金属の曲げ加工とはどんな加工のことを言うのでしょうか？

「曲げる加工ってことはわかるけど‥」という方は多いと思います。

そして、曲げ加工にもいろいろな種類や特徴があるため、これから金属の加工について覚えていく方は是非、本記事を参考にしてみてください。

曲げ加工とは

曲げ加工とは名前の通り、素材に圧力をかけて曲げることで望む形に成形する加工方法です。

金属には塑性という、ある一定以上の圧力がかかると元の形状には戻らないという性質があるため、その性質を利用して加工を行います。

曲げ加工は、さまざまな形に曲げることや、複雑な形になると曲げ加工を何度も繰り返して一つの製品を作り上げることもあるため、加工者の高い技術や知識が求められる加工方法です。

曲げ加工の種類

一言に曲げ加工と言っても、さまざまな種類の曲げ方があり加工する製品に合わせた曲げ方を行っています。

これから曲げ加工の種類について解説してくので適切な加工方法を選べるようになりましょう。

型曲げ

型曲げは最も一般的な曲げ加工です。

加工方法は、金属素材をダイの上に固定し上からパンチで圧力をかけることで素材を曲げるというものです。

型曲げで複雑な形を成形することは難しく、V字やL字、U字などの単純な形に加工する際に向いている加工方法です。

型曲げの呼び方は曲げる形によって異なり、V字曲げ、L字曲げ、U字曲げなどと呼ばれています。

自由曲げ

自由曲げはエアベンディングとも呼ばれる曲げ加工です。

例えば、型曲げのV字曲げの場合、圧力をかけるパンチとダイと素材が面で接しますが、自由曲げは途中で止めて曲げ角度を調整することが特徴です。

曲げたい形に合った型がない場合に多く使用される加工方法ですが、角度の調整が非常に難しく安定して加工を繰り返すには高い技術が必要です。

圧印曲げ

圧印曲げはコイニングとも呼ばれている曲げ加工です。

先に紹介した型曲げと同じくV字曲げように型を使用して曲げる加工法ですが、型曲げより大きな圧力で押し込むことが特徴で、圧力をかけるパンチの先端が素材に食い込む程の圧力をかけます。

そのため、スプリングバックの発生が抑制され型曲げよりも高い精度で加工することができます。

一方で、金型の寿命が短くなるほか、大きな圧力をかけることができる大型の機械も必要になり、コストが大きいため、現在ではあまり実用されていない加工方法です。

R曲げ

R曲げとは丸みがかった形に曲げる加工方法です。

一般的にはR型のダイを使い曲げ加工を行うのですが、R型がない場合はV型のダイを使いR型に近い加工を行う場合もあります。

その場合は自由曲げと同様、高い技術が求められます。

ロール曲げ

ロール曲げとは板金を曲面状に曲げる加工方法です。 ロール曲げは先に紹介した型曲げや圧印曲げとは異なった加工方法で、板金を筒状に加工する際などに使用される事が多い曲げ加工です。

Ｌ曲げ

L曲げは押さえ曲げとも呼ばれる加工方法で、横から見た際に素材をLの形に見えることからこの名前が付きました。

加工方法は先に紹介したV字曲げの型ではできない大板を曲げる時にパッドなどで挟み込み、その反対側をパンチで押さえながらLの形を作る方法です。

Z曲げ

Z曲げは段曲げとも呼ばれる加工方法で、横から見た際に素材をZの形に見えることからこの名前が付きました。

加工方法は先に紹介したV字曲げの型を使用し2回曲げることでZの形を作る方法と、専用の金型を使用して一度でZの形を作る方法があり、専用の金型を使って曲げたほうがより精度の高い加工を行うことができます。

ヘミング曲げ

ヘミング曲げとは板金の端を折り返す加工方法です。

ヘミング曲げを行うことで端が丸くなり安全性が向上する他、折り返した部分は板金2枚分の厚さになるため強度が高くなることも特徴です。

しかし、一度に加工を行うことが難しいため、折り返す加工と潰す加工を分けて行われる場合が多いです。

送り曲げ

送り曲げとはR曲げと同様に丸みがかった形を作る加工方法です。

専用のR型を使用するのではなくV字型を使用し、素材を少しずつ送りながら曲げることで大きなR型状に成形します。

しかし、少しずつ整形することで加工に時間がかかることに加え、加工精度も低いためほとんど使用されない加工方法です。

曲げ加工を行う際の注意点

さまざまな形に加工することができるため便利な加工方法ですが、技術や知識が必要な場合も多い加工方法です。

これから曲げ加工を行う際の注意点を紹介していきます。

スプリングバック

曲げ加工で圧力をかけ終わった後に、曲げた素材の角度が少しだけ開いてしまうという現象です。

角度が開くことで元の設計とのズレができ、寸法が合わなくなる可能性があるため注意しましょう。

スプリングバックの対策として予め少し狭い角度で加工を行い、スプリングバックが起こることで寸法通りになるように加工することが一般的です。

他にも、複数回に分けて曲げ加工を行いスプリングバックを抑制するという対策もあります。

素材の特性や厚さ

曲げ加工を行った製品の精度は、加工者の曲げ精度に大きく影響されるのはもちろんですが、曲げ加工を行う素材の特性をしっかりと把握しそれに応じた設計ができているか、という点も大きく影響します。

素材によって伸びやすい性質、縮みやすい性質というのは違うので加工を行う素材を理解し調整するようにしましょう。

ネジ穴の変形

前記したように、素材は曲げ加工を行うことによって伸び縮みします。

そのため曲げ加工を行った近くにあるネジ穴が変形し、ネジが入らなくなってしまうといったトラブルが発生してしまうのです。

曲げ加工を行う際は、ネジ穴の位置まで考慮した設計を行うようにしましょう。

一般的な対策として、曲げ部分とネジ穴までの距離を開けることが多いですが、設計上どうしても穴の近くを曲げないといけない際は、曲げた部分に逃げ穴をあけておくことや、曲げ加工を行った後から穴をあけるという対策もあります。

ポイント

・曲げ加工とは素材に圧力をかけることで望む形に曲げる加工方法のことを言います。

・曲げ加工には「型曲げ」「自由曲げ」「圧印曲げ」「R曲げ」「ロール曲げ」「Z曲げ」「ヘミング曲げ」「送り曲げ」のようにさまざまな曲げ方があります。

・曲げ加工を行うと素材によっては設計と微妙にずれてしまう場合があるため、素材の性質や厚さを理解して設計を行うことが大切です。