スタンピング金型の基本: まず、スタンピング部品の製造プロセスを決定します。

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著者注: 金型の基礎 101 シリーズから約 15 年が経過したため、スタンピング金型の設計と構造の基礎に関する別の記事シリーズを書くように依頼されました。経験豊富な工具メーカーやエンジニアが退職する中、多くの企業は金属スタンピング工具の基本的な知識を持つ人材を見つけて雇用するのに苦労しています。このシリーズの記事が、スタンピング金型の設計と構築に必要なすべての重要なステップとプロセスについて読者を教育するのに役立つことを願っています。このシリーズの第 2 部と第 3 部もご覧ください。

スタンピング金型は通常、独自に設計された独自のツールです。店頭で購入する商品とは異なり、組み立て、操作、メンテナンスに関する説明書は付属しておりません。これらの要素の 1 つでも正しく行われていない場合、ツーリングやスタンピングに致命的な障害が発生する可能性があります。

しかし、まず最初に。

金型の設計と構築に必要なプロセスについて考え始める前に、問題の部品が実際に板金スタンピングを使用して作成できるかどうかを判断する必要があります。多くの部品には、従来のプレス加工では対応できない寸法特性や公差特性があるため、鋳造後に指定公差まで機械加工するなどの代替方法を使用して製造する必要があります。

部品を見て、スタンプできるかどうかを判断できるようになるには、長年の経験が必要です。また、部品をスタンピングで作成できるからといって、そうすべきであるというわけではありません。板金スタンピング金型は通常、非常に大量の部品を生産することを目的としています。部品の生産量が少ない場合は、プレスブレーキ曲げ、溶接、機械加工などの低コストの方法を使用して部品を製造することが合理的な場合があります。

ダイ設計者とプロセスエンジニアを混同しないでください。プロセスエンジニアは、平らな金属シートをブランクから完成品に変換するために実行する必要があるプロセスステップを決定します。シングルステーションのラインダイまたは 40 ステーションのプログレッシブダイが必要になる場合があります。これは間違いなく、スタンピング操作の成功を決定する最も重要なステップです。部品の製造プロセス、たとえ 1 回の成形または切断操作でも正しくない場合、金型やスタンピングのプロセスは失敗します。

金型設計者は、これらのプロセスステップをできるだけ簡単に実行するための機械的手段を決定します。金型の設計者は、工具鋼の種類、金型の形状、金型の長さなどを決定します。経験豊富な金型設計者は、プロセスエンジニアとしても機能することがよくあります。つまり、部品の製造に必要なステップ数を決定し、プロセスを実行する機械的手段を設計します。

部品の作成に必要な手順を決定する前に、部品の形状、指定された公差、材料の種類と厚さを注意深く調べて、部品のプリントを分析する必要があります。これら最後の 2 つの要素は、製造プロセスのステップとツールの設計を決定する際に重要です。部品が指定された材料で作成できると想定しないでください。特定の金属で作られるように設計されているからといって、その素材で作れるとは限りません。

部品の製造に必要なプロセスステップについて適切な決定を下すには、プロセスエンジニアと金型設計者の両方が、部品の材料がプロセスとツールの設計に与える影響を理解する必要があります。部品の材質は以下に影響します。

何千もの異なる鉄金属および非鉄金属が利用可能であり、それぞれに独自の特性があります。チタンからゴールドまで打刻可能です。私がセミナーの参加者に伝えているのは、板金の加工、設計、トラブルシューティングをうまく行うには、まず「金属の立場になって考える」必要があるということです。たとえば、低炭素伸線品質鋼と同じように考えてアルミニウムを成形しようとすると、問題が発生する可能性があります。それはアルミニウムが悪いという意味ではありません。ただ違うのです。

非常に高い伸縮性や絞り性が必要なパーツを加工する場合は、不十分なデータで試行しないでください。たとえば、1018 スチールであるということだけを知って満足しないでください。代わりに、材料の引張強さと降伏強さ、伸び率、および可能な場合は常に、平均 n 値 (応力-ひずみ曲線の急峻さ) と平均 r 値 (特定の領域における真の幅ひずみと真の厚さひずみの比) を調べます。長さひずみの値)。金属がコーティングされているか、事前に塗装されているかを確認します。非鉄金属の場合は、完全に硬いか、完全に柔らかいか、または半分硬いかを調べます。また、金属を絞り加工する場合は、絞り加工の品質があるかどうかも確認してください。

デュアルフェーズや TRIP フェーズなどの特殊な高度高張力鋼は、低強度の材料よりも大きなスプリングバックを示すことに注意してください。これを事前に知っておくと、ステーションを追加してスプリングバックの問題を補うことができます。金型を変更せずにさまざまな金属を成形するように設計された共通のツールを構築することは避けてください。

優れた金型設計は、部品を製造するための確実なプロセスから始まります。致命的なスタンピングの失敗のほとんどは、金型の設計そのものではなく、部品を製造するプロセスの不備の結果です。重要な成形と切断のステップが見逃されることがよくあります。重要なのは、金型の作成に集中する前に、部品をどのように作成するかを具体的に計算することです。