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せん断せんだん 加工で発生するバリの原因と 対策たいさく

板金加工ばんきんかこう を行うと、どのようにして、バリが 発生するのでしょうか?
バリの発生を 防止ぼうし する事は可能 なのでしょうか?

このページでは、 板金製品ばんきんせいひん の形を決めるための加工として最も多く用いられている、せん 断加工だんかこう によって発生するバリの発生メカニズムと 対策たいさく について述べる事とさせて頂きます。 まずは、 専門家向せんもんかむ けにその内容を 記載きさい します。(後で 初心者用しょしんしゃよう の説明もあります。)

せん 断加工だんかこう によるバリの 生成せいせい メカニズム

一般いっぱん に、タレパン等を使った 板金ばんきん 打抜きうちぬき 加工の せん断せんだん 切り口は、図(1)のような 形状けいじょう となり、だれ、せん 断面だんめん破断面はだんめん およびパリの4つの 部分に分けられます。

図1

この4つの部分の大きさは、 板材いたざい材質ざいしつ形状けいじょう 、クリアランス、せん だん プレードの 摩耗まもう によって左右されます。  図(2)に示すようなせん 断機構だんきこう から 板厚いたあつ の1〜2%のバリが 必然的ひつぜんてき に発生します。

図2                             図3

パンチやダイのエッジ 近傍きんぼう で、それらの 側面そくめん引張状態ひっぱりじょうたい になり、エッジ 丸味まるみ dだけ はな れたとこ ろでクラックが発生し、パリとなります。 すなわち、エッジ 丸味まるみ にほぼ等しい高さのバリが 生成せいせい します。 このことから、バリ高さでせん だん プレードの 摩耗状態まもうじょうたい認知にんち し、パンチの 再研磨時期さいけんまじき を決める事ができます。

エッジ丸みが 鋭利えいり なほど 引張応力ひっぱりおうりょく集中しゅうちゅう して、パリは小さくなりますが、せん 断回数だんかいすう増加ぞうか とともにエッジ 丸味まるみ が大きくなると 圧縮応力あっしゅくおうりょく増大ぞうだい し、バリも大きくなります。  図(3)は、バリの高さに およ ぼすクリアランスの 影響えいきょう を示すものです。
クリアランスが大きくなりすぎると 引張応力ひっぱりおうりょく集中しゅうちゅう しないためにバリが 大きくなり、逆に小さくなりすぎると 圧縮応力あっしゅくおうりょく増大ぞうだい して 材料ざいりょう延性挙動えんせいきょどう によってバリが大きくなります。

ファイン・プランキングによるせん 断面だんめん大部分だいぶぶん がせん だん による 破断面はだんめん となり、 板面いためん垂直すいちょく にせん だん されて 寸法精度すんぽうせいど も高くなりますが、 加工硬化かこうこうか した 鋭利えいり なパリを 生成せいせい してしまいます。 せん 断加工だんかこう においては、 板抑いたおさ えがある方が良く、 材料ざいりょう脆性ぜいせい があるほど好ましい事になります。 表(1)は、バリを 最小さいしょう にする 各種材料かくしゅざいりょう に対する 適正てきせい クリアランスを示します。

 
表(1) 適正てきせい クリアランス  (%は 板厚いたあつ に対する 比率ひりつ で左右クリアランスの 合計ごうけい


様々さまざま なバリのパターンと 対策たいさく

タレパンやプレスでせん だん を行っている場合、バリにお なや みの方は下記を参考にして下さい。

バリの形態
原因
対策


部品の 全周ぜんしゅう に発生する 均一きんいつ なパリ

せん 断面だんめん二次せん断面にじせんだんめん がある。 小さいクリアランスが 最大さいだい の原因で、エッジの 磨耗まもう要因よういんひと つである。 

適性てきせい クリアランスは 精密打抜きせいみつうちぬき の場合には4〜6%、 一般的いっぱんてき に8〜10%で ダイのエッジに 再研削用さいけんまよう平行部へいこうぶ のある 金型かながた ではクリアランスを 大きくする。 エッジが 磨耗まもう するとクラックの 発生がおくれて、クリアランスが小さい場合と 同様どうよう現象げんしょう を生じるため、 再研削さいけんま を行う。


部分的ぶぶんてき に生じる 不規則ふきそく なバリ

部分的ぶぶんてき に大きなパリを発生して、せん 断面だんめんふか いきずを 生 じている。 ダイまたはパンチの 一部いちぶ損傷そんしょう した場合に生じる、 軟質金属なんしつきんぞく では 潤滑油じゅんかつゆ不足ふそく による焼きつきが原因となる。  熱処理ねつしょり によるパンチ・ダイの 欠陥けっかん かじりあるいはごみのかみ込みなどが原因となる。

パンチ・ダイの 取付とりつ け時におけるかじりがないこと、 工作物こうさくぶつ金型かながた付着ふちゃく するごみがないことが必要である。  工作物材質こうさくぶつざいしつてき した 潤滑油じゅんかつゆ を使用する。  切削加工せっさくかこう によってダイ・パンチの 損傷部分そんしょうぶぶん削除さくじょ したのち、ラッピングを行う、 金型かながた熱処理ねつしょり をやり直す。


不均一なバリ

パンチ・ダイの 中心ちゅうしん のずれが原因である。 かた組立不良くみたてふりょう 、ブレス 機械きかい への 取付不良とりつけぶそく打抜時うちぬきじ側応力そくおうりょく によるパンチの げ、プレス 機械きかい精度不良せいどふりょう 。プレス 能力不足のうりょくぶそく およびプレーキスルーなどが原因である。

金型かながた組立くみたて てやブレス 機械きかい への 取付とりつけ けを正しくし、クリアランスが 均一きんいつ になるようにする。 さん はば が小さすぎたり、 工作物こうさくぶつ挿入不良そうにゅうふりょう によりパンチに 側圧そくあつ が加わらないようにする。 プレス 機械きかい のスライド面のすき間を少なくする。  金型かながた のがたが大さいと 打抜うちぬ きの 瞬間しゅんかん 、パンチが 必要以上ひつよういじょう にダイにくいこむプレーキスルーにより、 かた損傷そんしょう とパリの発生が 増加ぞうか する。 プレス 機械きかい能力のうりょく の70〜80%以下で使用することが のぞ ましい。

除去しにくいバリ

クリアランスの 過大かだい が原因である。 だれが大きくせん 断面だめん割合わりあい非常ひじょう に大さくなり、 中央ちゅうおう にくぽみを生じる。 

クリアランスを小さくする。ダイの 内側うちがわ放電被膜ほうでんひまく のコーティングや焼きなましを行うコーキングを 実施じっし する。


コーナー部の大きなバリ

コーナ部はクリアランスが大きくなりがちで、パンチも 摩耗まもう しやすくなる。

製品設計せいひんせっけい許容きょよう される限りのコーナRをつける、合せ がた ではコーナ部分で組合わせると 鋭角えいかく になるので 極力避きょくりょくさ ける。 パンチはできるだけ 耐摩耗性たいまもうせい のある 材質ざいしつ採用さいよう する。




板金屋ばんきんや さんでは、バリ無しのせん 断加工だんかこう はありえない

上の表に述べた内容は、 最適さいてき なせん だん を行うための 注意点ちゅういてん と言い える 事も出来ます。 しかし、 大き過ぎるバリを小さくする事は出来ますが、 たとえ、 最適さいてきせん断せんだん を行っても、 微細びさい危険きけん なバリは 必ず発生してしまう という点が 重要じゅうよう です。
上記の事を 完全かんぜん理解りかい して 対策たいさく を行っても、 結局けっきょく 、 小さくなったバリに ゆび りつければ ゆび は切れます。

せん だん途中とちゅう で、この図で示す 理想的りそうてき なクラックを 発生させる事が出来るのであればバリは発生 しません。 しかし、 現実的げんじつてき には、それは 不可能ふかのう です。 その理由はパンチやダイには、どんなに 鋭利えいり にしようとしても、 少 なからずコーナーRというものが 存在そんざい します。 使用を かさ ねれば、 摩耗まもう によって 刃先はさき は、さらに丸まってしまいます。 その上、クラックは、 厳密げんみつ には、 刃先はさき先端せんたん からは発生しないからです。
なお、 板金屋ばんきんや さんの世界では、バリと呼んでいますが、 塑性加工そせいかこう を勉強している 学者がくしゃ さん達は、バリとは呼ばず“かえり”と呼ぶ事が多いようなのでご注意ください。

板金ばんきんせん断せんだん 加工の 主役しゅやく は、タレパン( NCTPPエヌシーテーピーピー )ですが、タレパンで せん断せんだん 加工を行えば、全ての 加工箇所かこうかしょ裏面うらめん には100%バリが 発生 し、 かりゆび りつければ、 怪我けが をしてしまいます。

本等ほんなど には、 上下打抜き加工法じょうげうちぬきかこうほう など、 特殊とくしゅ なバリの出ない、せん 断方法だんほうほう もあると書いてありますが、これは、 解決かいけつ の方法にはなりません。 あまりにも 設備せつび コストが かか り過ぎるために、ほとんどの 板金屋ばんきんや さんでは、 用いられる事がないからです。

“ならば、レーザー 切断せつだん を行えばよい”という方も多くおられると 思いますが、実は大きな差は無く、レーザー 切断せつだん で発生するピン かど によって、 怪我けが をしてしまうケースもあり、レーザー 切断せつだん であっても、 R面取りアールめんとり指示しじ をされる場合が 増加ぞうか しています。

結局けっきょく のところ、 板金屋ばんきんや さんにとって、バリ取り機は 必需品ひつじゅひん という事になります。


次ページはレーザー加工で発生するピン かど についてです。



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