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板金加工とは?種類・特徴・図面の書き方をわかりやすく解説

板金加工とは?種類・特徴・図面の書き方をわかりやすく解説機械加工
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「板金加工とはどんな加工方法か教えてほしい」

「そもそも何のために板金加工をするのかよくわかっていない…」

「板金加工の注意点や図面指示のコツがあれば知りたい」

このような疑問を解決します。

こんにちは。機械設計エンジニアのはくです。

2019年に機械系の大学院を卒業し、現在は機械設計士として働いています。

本記事では、機械加工を学ぶ第5ステップとして「板金加工の種類と特徴」をわかりやすく解説します。

この記事を読むとできるようになること。

  • 板金加工の種類と特徴がわかる
  • 板金加工を使った設計の注意点がわかる
  • 板金加工の図面の書き方がわかる

板金加工は、文字通り「板金」を加工する方法です。

用途や形状によっていくつか種類があり、それぞれ注意点もあります。

今回は、そんな板金加工の種類と特徴、図面の書き方をわかりやすく解説します。

ぜひ参考にしてください。

板金加工とは

板金加工とは

はじめに、「板金」とは文字通り金属の薄い板のこと。

そして、この板金を曲げたり切断したりする加工が板金加工です。

自動車のボディ、スマートフォンやパソコンの外装など、身の回りのさまざまな製品に使われています。

板金加工の種類

板金加工は、用途や形状によって加工方法が異なります。

代表的なのは、以下の4つです。

  1. せん断加工
  2. 曲げ加工
  3. 深絞り加工
  4. バーリング加工

①せん断加工

板金を2枚の刃ではさみ込んで切断する加工方法です。

より複雑な形状は金型で打ち抜いて切断するため、特に「打抜き加工」と言います。

②曲げ加工

文字通り、板金を曲げる加工方法です。

曲げ形状は、単純なL字曲げのほかに、U形Z形などもできます。

③深絞り加工

平面形状の板金を、コップのような容器形状(凹型)に変形させる加工方法です。

アルミ缶や灰皿、ボトル容器などに使われています。

④バーリング加工

板金にねじ加工をする場合に使います。

板金は板厚が薄いため、普通にねじ加工を行うと必要なねじ長さが確保できません。

そこで、下穴にパンチを打ち込むことで穴の円周部を伸ばし、ねじ長さに必要な板厚を確保します。

ちなみに、板金にねじ加工をする方法としては、板金にナットを溶接する「溶接ナット」もあります。

バーリング加工
バーリング加工

板金加工の注意点と図面の書き方

つづいて、機械設計で板金加工を利用する際の注意点を紹介します。

図面の正しい書き方も紹介するので、設計者はきちんと理解しておきましょう。

①板金の最小曲げ半径を考慮する

曲げ加工を行うと、角部は完全な直角ではなく少し丸みがつきます。

この半径Rを「曲げ半径」といい、最小でも板厚と同じくらいのRがつきます。

最小曲げ半径 板厚

図面では、たとえば板厚が2mmの場合は「R2以下」と「以下」をつけておくことで、加工の許容範囲が広がります。

あるいは、「曲げ半径は最小とすること」などと記載しておくと、最小曲げ半径になるように加工してくれます。

板金の最小曲げ半径

②曲げによる板金の膨らみを考慮する

曲げ加工を行うと、板の内側は圧縮されて縮み、外側は引っ張られて伸びます。

内側の圧縮分は側面方向に膨らむため、曲げ加工をした板金部品を2つ以上並べる場合は、この膨らみを考慮してすき間を空ける必要があります。

膨らみ量は材質や曲げ半径によって異なりますが、1つは板厚の15%が目安です。

曲げ加工による膨らみ

③曲げ加工の加工限界を考慮する

L曲げ、Z曲げには、加工限界が存在します。

下図に示す曲げ高さが小さすぎると、加工で使う金型が入らないため加工できないのです。

また、曲げの直後に穴あけ加工を行う場合も要注意。

穴の位置が角部に近すぎると、曲げの影響で穴が変形してしまう可能性があります。

板厚と曲げ高さ、および穴径と穴位置の関係は社内でルール化されている場合が多いので、事前に確認しておきましょう。

曲げ加工の加工限界

④必要に応じて曲げ逃げを追加する

曲げ加工において、辺の一部分だけを曲げる場合は逃げ加工が必要になります。

曲げ逃げがないと、曲げ部の両端がちぎれながら曲がる無理曲げとなってしまい、クラックの原因になります。

板金の曲げ逃げ

⑤板金加工の公差を把握する

一般的に、板金の外形寸法は切削部品よりも寸法公差が大きくなります。

そこで、公差を緩めに指定すれば、加工者は公差を気にせず加工することができます。

板金は製品のカバーや部品の取り付け板など、外形の寸法精度が必要ない用途で使われることが多いです。

したがって、特に使用上の問題がなければ公差は緩めに指定しましょう。

⑥バーリング加工の図面指示

バーリング加工を使いたい場合は、「ねじ寸法」と「バーリング加工の向き」の2つの情報を図面に記載します。

また、バーリング部の厚みの指示不要です。

以下にバーリング加工の図面指示の一例を載せておきます。

バーリング加工の図面指示

まとめ:板金加工を理解して使いこなそう

まとめ:板金加工を理解して使いこなそう

以上、板金加工の種類と特徴、図面の書き方を紹介しました。

板金加工は、機械加工の中でも比較的安価でよく使われる加工方法です。

一方で、板金加工の知識がないと、せっかく設計しても「加工できない」「寸法精度が保証できない」といった不具合が起こる可能性もあります。

機械設計初心者の方は、ぜひ今回紹介した内容を理解して、板金加工を使いこなせるようになってください。

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