プレスブレーキコントローラーと板金の曲げ控除

Apr 26, 2023

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質問: 現在、曲げる前に材料の平坦な長さを計算するプレス ブレーキを使用していますが、これはどこかで見た曲げ許容値の公式に従っていないようです。

たとえば、私は通常、12 mm のダイと半径 1 mm のパンチを使用して、厚さ 0.67 mm のシートを曲げます。 90 度に曲げる場合、外側の寸法を考慮すると、元の素材から 1.54 mm の寸法を取る必要があると機械が計算します。 私たちのツールを考慮すると、内径 1.872 mm を達成する必要があります。 しかし、これを曲げの計算式に代入すると、結果として生じる曲げの差し引きは、機械が示す 1.54 mm には遠く及びません。

私が読んだすべての式とは異なる式でマシンがプログラムされているように見える理由について、いくつかのヒントを教えていただければ幸いです。 また、メートル法の測定については申し訳ありません。 私はイギリスの出身です

回答: メトリクスの測定値については心配する必要はありません。 ここ州でもメートル法と帝国単位の両方を使用しています。 そうは言っても、当面の問題を解決できるかどうか見てみましょう。

まず、免責事項: 実際に現場に行ってプレス ブレーキとそのコントローラーを操作しないと、なぜ結果が得られるのか自信を持って言うのは困難です。 また、ターゲットの内側曲げ半径がわからないため、1.0 mm (0.039 インチ) であると仮定します。 また、曲げ角度は 90 度で、精密研削工具を使用してエアフォーミングしていると仮定します。

では、なぜあなたのマシンはあなたが読んだものとは異なる計算式を使用しているように見えるのでしょうか? 多くのプレス ブレーキ コントローラーは若干異なるアルゴリズムを使用していますが、これから説明するものとそれほど変わりません。 米国では、これらの公式は Machinery's Handbook にも記載されています。

用語とその適用、および対処する必要がある関連ツールの選択の問題については、一般的に混乱があります。 これらの問題により、プレス ブレーキ コントローラーからのデータに関するご質問に戻ります。

ほとんどのコントローラーは、ツールの正しい選択など、いくつかの基本パラメーターに基づいて計算を行います。 最近のコントローラーは通常、エア フォーミングを手法として使用して計算を行うため、ボトムベンディングを行っている場合、戻り値はオフになります。

また、プログラムでは、ダイ開口部が大きすぎるか小さすぎるか、またはパンチ ノーズ半径が鋭すぎる場合に発生する問題も考慮されていません。 管理者によって生成された情報が悪用される可能性もあります。 たとえば、曲げ控除値が本来あるべき場所で曲げ許容値が使用されていますか?

まず、3 つの主要な曲げ関数とアプリケーション (図 1 を参照)、外側セットバック (OSSB)、曲げ許容値 (BA)、および曲げ控除 (BD) の式を定義することから始めます。

図 1. ここに示されている曲げ許容値は、フラット ブランクを作成するために合計外形寸法から差し引かれる (「差し引かれる」) 曲げ控除 (BD) とは異なります。 ここにも示されている外側のセットバックは、接点から曲がりの頂点まで測定されます。

BA は、部品のエッジから平面と半径の間の接点までの曲げの寸法に追加される値です。 次のように計算されます。

BA = [(0.017453 × 内側曲げ半径) + (0.0078 × 材料の厚さ)] × 外側曲げ角度

0.017453 の値は 180 を超える pi であることに注意してください。その 0.0078 の値は、0.017453 (やはり 180 を超える pi) に k 係数を乗算することで求められます。 この場合、k ファクターは 0.4468 に等しくなります。 また、曲げ角度は常に外側の角度の測定値として与えられます (つまり、図 1 の外側の曲げ角度)。

アプリケーションでは、帝国単位の測定を使用した BA は次のようになります。

[(0.017453 × 0.039) + (0.0078 × 0.026)] × 90 = 0.0795 インチ

メトリック測定を使用した同じ式を次に示します。

[(0.017453 × 1.0) + (0.0078 × 0.67)] × 90 = 2.0411 mm

メートル法の値とインチの値を比較する場合、計算はわずかに異なるだけであることに注意してください。

0.0795 インチ = 1.981 mm

2.0411 mm = 0.080 インチ

図 2. 曲げ許容値は、曲げの接線 (X1 と Y1) に対して測定した合計内径に加算され、曲げ控除は外径 (X と Y) の合計から減算されます。

外側セットバック (OSSB) は、半径と平らな接線点から曲げの頂点までの測定された距離です。

OSSB = [Tan (曲げ角度の半分) × (材料の厚さ + 内側の曲げ半径)

したがって、アプリケーションの場合、OSSB は次のように計算されます。

OSSB (インチ) = [Tan(45)] × (0.026 + 0.039) = 0.065 インチ

OSSB (ミリメートル) = [Tan(45)] × (1.00 + 0.67) = 1.67 mm

最後に、次のように BD を計算します。

BD = (2 × OSSB) - BA

BD インチ = (2 × 0.065) - 0.0795 = 0.051 インチ

BD (ミリメートル) = (2 × 1.67) - 2.041 = 1.299 mm

数式を定義し、いくつかのデータを計算したので、その情報をフラット ブランクに適用しましょう。 図 2 は、BA と BD の違いを示しています。 エッジから曲げ半径の接点までの平らな長さの合計に BA を追加します。 図では、X1 + Y1 + BA です。 逆に、エッジから曲げの外側までの外寸の合計から BD を差し引きます。 図では、(X + Y) - BD です。

エンジニアリングまたは設計が BA を追加すべきときに BA を減算するという単純な間違いを犯した場合、フラットは間違ったものになります。 もう 1 つのよくある間違いは、計算で間違った曲げ方法を使用することです。 たとえば、ボトムベンディングの場合は、パンチノーズの半径を材料に打ち込むことになります。 エアフォーミングの場合、半径はダイ開口部のパーセンテージとして形成されます。 間違った成形方法を使用すると、間違った半径で曲げ計算を実行することになり、他のすべてが台無しになってしまいます。

私のコラムを定期的に読んでいる人なら、内側の曲げ半径の重要性を知っているはずです。 板金曲げの心臓部です。 それを間違えると、ほとんど何もうまくいきません。 したがって、数値がうまくいかない場合は、内側の曲げ半径を確認してください。 それが正しいことをどのように確認していますか？ ラジアスゲージやピンゲージを使用していますか？ それとも、どちらのツールが他のツールよりも優れているのでしょうか?

ボトムベンディングの場合はラジアスゲージを使用しても問題ありません。 パンチノーズ半径には標準のメートルサイズとインチサイズがあります。 また、底付けをしているため、パンチの半径が材料に刻印されます。

エアフォーミングの場合も、内側の曲げ半径はダイ開口部のパーセンテージとして変動します。 これは、内側半径が標準の工具増分とは異なることを意味します。 結果として得られる半径が一般的な固定工具の値に一致することはほとんどないため、半径ゲージは実用的ではありません。 ここで、ショップまたは品質管理のピンゲージが活躍します。 ピンゲージには 1 mm または 0.001 インチがあるためです。 増分することで、成形方法に関係なく、あらゆる内径を正確に検査できます。

データを確認すると、なぜこれほど薄い材料にこれほど大きなダイ開口部を使用しているのか疑問に思います。 あなたがエアフォーミングをしているのであれば、おそらくそうしていると思いますが、内側の曲げ半径は、ダイの開口部のパーセンテージとして計算されます。

たとえば、極限引張強度が 60,000 PSI の A36 鋼は、ダイ開口部の約 16% の内側曲げ半径を生成する必要があります。 したがって、12 mm (0.472 インチ) のダイ開口部の場合、内側の曲げ半径は 1.92 mm (0.075 インチ) である必要があります。この 1.92 mm は、計算した 1.872 mm (0.073 インチ) に非常に近い値です。

機械の計算値 1.54 mm (0.060 インチ) は、内側曲げ半径 1.803 mm (0.071 インチ) の正しい BD であり、計算した半径 1.872 mm に近いですが、完全に一致するわけではありません。 なぜ？ 確かに、k 因子の変動など、方程式にわずかな変動が生じる可能性はありますが、これには正当な理由があります。

ただし、結果の曲げ半径がユーザーまたは機械が計算したものと異なる場合は、材料のばらつきが原因である可能性があります。 これまで何度も議論してきたように、たとえ同じ材料グレード、厚さ、降伏点、引張強度が指定され、同じ結晶方向に沿って形成されたとしても、同じ材料は 2 つとありません。

材料の変動も 20% ルールに影響を与える可能性があります。 ステンレス鋼のエアフォーミング特性にちなんで名付けられた 20% ルールは、その 16% の値の由来です。 とはいえ、このルールは正確ではありませんが、代わりに使用できる値の範囲があります。 この例で選択した A36 材料の値は、ダイ開口部の 15% から 17% の範囲です。 これもまた、形成される材料の違いに由来します。 場合によっては、価値観の広がりがさらに大きくなる場合もあります。 それにもかかわらず、中央値は通常非常に正確です。

繰り返しになりますが、実際に現場に行ってプレス ブレーキとそのコントローラーを操作しない限り、コントローラーがなぜそのような動作をするのかについて正確な答えを与えるのは困難です。 いずれにせよ、いくつかの基本的な背景情報を提供し、それを適用する方法を示し、なぜこのような結果が見られるのか、そしてそれを修正するために何ができるかについていくつかのアイデアを提供できれば幸いです。

問題が解決できないときは、いつでも試し続けてください。 あなたはそれを理解するでしょう。 このような問題は素晴らしい学習体験に変わる可能性があります。