【協立精工の得意技術】切削加工からプレス加工への工法転換 のご提案
切削加工からプレス加工への工法転換
金属の加工について、切削加工で行っていた複雑な形状をプレス加工に工法転換するのは可能なのでしょうか？
協立精工では切削加工でないと難しかった複雑な形状をプレス加工における難加工技術を取り入れ、品質安定を前提としたプレス加工への工法転換した実績がございますので、ここでは切削加工からプレス加工に工法転換のご提案について説明させて頂きます。
切削加工とは？
切削加工とは、材料である金属の塊を、切削（削り）しながら1つ1つ削り、欲しい寸法や形状に金属加工する方法を言います。
メリットとしては、1つ1つ金属から削りだして成形するため、複雑や形状の金属加工に適していると言われています。
デメリットとしましては、削る分の材料が必要であったり、金属の切削に時間を要するといった点があります。す。
プレス加工とは
対して、プレス加工はとは、一枚の金属の板をプレス（力を加えて）し、作りたい寸法や形状に金属加工する方法を言います。
プレス加工では金型を作ってしまえば、複雑形状であっても単純な形状であっても加工時間が変わらないため、大量生産が可能です。
また、1回にプレス加工できる量も多いため金属製品の品質も安定します。1枚の金属板を使うので、切削加工と比較しすると、削る分の材料も必要とする切削加工に比べ材料歩留りがよくなっています。
切削加工からプレス加工への工法転換
協立精工では、お客様との共同開発のもと、従来切削加工で製造されていた製品のコストダウンを図るためプレス加工へ工法転換できないか？金型の構造の見直しを行い、金型を製作しました。結果、高い精度が必要であった金属製品を、切削加工からプレス加工に工法転換することを実現させました。
これによりプレス加工による大量生産への置き換えに成功しコストダウンを実現しました。
プレス加工に工法転換するとコストダウンになる訳
先程も説明しましたが、プレス加工は、金型を作ってしまえば、単純な形状でも複雑な形状でも加工時間は変わりませんし、一度に大量の製品の加工が可能なため加工時間・工程を大幅に短縮することが可能です。加工時間の短縮・工程の適正化はコストダウンに大きく貢献します。
プレス加工に工法転換すると品質が安定する訳
プレス加工は1枚の金属板を使う金属加工の方法です。このためプレス加工で製作された製品は品質のばらつきが小さいと言われています。部品の品質の安定は製品の品質の安定にも繋がります。
プレス加工の工法転換 協立精工では・・・
プレス加工の工法転換 切削加工品をプレス加工化をについてご紹介いたしました。他にも類似例がございますのでお気軽にお問い合わせください。
2017年10月24日
協立精工が解説！プレス加工の種類について vol.2
プレス加工の種類 絞り加工・鍛造加工
協立精工が解説！プレス加工の種類について vol.1では、プレス加工には、いくつかの加工法がある中、せん断加工と曲げ加工について解説しました。
今回はプレス加工の種類 協立精工の得意技術である絞り加工、鍛造加工について解説させていただきます。
プレス部品の成形における絞り加工とは？？
絞り加工とは、平板な素材をパンチとダイの間に挟み込んで素材に圧縮力や引張り力を加えながらパンチやダイの形状に沿って容器を成形していくプレス加工です。絞り加工は、材料の流動形態からみると、縮みフランジ、平行フランジ、伸びフランジの3種類があり、これらが円筒絞り、角絞り、異形絞りの基本となります。
絞り加工をイメージしてみるには、コップと１枚の紙を思い浮かべてみましょう。コップの形状を利用して紙を変形させ、同じ形状の紙コップを作るとします。この時、紙をコップに無理やり押し込んでコップの形状を作り出そうとすれば、紙は多数のしわがより、紙コップは作れません。コップを作るためには、しわになった不要な部分は切り取って、残った部分をつなぎ合わせる（接合する）ことで、コップの形状が出来ます。
絞り加工では、接合は行わずに、金属薄板から円突状の中空容器を作る加工方法になります。
紙工作ではしわになった部分が金属薄板では引っ張られたり、縮められたり、板厚が変化したりすることで変形します（変形特性）。この特性により、コップの形状の金型に金属薄板を押し込む（絞り）と、しわのないコップを作り出すことができます。絞り加工では、しわ押さえという機能を使い、フランジ部分を押さえながら加工することで、フランジ部分の変形をコントロールします。
絞り加工のポイントは、複雑な形状の深い絞り、難加工材の絞り、肉やせが少なく寸法精度の高い絞り、表面のキズがない塗装材料の絞り等、多岐にわたるため、工程設計、金型設計、金型部品の製造、トライの金型調整等の高い技術と技能が必要になります。
鍛造加工とは？？
鍛造加工は、常温で加工する冷間鍛造と材料を再結晶温度以上に加熱して加工する熱間鍛造があります。これらは自動車の機能部品を中心に発展しており、古くはメソポタミアの装飾品、剣、鎧から、スプーンやメガネのフレームの日用品まで多様に用いられています。現在は自動車を中心としてエンジン、トランスミッションやデファレンシャルなどの動力伝達機構、懸架装置の機能部品等の成形に多く用いられています。鍛造加工は板材プレス成形と比較して、ビレット材からの成形のため、変形率が高く製品強度は圧倒的に高くなります。
熱間鍛造の特徴
熱間鍛造は、1000℃以上に素材を加熱するため、複雑形状の成形が可能となりますが寸法精度や金型寿命は劣ります。
冷間鍛造の特徴
冷間鍛造は、高精度のギヤやカム等の高付加価値形状の成形が可能ですが、加工工程途中において焼鈍や個体潤滑剤のボンデ処理等の中間処理を必要とします。
最近注目されている板鍛造・精密鍛造
最近では熱間鍛造と冷間鍛造の複合成形、板材成形と冷間鍛造との複合成形である板鍛造が盛んになり、さらに微細成形では塑性流動を活用する精密鍛造が注目されています。
プレス加工の種類まとめ
プレス加工の種類ということで、せん断加工、曲げ加工、絞り加工、鍛造加工について説明させていただきました。
協立精工では、これらの工法の中でも絞り加工を得意としており、深絞り加工や、角絞り加工、異形状絞り加工などのプレス加工製品を安定した品質管理のもと量産しております。
2017年09月5日
協立精工が解説！プレス加工の種類について vol.1
プレス加工の種類 せん断加工・曲げ加工
プレス加工には、いくつかの加工法があります。
中でも多く利用されているのは、素材を分離するせん断加工、板材を変形させる曲げ・絞り・成形加工、そしてブロック材を成形する鍛造加工です。
それぞれ、切る、曲げる、形作るという作業に対応します。
プレス部品の材質、形状、あるいは寸法精度に応じてこれらの工法をうまく組み合わせて活用することにより、製品精度と金型寿命の安定した生産が可能となります。
今回はせん断加工と曲げ加工について説明させて頂きます。
せん断加工とは？？
広義のせん断加工とは、加工の目的に応じた形状の工具を用いて、板材または棒材を塑性変形（せん断変形）させ、最終的には材料の破壊にまでもっていき、所望の形状・寸法に材料を切断、分離する加工法の総称です。
はさみで紙などを切る事や、型抜きクッキーなどは、せん断加工と言えます。
そもそも、せん断は、物体にズレを起こすことです。はさみで紙を切る時は、紙の面に垂直な方向に、上下逆方向の力を加えることで紙は2つに切れます。この力をせん断力といいます。
プレス部品の成形におけるせん断加工とは？？
せん断加工は、プレス部品の成形には必ず使用される基本工法であり、パンチ(凸型の工具)とダイ(凹型の工具)を組み合わせた金型により、平板状の被加工材に穴を開けたり、外形をせん断したりします。
せん断加工は生産性が高いので、プレス加工では極めて多く用いられていますが、精度の高い製品を作る為には、プレス金型の設計やプレス加工の仕方に工夫が必要となります。
プレス部品の成形における主なせん断加工の種類
ブランク抜き(外形抜き)→形を作る（blanking）
金属材料から、抜いたものを製品とする打抜き加工
穴抜き→穴を開ける（piercing）
プレス加工した製品に穴をあける加工
切欠き→余分な部分を切り去る(shearing, notching, trimming)
板や棒を切断、分断したり、切込みを入れたりする加工
分断→2つの部品に分割する(parting)
一つの金属素材を2つに分けること
シェービング加工（shaving）
は断面の凹凸を、平滑で高精度仕上げをすること
曲げ加工とは？？
曲げ加工とは、平板や棒材及びパイプなどを、所定の位置で曲げる加工方法です。
直線や曲線状の縁を成形し、主に、V曲げ、L曲げ、U曲げの3種類に分類され、ハット形状や筒形状などいろいろな形を成形します。
曲げ加工を用いた身近な製品には、ホチキスやフック、クリップなどがあります。
これらの製品の形状は、金属の平板を切って曲げることで得られます。単純に曲げただけの形状なので、加工は一見簡単なように感じられるかもしれませんが、一定の曲げ角度を得ることは容易ではありません。
プレス部品の成形における曲げ加工とは？？
プレス部品を成形する際の曲げ加工では、パンチとダイの間に鋼板を入れ、パンチを降下させることで、所定の角度や形状のフランジを作りますが、平板のV曲げを例に取ると、曲げた内側は圧縮成形に、外側は引張り成形になり、除荷後に外に広がって寸法変化するスプリングバックと、内側に変化するスプリングゴーという現象が起きます。
また、板幅方向の変形状態として、内側の圧縮、外側の引張りの応力により反りが生じることもあります。
さらに、曲線曲げにおいては、フランジ部が凹面は伸びの応力、凸面は圧縮の応力が働き、これらは逆方向に反りを生じさせるため、加工条件を適切に選び、両作用のバランスを取ることで反りを打消すことができるのです。
高い精度の曲げ成形は、スプリングバックとこれらの制御が重要となり、高張力鋼板等の硬度の高い材料ほど顕著となるので、高い成形力を必要としてプレス加工の能力も大きくなります。
2017年08月29日
協立精工が解説！プレス加工 金型や加工材料、特徴について
プレス加工とは
プレス加工（プレスかこう、英語：stamping）は、対となった工具の間に素材をはさみ、工具によって強い力を加えることで、素材を工具の形に成形（塑性加工）すること。一般には対となった工具のことを金型、加圧する機械のことをプレス機械と呼ぶ
引用:wikipedia
ざっくりいうと、プレス機械に、金型を取り付け、被加工材料を加工する加工方法です。 基本にプレス加工は塑性（柔軟で、一度固定された形が維持されること）があれば大抵の素材に利用できる加工方法ですが、主に金属加工（板金加工）を差すのが一般的です。板状の金属を立体的に変形させます。
プレス加工における金型とは？
プレス機械だけでは、プレス加工はできません。まず、作りたい形ののもととなる金型を作ります。 プレス加工における金型とは、同じ製品を加工するための「型」のことで、金型とは、金属を加工するため金属製で作られた型のことをといいます。材料を挟んで立体的に変形させるため、上型と下型で対となっています。 そして、その金型をプレス機械に乗せ、金属材料を金型ではさむようにして、プレス加工を行います。
プレス加工で使う金属材料は？
プレス加工で使用する金属材料は板状であることが主で、協立精工では、コイル材と呼ばれる、薄い金属板が巻かれた金属材料を使用しております。代表的なもので、鉄、ステンレス、アルミ、銅といった材料のプレス加工が可能です。
プレス加工の特徴
プレス加工では素材が経済的に使えます
1枚の金属板を曲げたり抜いたりして加工しますので、削る分の金属材料も必要とする切削加工などに比べ金属材料の歩留まりが良くなっています。
プレス加工では一定品質の部品の安定供給が可能です
作成したプレス金型の寸法精度が製品に転写されるため、一定品質の部品が連続で作られます。 協立精工では、一度作ったプレス金型も定期的に、または製品の状態を見ながらまめにメンテナンスを行い、品質の安定化に心を配っています。
プレス加工では複雑形状が容易に加工できます
プレス金型を作ってしまえば、複雑な形状でも単純な形状でも加工時間は変わりません。
協立精工が得意とするトランスファープレスでのプレス加工は複雑な形状の加工に向いています。 いかがでしたでしょうか。 協立精工でのプレス加工の特徴について説明させていただきました。 こんな形状をプレス加工できる？この素材のプレス加工は？といったご相談がございましたらお気軽にお問い合わせください。
2017年07月14日
鍛造思考のプレス加工
鍛造思考のプレス加工として、アルミ材のような柔軟性の高い素材の特性を活かした技法を取り入れ、鍛造加工で難しいとされる複雑な形状をプレス加工にて実現。真円度や振れ公差の精度が高く、安定した品質を保ちながら、量産加工できる金型製作により、安定供給を目指しております。
鍛造加工・プレス加工の違い
鍛造加工もプレス加工も同じ金属の塑性加工の方法ですが、以下のような違いがあります。
鍛造加工とは？
鍛造加工とは、金属を金型で叩きながら、押しつぶし目的の形にする加工方法です。冷間鍛造、熱間鍛造などの加工種類があります。
金属を叩く為、金属粒子が緻密になり強度が上がり、剛性が上がるといったメリットがありますが、生産に時間がかかる為、大量生産に向いていないというデメリットがあります。
プレス加工とは？
プレス加工とは、プレス機に金型を取付け、金属の板を挟んで加工する方法です。抜き加工、曲げ加工、絞り加工などの加工種類があります。金型を作ってしまえば、複雑な形状であっても、一定品質の部品が安定的に製造できるため、大量生産に向いています。
鍛造思考のプレス加工
プレス加工において、抜き加工・曲げ加工・絞り加工などが主な加工の種類と言われています。協立精工の精密絞り加工も絞り加工の一種ですが、今回ご紹介する製品に使用されている加工技術は、つぶし＝鍛造の技術です。
鍛造加工を行う場合、冷間鍛造プレス機といった鍛造加工用のプレス機を使用するのが一般的ですが、協立精工ではプレス加工のメリットである、『大量生産に向いている』『品質が安定する』この2つを最大限に生かすため、鍛造加工を一般的なプレス機を使用し、つぶしの精密プレス加工技術で複雑な形状を実現させました。
柔軟性の高い素材を使用
板厚は5㎜のアルミ材を使用
材料の特性を考慮し、アルミ材の中でもやわらかいタイプのA1070を使用しています。
厳しい公差管理
同軸度の公差・芯振れ公差について、同軸度の公差は100分1ミリ単位、芯振れ公差はミクロンの精度で管理されています。
特に、芯振れ公差を厳しく管理することで、振れが少なく安定した回転を促し、振動や異音といった問題を減らします。
今回は、鍛造思考のプレス加工ということで、板厚５㎜のアルミ材を使った製品をご紹介しました。
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2017年01月26日
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中国の生産拠点、協立譽威有限公司（Frameway Kyoritu Limited）の工場内風景です。
トランスファープレス群の製作風景の動画です。
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中国での生産にご興味がある方はこちらのページもご覧ください！
Fremeway Kyorituの情報はこちらから！
2014年03月5日
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日本協立にある高速プレス機の製作動画です。
協立精工動画集はこちらから！
2013年10月24日
