板金フランジ
板金フランジとは、曲げ線（または成形位置）から板金の端まで延長された直線または角度のある面を指します。フランジは単純な形状のように見えるかもしれません。 金属製作ただし、構造上の補強、二次コンポーネントの取り付け面、および組み立ての容易さが提供されます。
フランジ付きの板金部品を製造する際には、設計、材料の種類、組み立ての互換性、曲げ操作に関するいくつかの考慮事項が必要です。
次のセクションでは、フランジの種類、設計ルール、材料選択の影響、製造手順、一般的な問題について説明します。
板金フランジとは何ですか?
フランジ付き金属部品
フランジとは、曲げ線と既存の板金エッジによって定義される平らな板金面のことです。簡単な例としては、板金ストリップを曲げることで形成されるU字型の金属チャンネルの2本の脚が挙げられます。同様に、様々な部品や製品にフランジが含まれています。
金属フランジの形状、サイズ、特性を定義するために、さまざまな変数が使用されます。 シートメタル製作フランジ面、長さ、高さ、厚さ、ボルト穴、ガスケット面など、設計者と製造者は設計・製造時にこれらのパラメータを慎重に選択します。
板金フランジの種類
金属フランジの種類
作成するコンポーネントとアプリケーションの要件に基づいて、フラット パイプ、角度付きパイプ、ヘム、タブ、またはその他のタイプのフランジを選択できます。
板金フランジの各タイプを見てみましょう。
- フラットフランジ: 部品を取り付けるために使用される平らで滑らかな表面。オフセットや曲率なしで 90° に曲げて作られています。
- 角度付きフランジ: フランジとは、シートを90°以外の角度で曲げるか、または自由端に沿って任意の指定された曲率に曲げることによって形成されるフランジのことである。
- パイプフランジ: 名前の通り、パイプフランジは配管セクションの接合を容易にします。ボルト締め用のねじ穴が設けられており、溶接して恒久的な接合部を形成することもできます。
- 裾フランジ: 板金面に向かって曲げられたエッジを持つフランジで、ロールヘムフランジや角度付き曲げフランジなどがあります。板金ヘムは、鋭いエッジを補強し、美観を高めます。
- タブフランジ: タブは厳密にはフランジではなく、組み立て時に部品を結合、ロック、および配置するために曲げて形成される短い延長部です。
- 耳/ラグフランジ: 名前が示すように、イヤーフランジは、他の金属部品や取り付け具と接続するための留め具用の穴が付いた短いタブです。
- 穴フランジ: 主に補強と固定を目的として、成形またはエンボス加工によって板金部品の穴の周りに形成される円形のリングです。
- 溝付きフランジ: これは、小さな溝またはチャネルが組み込まれた板金の端にあるフランジであり、通常は密閉または接続の目的で使用されます。
- ロフトフランジ: 平行でないエッジやオフセット エッジを分離するために形成される遷移。異なる輪郭を結合してシームレスな製品/コンポーネントを作成する必要がある場合に使用されます。
板金フランジの設計ルール
板金フランジ設計
板金フランジに関しては、最小フランジ高さと長さの維持、タブと裾のサイズ設定、組み立てに関する考慮事項など、いくつかの設計ルールがあります。 次に、フランジと関連する板金フィーチャの 5 つの主要な設計ルールについて詳しく説明しましょう。
最小フランジ高さと長さ
フランジの高さと長さ
最低限の維持 板金部品のフランジ長さ 構造強度を維持するために重要であるだけでなく、プレス曲げ中にあらゆる種類のずれ（または金型からの滑り）を回避するためにも不可欠です。
最小長さ = 2～4 × 厚さ（t）、材料の種類によって異なります
最小高さ= 4 × 厚さ + 曲げ半径 (r)
フランジの高さを低くする必要がある場合は、まず板金を最小値まで曲げ、その後、レーザーまたはフライス加工で必要な高さに切断してください。詳細なサイズについては、標準フランジ表をご覧ください。
タブと裾の仕様
ヘムとタブの板金
これらの小さな突起は、曲げ加工時に損傷しないよう、製造性を考慮してサイズと設計を決定しなければなりません。さらに、タブと裾の長さを適切に設定することも、余分な材料のかさばりを抑えつつ機能性を確保する上で不可欠です。
推奨裾丈=1.5 × 板厚(t)、ほとんどの金属の場合
タブの最小長さ = 2 × 板厚（t）
タブの最大長 ≤ 4 × 幅 (w)
穴とスロット
板金の穴とスロット
フランジに穴やスロットを設計する場合、曲げ線からそれらの間隔は板厚の3倍以上必要です。この間隔は、強度低下や材料破損を防ぐために非常に重要です。したがって、最小穴径を計算し、考慮することも同様に重要です。
曲げ線から穴（またはスロット）までの最小距離 ≥ 3 × 板厚（t）
最小穴径 = 板厚(t) ～ 2 × 板厚(t) （材質による）
内側の曲げ半径
内側曲げ半径
曲げ半径が小さすぎると、金属成形工程中に材料が割れる可能性があります。そのため、板金の厚さよりも大きい曲げ半径を選択してください。
最小内側曲げ半径（r）≥ 板厚（t）
組み立てに関する考慮事項
合わせフランジ間のクリアランス、接合干渉の回避、ファスナー穴の位置、適切な曲げ許容度などの組み立て要素を考慮してください。
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材料選択の影響
フランジの材料選択は主に機能要件と作業の容易さに影響します。 板金成形したがって、必要な特性を特定し、優れた成形性とコストメリットを備えながら、どの金属がそれらの特性に適合するかを分析する必要があります。
一般的な板金フランジの材質は、ステンレス鋼、アルミニウム、軟鋼、銅です。それぞれが独自の物理的・機械的特性を持ち、成形性も異なります。
- ステンレス鋼： 耐食性、強度、疲労寿命、成形性に優れていますが、軟鋼や他の合金に比べて高価です。
- アルミニウム： 成形性、耐腐食性が高く、軽量用途に適しています。ただし、アルミニウムの最小曲げ半径はステンレス鋼や合金鋼よりも大きくなります。
- 鋼： ステンレス鋼やアルミニウムよりもコスト効率が高く、靭性が高く、重機や構造用途に使用されます。
- 銅： 優れた成形性、熱伝導性、電気伝導性、美観に優れています。
- 真鍮： 強度と導電性のバランスがとれており、耐腐食性があり、継手や配管などに使用されます。
板金フランジ加工のステップバイステップのプロセス
フランジのV曲げ
金属フランジ加工工程には、設計、板金切断、作業設定、板金曲げ、表面処理など、複数の工程が含まれます。場合によっては、専門の 金属 製造技術 フランジの製造には、スタンピングやロール成形などの方法が使用されます。
以下のリストは、板金フランジ加工の段階的なプロセスを示しています。
- デザイン： CADソフトウェアで板金設計を作成することから始まります。設計時には、サイズ、公差、そしてフランジに関連するすべてのフィーチャを考慮します。
- 材料の選択: 適切な板金と厚さを選択し、設計に基づいてフランジの表面に印を付けます。
- シートカット： 大きな金属板のブランクを、設計した部品を形作るのに必要な平らなサイズに小さく切ります。
- 操作設定: CNC マシンを使用している場合は、金型をセットしてブレーキを押し、G および M コード ファイルを作成してアップロードします。
- 曲げ操作: 金属板を送り込むと、プレスブレーキがそれを強制的に押し込み、曲げを形成します。
- 検査と仕上げ: 曲げ加工後、測定器を用いて欠陥の有無、寸法精度、均一性を確認します。その後、仕上げが必要な場合はバリ取り、研磨、コーティングを行います。
板金フランジ加工の一般的な問題とその回避方法
フランジ欠陥
フランジ加工中に起こりうる問題と防止策を考慮することは、 精密金属加工 特に精度、正確性、全体的な品質がアプリケーションのパフォーマンスに影響を与える場合は、フランジが重要です。
クラッキング エンドラインの外面を横切るのが最も一般的で、これは通常、曲げ半径が小さい場合に発生します。 パンチプレスの跡 打撃と型の跡が表面に見える場合があります。
スプリングバックを補正しなかったり、不適切なダイクリアランスを設定したり、ずれが生じたりした場合は、 曲げ角度の精度さらに、形状歪みやフランジ波打ちが発生するリスクもあります。
フランジングの問題を回避するには、次の予防戦略を検討してください。
- 板金フランジにどのような製造技術を使用しているかに関係なく、製造性を考慮した設計 (DFM) を検討してください。
- 適切な厚さ、曲げ半径、フランジの高さ、長さ、その他の寸法パラメータを選択します。
- 曲げラインとフランジ上の穴やスロットなどのフィーチャ間の間隔が適切であることを確認します。
- サイズ、形状、機能、許容範囲を標準化するようにしてください。
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板金フランジの用途
フランジは個別のコンポーネントではなく、単純なブラケットから複雑な筐体やアセンブリまで、無数の板金部品や製品に使用されています。
フランジの用途を見てみましょう。
- 構造強化: フランジは、厚みを増やすことなく構造物の剛性を向上させるために使用されます。例：電子機器のシャーシ、取り付けブラケットなど
- 取付： フランジは、取り付けや接合（溶接、リベット、ボルト締めなど）のための平らな面を提供します。例：自動車のECUブラケット、筐体およびハウジング部品、フレーム、固定ブラケットなど。
- 安全性とエッジ仕上げ： フランジには仕上げ用のヘムも組み込まれているため、部品を安全に取り扱うことができます。
- ポジショニング： フランジは、電気筐体から冷蔵庫のパネルまで、金属部品において嵌合部品の位置を定めて位置合わせするために使用されます。
- 接合面: フランジは、板金タンク、屋根材、工業用ダクトなどの接合面として使用されます。
業界別に見てみると、 自動車、建設、航空宇宙、空調、建築、電子機器その他多くの業界ではフランジ付きの板金部品が使用されています。
結論
フランジは板金部品において重要な部位であり、補強材として、また組立時に接合面として機能し、特定の機能的目的も果たします。しかし、設計、材料選定、成形工程においては、様々な要素を考慮する必要があります。
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よくあるご質問
板金におけるフランジとは何ですか?
フランジとは、曲げ線から既存の板金エッジまでの延長部分です。また、フランジは板金部品のフィーチャであり、固有の部品や製品ではありません。
金属フランジは何に使用されますか?
金属フランジは、構造的な強度、取り付け面を提供し、組み立て作業をサポートし、嵌合部品の位置決めに役立ちます。
最小フランジ距離はどれくらいですか?
推奨される最小フランジ距離 (曲げ線から端まで) はシートの厚さの 4 倍ですが、金属の種類や使用するツールによって異なる場合があります。