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試作人基礎講座

公開日: | 更新日: | 試作人基礎講座

板金加工ってどんな加工?種類や加工方法をご紹介します♪

さて、本日は板金加工について、記事を書いていきたいと思います!
製造業に携わっている方であれば当たり前のことかもしれないですが、お付き合いください♪

必達試作人
必達試作人
短納期の板金加工は大阪のアスクへ!

板金加工とは

ブレーキプレス

弊社所有のブレーキプレス

板金加工とは金属の板材を切断したり曲げたりして任意の形状に加工することを言います。
その適用範囲は広く、金属製品の部品にはほぼ使われているといっても過言ではありません。

1枚の薄板に対し、曲げ、溶接、表面加工を行うことで目的の形状を得ることはもちろん、強度の向上、軽量化、複雑形状の製作、費用の節約といったメリットもあります。
中でも強度の向上と軽量化は板金加工を行う上での最も魅力的なメリットと言えます。

弾性変形と塑性変形

材料は力を加えると瞬時に変形しますが、力を取り去ると元に戻ります。
これを「弾性変形」といいます。

しかし、一定の力を超えると力を取り去っても変形が残る性質があります。
これを「塑性変形」といい、板金加工はこの塑性変形を利用した加工です。

板金加工の多くはプレス機を使用するので、プレス加工ともいいます。

板金加工の種類

①切り離す「せん断加工」

はさみのように2枚の刃ではさみこんで切断する加工が「せん断加工」です。
その中でも、金型で打ち抜く加工を「打抜き加工」といい、打抜き形状は丸や角などさまざまです。

②L形やU形、Z形に曲げる「曲げ加工」

曲げ加工とは、板金を曲げる加工です。
曲げ形状はL字に曲げたり、さらに折り返してU形やZ形などに変形させることが出来ます。

③コップ形状に成形する「深絞り加工」

平面形状の板金を、コップなどの容器形状に変形する加工です。
一枚の板が立体形状になります。

④板金にネジ加工する「バーリング加工」

板金にネジ加工したい場合、その多くは板が薄いために必要なネジ長さを確保できません。
そこで下穴にパンチを打ち込むことで、穴の円周部が凹状に伸びて、板厚が疑似的に増えた状態になります。
この凹部にネジ加工することをバーリング加工といいます。

板金加工の加工事例

板金の試作品 板金の試作品

せん断加工

①パンチが下降して、パンチとダイの切れ刃が板金に食い込む。
②切れ刃付近が急激に伸ばされ、伸びの限界を超えると双方から亀裂が入る。
③この亀裂がつながりせん断が終了する。

せん断加工では必ず「だれ」と「バリ」が発生するので、加工後にバリ取りにより除去します。

曲げ加工

平らな板材を曲げると、内側は圧縮され、外側は伸びが発生します。
この圧縮と伸びの境目、すなわち圧縮もせず伸びもしない面を中立面といいます。

曲げると中立面より外側は薄く、内側は厚くなるため、曲げが十分にゆるいと中立面は板厚の中間位置にきますが、曲げが厳しくなると中立面は内側に寄ってきます。
そのため、曲げる前の寸法を表す「展開長」を算出する際には、中立面を考慮しなければなりません。

曲げが厳しいと外側の伸びが限界にきて亀裂が生じるため、亀裂が発生しない限界を最小曲げ半径と呼んでいます。
最小曲げ半径は曲げの内面の半径を指し、材質によって変わりますが、板厚と同寸法が一つの目安です。

たとえば板厚1.0mmなら最小曲げ半径も1.0mmです。
この最小曲げ半径がつくことが許されない場合は、板金加工ではなくフライス加工を行います。
また曲げた際の背の部分には反りが生じて、馬のくらのような形になります。

深絞り加工

平らな板金から容器形状に変形させる深絞り加工は、家電製品から自動車の部品まで幅広く行われています。
身近では、ビールのアルミ缶が深絞り加工でつくられています。
材料を引き延ばすことから、軟らかい材料が用いられます。

鉄鋼材料では冷間圧延鋼板のSPCDやSPCE、またアルミニウム材料や真鍮が使われます。
この深絞りの加工には、手作業でハンマを打つ方法や、パンチとダイで成形する方法があります。
また円盤状の板金を回転させながら、へらと呼ばれる工具を押し当てて変形させる工法を「へら絞り」といいます。
このへら絞りは「スピニング」とも呼ばれ、高度な技術が要求されます。

バーリング加工

板金にネジ加工が必要な際に、そのままでは薄くて必要なネジ長さが確保できない場合、その解決策の一つが「バーリング加工」です。
ネジの長さは一般的なものではネジ径寸法と同じ長さ以上必要で、カバーなどの力がかからないものでは4ピッチ分以上必要となります。

そこで、板金に下穴をあけてから、市販のバーリングパンチを打ち込んで、穴を広げながら凹状に伸ばします。
これにタップでネジ加工を行い、必要なネジ長さを確保します。

しかし、材料が伸ばされることで肉厚が薄くなっている上に、機能するネジ山の信頼性が低いので、これが問題となる場合にはほかの手段としてナットを溶接するか、もしくはプレスナットを使用します。

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株式会社アスク

【この記事の著者】

株式会社アスク 営業部

小ロット・小物部品の製作を手掛け、手のひらサイズの部品製作を得意としています。国家検定1級技能士が多数在籍し、一日でも早く製品をお届けするためお見積りの回答は最短1時間!
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