スタンピングプロセス
製造業における数多くの冷間成形プロセスは、金属板を室温で所望の形状に加工する。標準的な冷間成形技術には、プレス加工、鍛造、押出成形、圧延、引抜き加工などがある。これらは、板金加工において簡便かつ費用対効果の高い手法である。
金属スタンピングは板金加工における最も一般的な冷間成形技術であり、自動車、電子機器、航空宇宙、通信など、さまざまな用途に使用されています。この記事では、 スタンピングのプロセスに対する理解を深めるために、スタンピングの材料、手順、種類、用途について説明します。
金属スタンピングとは何ですか？
金属プレス 金属プレス加工は、圧力と所定の形状の金型を用いて、金属のコイルやシートを所望の形状に加工する製造手法です。プレス金型は、あらかじめ設計された工具であり、材料を金型に送り込み、圧力を加えることで目的の形状に加工します。これにより、金属部品を高い再現性で大量生産することが可能になります。金属プレス加工は、プロセス、システム、および工具の最適化により、より工業化が進んでいます。 (カール・ヨハン・ヨンソン、2021).
加圧機械は、 スタンピングダイ、およびパンチは、スタンピングプロセスの XNUMX つの重要なコンポーネントです。 特定の部品には特定の金型が必要であり、それがプレスに取り付けられ、金属が供給されて形状が作成されます。
穴、スロット、または繰り返し開口部がある部品については、以下を参照してください。 板金パンチングサービス材質、厚さ、図面基準点、および仕上がりエッジの要件を含めて、工具と加工工程を評価できるようにしてください。
ダイスタンピングプロセスでは、金属シートが必要な形状とスクラップを生成すると思われるかもしれませんが、すべての場合においてそうではありません。 たとえば、板金片を金型に供給してプレスすることにより、スクラップを残さずに U 字型の部品に変換できます。
コンポーネントの複雑さによっては、各部品を製造するために、打ち抜き、ブランキング、エンボス加工、フランジ加工、曲げ加工など、多くの手順が必要となる場合があります。
スタンピングで加工できる材質は何ですか?
金属スタンピングは、金属要素や一部のプラスチックおよび複合材料にも適しています。以下はスタンピングで使用される一般的な材料です。詳細については、当社の材料ページをご覧ください。
- 鋼鉄
- アルミ
- 銅
- 真鍮
- チタン
- ニッケルクロム合金
- ポリスチレン
- ポリプロピレン
- ABS
- カーボンファイバー
- アラミド繊維
金属プレス加工の種類
標準的なスタンピング手法に基づいて、順送ダイ、XNUMX つのスライド、深絞り、およびショートラン スタンピングの XNUMX つのプロセスがあります。
1.プログレッシブダイスタンピング
プログレッシブダイスタンピング
名前が示すように、プログレッシブスタンピングとは、一度の供給で一連の異なる金型を適用することを指します。 シートメタルは、パンチングや切断などの最初の操作を実行する最初の金型を介して供給されます。 その後、次の金型に移動し、次の作業が行われるというように、最終製品が作成されるまで続きます。
異なるスタンピング操作を XNUMX つのプロセスで同時に実行できるため、穴、スロット、曲げなどの複数の特徴を持つ複雑な部品の製造が可能になります。 もう XNUMX つの重要な利点は、順送金型スタンピングが迅速で労働集約性が低いため、全体の製造コストが削減されることです。
2. XNUMXスライドスタンピング
XNUMXスライドスタンピングマシン
4 スライド スタンピング プロセスとは、1 つの金属片に対して、パンチング、曲げ、成形などの複数の金属スタンピング操作を 1 回の操作で行うことを指します。これは、「4 スライド プレスまたはマルチスライド プレス」と呼ばれる特殊な機械によって行われます。この装置は、さまざまな操作を実行するための 4 つの調整可能なスライド (またはツール ステーション) で構成されています。ワークシートは機械に送り込まれ、スライド間を移動して、スタンピング操作を連続して実行します。さまざまな形状や機能を持つ部品を製造するために、簡単に再構成できます。
このプロセスは、小規模から中量の生産に最適であり、一般的に次の目的で使用されます。 公差が厳しい小型で複雑な部品を製造します。
3.深絞りスタンピング
深絞りスタンピングの概念 (李、2022)
深絞りスタンピングプロセスでは、パンチによって板金を金型に押し込みます。 パンチによって金属が強制的に流れ、サイコロの形状とまったく同じように、深い部分または複雑な部分が形成されます。
深絞りスタンピングは、ワークシートのブランクをホルダーにクランプすることから始まります。 「ブランクホルダー」 パンチを囲むもの。 パンチが金型内に下降すると、ワークシートのブランクが金型内に押し込まれ、金属が強制的に流れて金型の形状に適合します。 このプロセスは、缶、カップ、容器など、均一な厚さの深い形状または複雑な形状を作成するのに適しています。
4. ショートランスタンピング
短期スタンピングでは、1 回の実行で少数の金属部品 (通常は 1000 ～ XNUMX 個) を生産します。 これは、プログレッシブスタンピング、XNUMX スライドスタンピング、深絞りスタンピングなどのさまざまな方法を使用して実現されます。
ただし、このプロセスでは、パンチ プレスやシャーなどの自動または半自動の機械が使用されます。 短期生産は通常、プロトタイピング、テスト、または小規模生産実行用の部品を生産するために使用され、比較的低コストで少量の部品を生産することが容易になります。
さまざまなスタンピング操作とは何ですか
要件と意図した形状に基づいて、いくつかの金属打ち抜き加工が行われます。材料の切断を伴うもの（副産物としてスクラップ）もあれば、切断を伴わないもの（ワークシートからスクラップを生成しない）もあります。ただし、いずれの場合も、ワークシートを金型でプレスして形状を作成する作業が含まれます。
| 曲げ | 曲げる工程は比較的わかりやすいです。 ワークシートを特定の金型に挿入し、ラムまたはプレス ブレーキでプレスして、変形によって希望の曲げ角度を作成します。 |
| ブランク | ブランキングでは、打ち抜かれたピースが最終製品となります。 パンチとダイをブランクに合わせることから始まります。 パンチがダイに当たり、板金を正しい形状に切断します。 パーツが完全に切り取られたらプロセスは完了です。 |
| 刺すような | ピアスとは、パンチプレスを使用して小さな穴、スロット、または切り抜きを開けることです。 ピアシングダイがワークピースを保持し、パンチがダイ内に下降して、板金に切断または穴を開けます。 |
| 描画 | 絞り加工は、金属板を金型に通して引っ張って特定の形状または形状を作り出す、別のタイプの金属スタンピングです。 これは、強力なラムを使用して板金に引っ張り力を加える絞りプレスを使用して実行されます。 |
| エンボス加工 | エンボス加工とは、パンチとダイを使用して金属シートに隆起面を作成することです。 パンチには必要な形状のネガ イメージが含まれており、これが金属板に押し込まれ、表面に隆起または凹んだイメージが残ります。 |
| コイニング | 名前が示すように、コイニングとは、コインの特徴に合わせて金属板を成形することを指します。 XNUMX つのダイを使用して、ワークシートの反対側を互いに押し付けて、ワークシートを目的の領域にインプリントします。 |
| 切開 | ランシングでは手術後にスクラップが発生しません。 この操作では、XNUMX 回のダイス打撃でワークピースをせん断し、曲げます。 シートメタルにスロット、ノッチ、またはその他のフィーチャーを作成します。 |
| カーリング | 硬化とは、板金をドアのヒンジなどの管状の形状または輪郭に変形させることを指します。 このプロセスは通常、カーリング マシンやプレス ブレーキなどの特殊なツールまたは機械を使用して実行されます。 |
| 裾上げ | 板金ヘミング 金属板の端を折り曲げて、端に厚みを加えます。 |
| フランジング | フランジ加工とは、曲線に沿って材料を曲げることを指します。 これには、板金の XNUMX つ以上の特定の領域に圧力を加えて、板金を曲げて曲線に沿って形成することが含まれます。 |
これらの金属打ち抜き加工は、低コスト、迅速な生産、複雑な形状の加工、そして精度の高さから人気があります。打ち抜き加工は、 公差 ±0.125 mm ～ ±1.5 mm (Zhang) の範囲です。
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スタンピングプロセスのコスト
一般的に、 刻印費用 他の金属成形プロセスよりもコストが低くなります。これは、部品を別々に製造して、最終部品または製品に組み立てる必要がないためです。代わりに、板金スタンピングでは、1 サイクルで最終部品を作成し、その後トリミングなどの後処理を行います。
ただし、スタンピングの正確なコストは、板金材料、精度、生産量など、特定の設計の仕様によって異なります。以下は、コストに影響を与える一般的な要因です。
材料の種類： たとえば、アルミニウムは真鍮や銅よりも安価です。
必要な精度: 厳しい許容誤差要件により、スタンピングコストが増加します。
生産量： 大量生産では、少量生産に比べてコスト（単価）が大幅に安くなります。
複雑： 複雑な金型設計と長い生産サイクルのため、複雑なスタンピング部品はコストが高くなります。
プレス加工の応用例
プレス加工で作成したパーツです。
プレス部品や製品は、日用品や台所用品から最先端の航空宇宙部品に至るまで、あらゆるところにあります。 迅速で簡単な手順、低コスト、精度により、さまざまな自動車、航空宇宙、電子機器の用途に適しています。
| 業種 | 用途 |
| 自動車 | 自動車産業は、スタンピング技術の進化において重要な役割を果たしています。 当初はさまざまな自動車部品を製造するために開発されましたが、現在は自動化およびコンピューター制御の段階にあります。 スタンピングプロセスを使用する自動車の一般的な部品には、ボディパネル、エンジン部品、トランスミッション部品、サスペンション部品、内装などが含まれます。 |
| ディスプレイ・電子機器関連 | コネクタ、スイッチ、エンクロージャ、リレー、変圧器コアなど。 |
| 航空宇宙 | スタンピングプロセスでは、機体部品、エンジン部品、車輪、ブレーキ、座席、客室の壁、流体システム部品などのさまざまな航空宇宙部品が製造されます。 |
| 家電製品 | 洗濯機のドラム、冷蔵庫のドアライナー、オーブンラック、電子レンジのプレート、ブレンダーのブレード、コーヒーメーカーのフィルターなど。 |
| 軍事と防御 | 装甲板、ヘルメット、マガジン、トリガー、アンテナ、コネクタ、ナビゲーション システム、照準システム。 |
| 医療 | メスの刃、鉗子、ペースメーカー、人工関節、医療用チューブ、ブレース、添え木、歯冠、医療用センサー、顕微鏡、遠心分離機、聴診器、人工心臓弁、人工腱など。 |
結論
金属スタンピングは、板金加工でよく使われる冷間成形技術で、圧力と金型を使用して、コイルや金属板を希望の形状に成形します。このプロセスにより、優れた再現性で金属部品を大量生産することができ、自動車、電子機器、航空宇宙、通信などのさまざまな業界で使用されています。
正確なプレス加工部品を作るには、適切な金型の設計と製作が不可欠です。Bodaはプレス加工サービスに関するあらゆる専門知識を有しています。経験豊富なエンジニアが金型を設計し、自動プレス機で様々なカスタム金属プレス加工を実行します。ご要望がございましたら、お気軽にお問い合わせください。 スタンピングサービス、見積もりをリクエストしてください。XNUMX 時間以内にすべての詳細を返信します。
よくある質問
金属プレス加工工程の構成要素は何ですか?
プレス機、スタンピングダイ、パンチはスタンピングプロセスの XNUMX つの主要なコンポーネントです。 特定の部品には特定の金型が必要であり、それがプレスに取り付けられ、金属が供給されて形状が作成されます。
金属プレス加工にはどのような種類がありますか?
さまざまなタイプのスタンピングプロセスには、プログレッシブダイスタンピング、XNUMX スライドスタンピング、深絞りスタンピング、およびショートランスタンピングが含まれます。
スタンピングで加工できる材質は何ですか？
スタンピングで加工できる最も一般的な材料は、スチール、アルミニウム、真鍮、銅、チタン、ステンレス鋼、ニッケルクロム合金、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、グラスファイバー、カーボンファイバーなどです。
金属プレス加工プロセスを使用する一般的な業界は何ですか?
金属プレス加工は、自動車、電子機器、航空宇宙、通信などのさまざまな業界で使用されています。また、さまざまな家電製品や医療機器の製造にも使用されています。
参考情報
- カール・ヨハン・ヨンソン、RS（2021）。 板金成形用スタンピングツール：現状と将来の研究方向。 IOS Press 電子ブック、https://ebooks.iospress.nl/ から。
- リー、S. (2022)。 金属部品や構造物を作成するための板金深絞り加工。 材料百科事典: 金属と合金.
- Zhang、J. (nd)。 スタンピングデザインガイドライン。 http://bowmannz.com/ から。