これらの櫛型インサートは、専用ブラケットに取り付けるように設計されており、様々なクランクシャフト用途におけるしわの発生を解消するのに役立ちます。
お客様から90度パイプ成形のご依頼がありました。この用途には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4インチです。お客様は年間を通して週200個のパイプ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。問題ありません。試作品の曲げに必要な工具はすべて倉庫に揃っており、すぐに使用できる状態です。機械プログラムの設定後、オペレーターはパイプをロードし、試し曲げを行って、機械の調整が必要かどうかを確認します。ターン1は車から外れ、完璧でした。こうして、メーカーは曲げ加工されたパイプのサンプルを顧客に送り、顧客は契約を締結し、それが確実に定期的な収益性の高いビジネスにつながるでしょう。世界はすべて順調のようです。
数か月が経過し、同じ顧客が材料費を削減したいと考えました。この新しいアプリケーションでは、外径2インチ、直径0.035インチのチューブが必要です。肉厚は3インチです。CLR。別のアプリケーション用のツールは社内で保管されているため、ワークショップはすぐにプロトタイプを作成できます。オペレーターはすべてのツールをプレスブレーキにロードし、曲げをチェックしようとします。最初の曲げは、曲げの内側に折り目が付いた状態で機械から出てきました。なぜでしょうか?これは、肉厚が薄く半径が小さいパイプを曲げる場合に特に重要なツールのコンポーネント、ワイパーダイが原因です。
回転式ドラフトチューブを曲げる過程では、2つの現象が発生します。チューブの外壁が潰れて薄くなる一方で、チューブの内壁も収縮して潰れます。回転アームを備えたパイプ曲げ工具の最低限の要件は、パイプを曲げる際の曲げダイと、曲げダイの周囲でパイプを所定の位置に保持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部でパイプに一定の圧力を維持するのに役立ちます。これにより、曲げを生み出す反力が生じます。ダイの長さは、部品の曲率と中心線の半径によって決まります。
用途によって必要な工具が決まります。場合によっては、曲げダイ、クランプダイ、プレスダイのみで済みます。肉厚で大きな半径を持つ加工の場合は、ワイパーダイやマンドレルは不要かもしれません。その他の用途では、研削ダイ、マンドレル、そして（一部の機械では）パイプをガイドし、曲げ加工中に回転面を曲げるためのコレットを含む、工具一式が必要になります（図1参照）。
スクイージーダイは、曲げ部の内径におけるしわの維持と除去に役立ちます。また、パイプ外への変形も最小限に抑えます。しわは、パイプ内部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、曲げ部の外側半径の形状を制御することです。マンドレルは内側半径もサポートしますが、特定のD曲げと肉厚比の限られた範囲の用途でのみ完全なサポートを提供します。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支持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のことです。）マンドレルとダイの選択は、パイプの外径、パイプの肉厚、および曲げ半径によって決まります。
より薄い壁やより小さな半径が求められる用途では、適切な研削ダイの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インチで有効な設定が、3インチではCLRに適合しない場合があります。CLRと顧客がコスト削減のために必要とする材料変更は、マトリックスを調整するために必要なより高い精度を伴います。
図1 回転式パイプベンダーの主な構成要素は、クランプダイ、曲げダイ、およびクランプダイです。設置によっては、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（ここでは名称は示されていませんが、チューブを挿入する中心部分にあります）は、曲げ加工中にチューブをガイドするのに役立ちます。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の選択、曲げダイ、ダイ、マンドレルからの適切なサポート、そして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の特定は、高品質でタイトな曲げ加工を実現するための鍵となります。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インチの範囲である必要があります（図1に示す理論的なコームのたわみを参照）。正確な寸法については、工具サプライヤーにご確認ください。
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、および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、金型圧力の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てチューブを曲げマトリックスに押し込み、しわを滑らかにしてください。
ワイパーアレイには、さまざまな形状とサイズがあります。長方形や正方形のパイプには長方形/正方形のワイパーダイが購入でき、特定の形状に適合し、独自の機能をサポートするために輪郭/形状付きワイパーを使用することもできます。
最も一般的な2つのタイプは、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、高い美観が求められる用途、および小～中量生産に使用されます。
2D未満の曲線の場合、角型ワイパーダイから始めることで工程を効率化できます。例えば、壁面係数150の2D角型曲線スクレーパーから始めることができます。あるいは、壁面係数25の2D曲線など、それほど過酷ではない用途には、ブレード付きスクレーパーホルダーを使用することもできます。
四角い背面を持つワイパープレートは、内側半径を最大限にサポートします。先端が摩耗した後でも切断できますが、切断後はワイパーダイが短くなるため、機械を調整する必要があります。
もう1つの一般的なスクレーパーブレードホルダーは、より安価で、曲げ加工においてコスト効率に優れています（図4参照）。中程度からタイトなD曲げだけでなく、外径とCLRが同じさまざまなパイプの曲げ加工にも使用できます。先端の摩耗に気づ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設定されるため、ワイパーアームの取り付け位置を調整する必要はありません。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が異なるため、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、半径が小さい場合は推奨されません。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使用できません。正方形の背面ワイパーコームとインサート付きワイパーアームは、近接して製造できます。非接触ワイパーダイは、ワイパーの後ろにアタッチメントを延長し、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で、パイプの無駄を最小限に抑え、作業長さを短くし、パイプの無駄を最小限に抑えるように設計されています（図5を参照）。
目的は、必要なパイプの長さを短縮し、適切な用途に材料を節約することです。これらの非接触式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サポート力は劣ります。
スクレーパーダイの材質は、できる限り最適な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、それほど強力でない用途ではクリーニングチップは必要ありません。この図表の読み方については、上記の凡例を参照してください。
刃付きのナイフの柄を使用する場合、柄は通常鋼鉄製ですが、場合によっては柄と刃先の両方がアルミニウム青銅製であることが求められることもあります。
コームを使用する場合でも、刃付きのブラシホルダーを使用する場合でも、機械のセットアップは同じです。チューブを完全に固定した状態で、スクレーパーをチューブの曲がり部分と背面に当てます。ゴムハンマーでワイパーアレイの背面を叩くと、ワイパーの先端が所定の位置にカチッと収まります。
この方法が使えない場合は、目視と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るように、指や目視で注意深く確認してください。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、滑らかな移行が実現する必要があります。必要に応じてこの手順を繰り返し、良好な曲げ加工ができるようにしてください。
レーキ角とは、ワイパーがマトリックスに対してなす角度のことです。航空宇宙分野など一部の専門的な用途では、レーキ角がほとんどない、あるいは全くないワイパーが使用されています。しかし、ほとんどの用途では、図1に示すように、抵抗を減らす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。正確な傾斜角は、セットアップ時やテスト走行時に決定する必要がありますが、最初の走行時に設定できる場合もあります。
標準の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少し後ろにセットしてください。こうすることで、クリーナーチップが摩耗した際に、オペレーターがチップを前方に移動させる余裕が生まれます。ただし、ワイパーマトリックスチップを接線より外側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、必要なだけレーキを使用できます。しかし、ステンレス鋼やチタンなどの硬い材料を曲げる場合は、スクレーピングダイの傾斜を最小限に保つ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真っ直ぐにすることで、曲線部分や曲線後の直線部分のしわをきれいに取り除くことができます。このようなセットアップには、ぴった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、曲げの内側を支え、真円度を制御するために、マンドレルとスクレーパーダイを使用する必要があります。用途によってはスクイージーとマンドレルの両方が必要な場合もあるため、両方を使用すれば後悔することはないでしょう。
先ほどのジレンマに戻りますが、より薄い壁とより高密度のCLRで次の契約を獲得できるよう努力してください。ワイパーモールドを装着すると、チューブはしわもなく完璧に機械から取り出されました。これは業界が求める品質であり、業界が当然受けるべき品質です。
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