プレス加工で部品成形をする上で金型は必ず必要となるプレス加工とは切っても切れない重要な存在です。
私たちの生活に欠かせない、さまざまな製品の製造に活用されているプレス効果とその金型は部品や製品の質も左右するため、それを作るプレス加工メーカーは高く確かな技術力と正確さが必要になります。
ここでは金型設計の重要性から設計方法について紹介します。
プレス金型設計の基礎
プレス加工での製品の大量生産は、早くて精度が高い製品を効率よく生産することが大切ですが、そのキモとなる金型は大量生産にも耐えうるような耐久性と摩耗に強い性質を持っています。
その「金型の設計に時間と労力を十分にかければ」簡単な構造の形状のものはもちろん、複雑なものや精度が必要なものまで幅広い製品の製造に対応することができます。
プレス金型設計の手順
1.お打ち合わせ
図面や3次元データを元に金型に対する問題点を洗い出し生産性について検討します。
2.プレス金型の設計
金型の設計図を作成し、金型の強度チェックや素材についてシュミュレーションを行います。
3.プレス金型の加工
金型の形状によってさまざまな加工機を使用し製作します。プレス金型の加工方法は「切削加工」や「砥石加工」「放電加工」などがあり、部品に合わせて適切な加工方法を選択します。
4.仕上げ作業や組み立て
加工された部品を組み立て仕上げます。
5.検品
プレス加工時の動作に不備がないかチェックします。
プレス金型の設計にはCADを使用するケースが多くあります
プレス金型設計に一番適しているCADというと、2次元CADより3次元CADと、少しでも新しい技術を試せるほうが良いと考えるかもしれません。
実際、大きな加工品を扱う場合3次元CADを使用するケースも多く、3次元CADは試作に入る前に3Dで確認できるというメリットがあります。
ただ経験とノウハウが必要な作業となるため時間がかかる事があるので、3次元CADを使用する場合でも、大抵は2次元と併用しお互いの良さを補うスタイルで発注者のニーズに対応していきます。
プレス金型の図面
設計者と現場の責任者が図面作成を行いますが、図面上で想定しうる問題や適した加工方法をあらかじめ盛り込む事でトラブルを最小限に抑えられるように進めていきます。
ステップとしては、2次元の図面で奥行きなど細かな情報を追加しながら素材を決定しその後、使用素材の発注作業・製作へと繋げます。
プレス金型の図面は手書きもしくは紙の上で作成されます。
プレス加工と金型に関する用語
専門家でない限り「部品は同じ工程を経たひとつの塊」という印象が強いかもしれませんが、実際の部品は以下のように様々な加工方法やステップを経ることにより出来上がっています。
そういった様々な工夫が、生み出される部品が担う役目や目的を生み出しています。
プレス金型を使用する加工方法も様々な種類があります。ここでは代表的なプレス金型の用語を紹介していきます。
ダイホルダ、パンチホルダ
金型の基礎部分となる部品で生産を開始した際、機械へ取り付ける箇所にもなります。
ダイプレート、パンチプレート
製品の形を作る部品に組み込むプレートのことをいいます。
パイロットパンチ、ガイドプレート
成形する素材の位置を決めるガイドとなるものです。
パイロットパンチ、ガイドプレートがないと、型に対して位置を定めることができません。
アンローダー
加工後の製品をプレスした機械から取り出すことです。取り出し器具の名前でもあります。
プレス金型の構造・仕組み
プレス加工は、金型が取り付けられているスライドを上下運動することにより金属板に圧がかかり部品が成形されます。
金型の構造は上下にあるそれぞれ凸と凹の部品の組み合わせから構成されていますが、この上下両方の金型が製品になる加工物（主に薄い金属板）をはさんで成形する仕組みです。
上側の部品を「パンチ」下側の部品を「ダイ」と呼びます。
プレス金型の加工のメリットは、製品の大きさにかかわらず生産が可能（あまりにも巨大なものは無理な場合があります）という点と、耐久性さえ担保できれば「同じものを大量に作れる」ということにも特化しているため製造工程を自動化できる点もメリットです。
自動化により業務の効率が向上すると共に、質の良い製品をたくさん生み出す事でコストも下げられ、良いものをよりお求め安くという点でも社会貢献につながっていると感じています。
プレス金型を加工する機械の種類
スライドと呼ばれる部品が上下に往復することで金型が部品を加工しますが、プレスするための金型を上下させる機械は動力によって大きく2つに分類され、油を動力源とするのが「液圧プレス」、機械を仕組みに持つのが「機械プレス」となります。
液圧プレス
油や水の力で加圧し変形させる加工方法です。長尺の加工物にも柔軟に対応できるメリットがあります。
機械プレス
機械プレスは電子機器や車関係に使用するプレス金型加工に利用されています。生産や点検が簡単なため状況にあわせて迅速かつ的確に製品を供給することが可能です。
その他
スライドにかける加圧の力や量を厳密に制御できる「サーボプレス」式も増えています。
ぜひお気軽にご相談、お問い合わせください
川田製作所では、3,000種以上の加工経験を活かし、試作から量産まで幅広い対応を得意としたプレス加工メーカーです。
お客様が欲しい部品の形状・数量・ご予算・納期などをお聞かせいただき、お客様にとってよりよい加工方法を用いて製品をご提供できればと考えております。
小さなことでも、ぜひお気軽にご相談、お問い合わせください。お待ちしております。
