（図1参照）。
スクイジーダイは、曲げの内径部分のしわの維持と除去に役立ちます。また、パイプ外の変形を最小限に抑えます。しわは、パイプ内のマンドレルが十分な反力を提供できなくなったときに発生します。
曲げ加工を行う際は、必ずマンドレルをパイプに挿入した状態でワイパーを使用します。マンドレルの主な役割は、曲げの外径半径の形状を制御することです。マンドレルは内径半径もサポートしますが、D型曲げと肉厚比の限られた範囲の用途にのみ完全に対応します。曲げDは曲げCLRをパイプの外径で割った値であり、肉厚係数はパイプの外径をパイプの肉厚で割った値です（図2参照）。
ワイパーダイは、マンドレルが内径を適切に制御またはサポートできなくなった場合に使用されます。一般的に、薄肉マンドレルを曲げるにはストリッピングダイが必要です。（薄肉マンドレルはファインピッチマンドレルと呼ばれることもあり、ピッチとはマンドレル上のボール間の距離です。）マンドレルとダイの選択は、パイプの外径、肉厚、および曲げ半径によって異なります。
より薄い壁面やより小さな半径が求められるアプリケーションでは、研削ダイの適切な設定が特に重要になります。この記事の冒頭の例をもう一度考えてみましょう。4インチに適したものは、CLRでは3インチには適合しない可能性があります。CLRと顧客のコスト削減のために必要な材料変更には、マトリックスの調整に必要なより高い精度が伴います。
図1 ロータリーパイプベンダーの主な構成要素は、クランプ、曲げ、そしてクランプダイです。取り付け方法によっては、マンドレルをチューブに挿入する必要がある場合もあれば、マンドレルドクターヘッドを使用する必要がある場合もあります。コレット（ここでは名称は示していませんが、チューブを挿入する中心にあります）は、曲げ加工中にチューブをガイドする役割を果たします。接線（曲げが発生する点）とワイパーの先端との間の距離は、理論上のワイパーオフセットと呼ばれます。
適切なスクレーパーダイを選択し、曲げダイ、ダイ、マンドレルから適切な支持を確保し、しわや反りの原因となる隙間をなくすためのワイパーダイの適切な位置を見つけることが、高品質でタイトな曲げ加工を実現する鍵となります。通常、コーム先端の位置は、チューブのサイズと半径に応じて、接線から0.060～0.300インチ（図1に示す理論的なコームのたわみ量を参照）の範囲にする必要があります。正確な寸法については、工具メーカーにお問い合わせください。
ワイパーダイの先端がチューブ溝と面一になっていること、またワイパー先端とチューブ溝の間に隙間（または「膨らみ」）がないことを確認してください。また、金型の圧力設定も確認してください。コームがチューブ溝に対して正しい位置にある場合は、圧力マトリックスに軽く圧力をかけ、チューブを曲げマトリックスに押し込み、しわを伸ばします。
ワイパーアレイには様々な形状とサイズがあります。長方形や角形のパイプには長方形/正方形のワイパーダイをお選びいただけます。また、特定の形状や特殊な機能に対応するために、輪郭形状/成形ワイパーもご用意しております。
最も一般的な2つのスタイルは、一体型のスクエアバックワイパーマトリックスとブレード付きワイパーホルダーです。スクエアバックワイパーダイ（図3参照）は、薄肉製品、狭いDベンド（通常1.25D以下）、航空宇宙、高度な意匠性が求められる用途、および小～中ロット生産に使用されます。
2D未満の曲線の場合は、スクエアバックのワイパーダイを使用することで、プロセスを効率化できます。例えば、壁係数150の2Dスクエアバック曲線スクレーパーから始めることができます。また、壁係数25の2D曲線など、それほど負荷のかからない用途には、ブレード付きのスクレーパーホルダーを使用することもできます。
四角いバックワイパープレートは、内径部への最大限の支持を提供します。先端が摩耗した後に切断することも可能ですが、切断後に短いワイパーダイを装着できるように機械を調整する必要があります。
一般的なスクレーパーブレードホルダーのもう1つのタイプは、より安価で、曲げ加工のコスト効率に優れています（図4参照）。中程度からきついD曲げ、そして同じ外径とCLRを持つ様々なパイプの曲げ加工に使用できます。先端の摩耗に気付いたらすぐに交換できます。交換すると、先端は自動的に以前のブレードと同じ位置にセットされるため、ワイパーアームの取り付け位置を調整する必要がありません。ただし、クリーナーマトリックスホルダーのブレードキーの構成と位置は異なるため、ブレードの設計がブラシホルダーの設計と一致していることを確認する必要があります。
インサート付きワイパーホルダーは設定時間を短縮しますが、小さな半径には推奨されません。また、長方形または正方形のチューブやプロファイルには適していません。スクエアバックワイパーコームとインサートワイパーアームはどちらも近接して製造できます。非接触式ワイパーダイは、パイプの無駄を最小限に抑えるように設計されており、ワイパーの背後にアタッチメントを延長することで作業長を短縮し、コレット（チューブガイドブロック）を曲げダイに近づけることができます（図5参照）。
目標は、必要なパイプの長さを短くし、適切な用途に必要な材料を節約することです。これらのタッチレスワイパーは廃棄物を削減しますが、標準的な角型リアワイパーやブラシ付きの標準的なワイパーマウントに比べて支持力が低くなります。
スクレーパーダイの材質は、可能な限り最高のものを使用してください。ステンレス鋼、チタン、インコネル合金などの硬い材料を曲げる場合は、アルミニウム青銅を使用してください。軟鋼、銅、アルミニウムなどの柔らかい材料を曲げる場合は、鋼またはクロム鋼製のワイパーを使用してください（図6参照）。
図2 一般的に、それほど刺激の強くない用途ではクリーニングチップは必要ありません。この表の見方については、上の凡例をご覧ください。
刃付きのナイフのハンドルを使用する場合、ハンドルは通常は鋼で作られていますが、ハンドルと先端の両方がアルミニウム青銅で作られる必要がある場合もあります。
コームを使う場合でも、刃付きのブラシホルダーを使う場合でも、マシンのセットアップは同じです。チューブを完全にクランプした状態で保持し、スクレーパーをチューブの曲がり部分と裏側に当てます。ワイパーアレイの裏側をゴムハンマーで叩くと、ワイパーの先端がカチッと固定されます。
この方法が使えない場合は、目視と定規（定規）を使ってワイパーマトリックスまたはワイパーブレードホルダーを取り付けてください。先端がまっすぐになっているか、指や目で確認しながら慎重に作業してください。先端が前に出すぎないように注意してください。チューブがワイパーマトリックスの先端を通過する際に、スムーズな移行が実現されるようにする必要があります。良好な曲げ品質を得るために、必要に応じてこの手順を繰り返してください。
レーキ角とは、スクイジーと母材の相対的な角度です。航空宇宙分野などの専門的な用途では、レーキ角がほとんどないか全くないワイパーが使用される場合もあります。しかし、ほとんどの用途では、図1に示すように、抵抗を低減するのに十分なクリアランスを確保するために、傾斜角は通常1～2度に設定されます。正確な傾斜はセットアップとテストターン中に決定する必要がありますが、最初のターンで設定できる場合もあります。
標準ワイパーマトリックスを使用する場合は、ワイパーチップを接線よりわずかに後ろに配置してください。これにより、クリーナーチップが摩耗したときにオペレーターがクリーナーチップを前方に移動できるスペースが確保されます。ただし、ワイパーマトリックスチップを接線または接線より後ろに取り付けないでください。クリーナーマトリックスチップが損傷する恐れがあります。
柔らかい材料を曲げる場合は、必要な数のレーキを使用できます。ただし、ステンレス鋼やチタンなどの硬い材料を曲げる場合は、スクレーパーダイの傾斜を最小限に抑えるようにしてください。硬い材料を使用してスクレーパーをできるだけまっすぐにすることで、曲線のしわや曲線後の直線部分をきれいにすることができます。このようなセットアップには、しっかりとフィットするマンドレルも必要です。
最高の曲げ品質を得るには、マンドレルとスクレーパーダイを使用して曲げ部の内側を支え、真円度の誤差をコントロールする必要があります。スクイジーとマンドレルの両方が必要な場合は、両方使用することをお勧めします。
先ほどのジレンマに戻りましょう。次の契約では、より薄肉でより高密度のCLR（高張力鋼管）の受注を目指しましょう。ワイパーモールドを装着した状態で、チューブはシワ一つなく、完璧に機械から排出されました。これは業界が求める品質であり、業界が当然得るべき品質です。
FABRICATORは、北米を代表する鉄鋼加工・成形専門誌です。メーカーの業務効率化に役立つニュース、技術記事、成功事例を掲載しています。FABRICATORは1970年から業界に携わっています。
The FABRICATOR デジタル版へのフルアクセスにより、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。
The Tube & Pipe Journal のデジタル版が完全にアクセス可能になり、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。
金属スタンピング市場の最新技術、ベストプラクティス、業界ニュースを特集した STAMPING Journal にフルデジタルでアクセスできます。
The Fabricator en Español への完全なデジタル アクセスにより、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。