プレス金型でクリアランス計算が大事な理由

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プレス金型は寸分違わぬ精密さが求められる緻密な世界です。これはクリアランスも同様です。

そこで、クリアランスとはどういったものか、またクリアランス計算がなぜ大切なのかについて様々な点から解説します。

クリアランスとは

クリアランスとは、金型プレス機の工程の際に生まれる隙間です。金型プレス機は、パンチが下降してダイと合わさり、成型されます。元々パンチとダイは別のパーツで、プレスの際に繋がります。その際に生まれる隙間がクリアランスです。

クリアランスは少なくても多くても問題が生じるため、クリアランス計算が重要になります。

クリアランス計算の重要性

クリアランス計算がなぜ大切なのか、その理由は主に下記になります。

金属プレス機そのものへの負担

クリアランスが大きくても少なくても金属プレス機そのものに負担をかけてしまい、機械の寿命を縮めてしまいます。

金属プレス機はなるべく長く使用したいものですが、クリアランス計算を疎かにすると機械の寿命を縮めてしまい、結果的にコスト面での負担が増します。

プレス時の適正なクリアランスとは

クリアランスは加工素材の材質や板厚によって設定値が異なるため、加工するものによって設定値を変える必要があります。

クリアランスが適正ではない場合、抜きダレやソリ、カエリが発生しやすくなります。抜きダレとは金型で穴を抜いたときにダレてしまう面で、パンチが材料に接触して食い込み発生します。また、ダレ面の反対側が尖ってしまうバリやカエリが発生します。

ソリが発生すると、製品の精度が不安定になります。
また、抜き加工によって材料が板厚方向に移動する力が働くため、加工部分が変形してしまうことも。厚板になるほど変形が大きくなるのが特徴です。

適正クリアランス

パンチ側のクラックとダイ側のクラックをつなげるためには適正なクリアランス（隙間）が必要です。
クリアランスが適正な場合は、せん断面が板厚の1/3～1/2の割合。全体的に平均しているのが特徴です。抜きダレや破断面も中程度となりカエリやソリが少ない状態。寸法精度も良好なため、目指すべきクリアランスとなります。

クリアランスが小さい場合

クリアランスが小さい場合は、抜きダレや破断面、カエリ、ソリが小さくなります。寸法精度は良好なもののせん断面は多く、パンチとダイの刃先から発生するクラックが不一致を起こすことで2次せん断面が発生します。また、抜き荷重も増大します。

クリアランスが大きい場合

クリアランスが大きい場合は、抜き打ちに必要な力は小さいものの、抜きダレや破断面の傾きが大きくなります。また、カエリやソリも大きくなります。また、せん断面は小さく、寸法精度が悪いのも特徴。抜きゾリが大きいと製品精度の安定感も無くなり、カス上りに悪影響を及ぼします。

適正クリアランス値の目安

適正クリアランス値を求めるための計算式は

• 両側クリアランス＝板厚×クリアランス係数

となり、材質によってクリアランス係数が異なります。なお、3.2tを超える厚板の場合は上記の表の計算結果に1.4を掛けて計算します。

また、クリアランス係数は、サーボ・油圧式マシンを使うかメカ式マシンを使うかによっても数値に違いがあります。さらに機械の仕様によって最小クリアランスが決まっているため、使用する機械の仕様書を確認しておきましょう。

適正なクリアランス計算の
ために

クリアランス計算が大切なものだと分かっていただけたのではないでしょうか。ではそのために、依頼者として何が大切なのかも覚えておきましょう。

クリアランス計算も尋ねておく

依頼する業者に、クリアランス計算についても尋ねておきましょう。業者とは何を作るのか、予算や期間、メンテナンスなど様々な形で話し合いをします。その時にクリアランスについても尋ねておきましょう。クリアランス計算が可能な金型で事前にスキマを図っている業者もあります。

精度へのこだわりを尋ねておく

クリアランス計算も精度へのこだわりのポイントになりますので、クリアランス計算を含め、精度に対してどれだけのこだわりがあるのかを尋ねてみるとよいでしょう。

どのようなこだわりがあるのかを聞くことで、クリアランス計算やその他の精度をどれだけ重要視しているのかも分かります。

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