丸棒曲げ加工に使用する加工機と課題

丸棒曲げ加工を行う際に使用される加工機械は、大きく分けて2種類あります。

ひとつは、ロールベンダーなどの専用機で、ロールを使用して長尺部材やゆるやかな曲げ加工を徐々に行います。もうひとつはベンディングマシンを用いるもので、金型を使って短時間で一気に曲げを行う加工方法です。ベンディングマシンによる丸棒曲げ加工は、小型部品や指定された曲げ角度が必要な場合に適しています。

しかしながら、これらの機械にはそれぞれ課題があります。

ロールベンダーなどの専用機は、購入費用が高額であることに加え、大きな設置スペースが必要で、汎用性に乏しいという問題があります。

一方、ベンディングマシンは板材を曲げる標準金型（パンチとダイ）を使用した場合、板材の曲げ加工には適していますが、曲げ内Rの小さい丸棒曲げの場合、製品に打痕やスベリキズ、ひずみが発生しやすいという欠点があります。そのため、デザイン性と外観の美しさが求められる丸棒曲げ部品の加工には不向きな場合があります。

• 丸棒の曲げ加工に特化した 「丸棒曲げ金型」（CG）
• 丸棒曲げの動きに追従してダイピースが回転

高精度・高効率を実現する「角パイプカット金型」

角パイプの切断加工には主にバンドソーやカットソーが使用されますが、さらなる加工タクトの向上や、より高精度な仕上がりを求められることがあります。また、加工数量が多い場合には、段取り作業の負担や作業工数の増加が課題となります。

これらのお客さま課題を解決するために開発されたソリューション金型のひとつが「IW-45Ⅲ用角パイプカット金型」（図2）です。

従来の「角パイプカット金型」では等辺角パイプのみ加工可能で、対応可能寸法は最大50×50㎜まででした。「IW-45Ⅲ用角パイプカット金型」は「IW-45Ⅲ」のロングストローク性能を最大限に活かす設計となっており、最大75×75㎜までの加工が可能となりました。材質・板厚は、軟鋼・板厚最大3.2㎜まで対応します（ステンレスは不可）。

さらに、新機能としてブレード位置の調整機能を搭載したことで、不等辺角パイプ（長角パイプ）の切断にも対応できるようになり、加工の幅が大幅に広がりました。不等辺角パイプ（長角パイプ）の場合、長辺75㎜（長辺－短辺≦40㎜）まで加工可能です。

左：図1 – 形鋼加工機（アイアンワーカー）「IW-45Ⅲ」／右：図2 – 「IW-45Ⅲ用角パイプカット金型」（CG）

深曲げ・クロージング曲げに特化した「ソリューション金型」

生産技術の観点からお客さま工場の課題解決に貢献する「ソリューション金型」をご紹介する本連載。今回は、深曲げ・クロージング曲げに特化したベンディング金型として「深曲げパンチホルダー」「クロージングパンチ」「L.B.P.金型」の3つをご紹介します。

深曲げ加工の課題 ― 「グースネックパンチ」では不十分

ベンディングマシンで深い曲げ加工を行う場合には、「グースネックパンチ」を使用するのが一般的です。「グースネックパンチ」は、曲げ加工時に製品と金型が干渉しないように、細長く湾曲した形状をしています。その形状がガチョウの首のように独特なカーブをしているため、「グースネックパンチ」と呼ばれています。

標準形状パンチやサッシ形状パンチと比較すると、「グースネックパンチ」は逃げゾーンが広いため、深い曲げ加工に適した金型です。しかしながら、製品形状によっては、図1のように製品と金型が干渉し、所要の曲げ加工が行えない場合があります。

このようなケースでは、製品を分割して溶接するなど、加工プロセスに工夫が必要となります。ただし、こうした方法ではパーツの位置決めや溶接部の仕上げ加工のために工数が増え、コストや作業効率への影響も懸念されます。

干渉を避けるために、製品形状に合わせた「グースネックパンチ」をオーダーメイドで製造することも可能ですが、高いコストや長い納期がデメリットとなります。

そこで今回は、こうした課題の解決に役立つ深曲げ・クロージング曲げ用の金型を3種類、ご紹介いたします。

レーザ加工後に発生する「曲げ反り」現象とは

板金加工業界では、加工精度と生産効率が常に追求されてきました。しかし、いまだに避けられない課題のひとつが「曲げ反り」の発生です。特に、外周をレーザで切断した製品に曲げ加工を施す際に、反りやねじれといった変形が生じるケースがあり、多くの製造現場で対応に苦慮しています。

レーザ加工では、製品の外形部分を高温のレーザで切断します。その際、切断された材料には瞬間的に熱が加わり、冷却時に「残留応力」が発生します。この応力は、材料が元の形状に戻ろうとする特性から生じるものです。そのため、レーザ加工後に曲げ加工を行うと、この残留応力が影響を及ぼし、製品に「反り」が生じてしまう場合があります。中でも熱伝導率の高いアルミ材や、細長い形状の製品などは、「反り」が発生しやすいと言われています。

安定した突き当てを可能にする「フロントテーブル」と「サイドゲージ」

まずご紹介するのは「1Vダイ用フロントテーブル」（図1）と｢分割1Vダイ用サイドゲージ｣（図2）です。小物や細長い製品の加工時に真価を発揮するアイテムで、曲げ加工における作業効率と安全性を高めます。

曲げ製品は、数量が多くなるほど作業者の集中力が持続しにくくなり、結果として精度や品質の低下につながるおそれがあります。さらに、集中力の低下によるケガは、作業現場における最大のリスクのひとつです。

「フロントテーブル」や「サイドゲージ」を使用することで、ワークを安定して突き当てることが可能となり、オペレータの負担やストレスを大幅に軽減できます。高さや横位置の微調整も簡単に行えるため、多様な加工ニーズに柔軟に対応できます。

その結果、数量の多い小物製品でも、従来以上に安定した品質と高い生産性を両立することが可能になります。

「フロントテーブル」や「サイドゲージ」は、テーブル部にアルミ素材を採用しており、ワークとの接触による影響を抑えつつ、軽量化による段取り時の扱いやすさにも配慮しています。熟練作業者の負担軽減のみならず、経験が浅いオペレータでも安定した品質で加工できるようになることで、作業平準化も進むため、現場の対応力向上にも一役買うのではないでしょうか。

• 図1：バックゲージへの突き当てを安定させる「1Vダイ用フロントテーブル」
• 図2：突き当て時の位置決めを安定させる「分割1Vダイ用サイドゲージ｣

「ジョイント加工」の課題

「ジョイント加工」とは、ブランク工程において製品を保持するための工法であり、製品が母材から完全に切り離れることがないように、つなぎ目を残して外周を切断する加工を指します。ブランク工程においてなくてはならない工法でしたが、2つの大きな課題が存在します。

❶ 製品の取りはずしにかかる作業時間
加工終了後、製品はジョイントによって母材とつながっています。材料いっぱいに割り付けられた製品を作業者がひとつずつ手作業で取り外していくのは、かなりの工数がかかります。

❷ ジョイント痕によって生じる後工程と品質の課題
母材から製品を取りはずす際にちぎれたジョイントが製品に残る「ジョイント痕」は、製品の品質に影響します。そのため、ブランク加工後の後工程が必須となり、多くの工場がジョイント痕の除去に時間と工数をかけています。特に板厚2㎜以上の中厚板はジョイント痕も分厚くなり、除去しづらくなるため、1日中ジョイント痕の除去に従業員を割いている工場も少なくありません。

「JHシリーズ」による「ジョイントレス加工」

「JHシリーズ」は、このような「ジョイント加工」における課題を解消します。「JHシリーズ」には「LB-JH」と「LC-JH」の2種類があり、「LB-JH」は板厚0.8～1.6㎜の薄板、「LC-JH」は板厚2.0～6.0㎜の中厚板に対して「ジョイントレス加工」を行うための金型です。

• 「LB-JH」による薄板のジョイントレス加工のイメージ
• 「LC-JH」による中厚板のジョイントレス加工のイメージ

形鋼加工機のパイオニア的存在「IW-45」シリーズ

アマダが提供する形鋼加工機のパイオニア的存在「IW-45」は、「アイアンワーカー」（Iron Worker）と呼びます。「IW-45」は以前から形鋼加工の現場で活躍しており、「IW-45Ⅱ」、「IW-45Ⅲ」と進化を遂げてきました。

最新機種である「IW-45Ⅲ」を使用するメリットとしては、次のようなことが挙げられます。

① 生産性の向上
ロングストロークと6ステーションのタレットテーブルで金型交換の段取りを削減。

② 位置決め精度の向上
マシン本体と定寸装置・NC装置は自立型を採用することで、振動による位置決め精度への影響を防止（加工精度の向上）。

③ 安全性の向上
マシン本体の正面にスライドガード、背面にリアガードを設けることで作業者の安全を確保。

「IW-45Ⅲ」ならではのロングストローク（最大123㎜）を活かすことができる金型は「ソリューション金型」と呼ばれ、形鋼加工を手がけるお客さまの課題解決に貢献しています。今回は、お客さまからのご要望が多い2種類の「ソリューション金型」についてご紹介します。

ヘミング曲げに特化したソリューション金型

生産技術の観点からお客さまの工場の課題解決に貢献する「ソリューション金型」をご紹介する本連載。今回は、板金製品の端部を180度に折り返すヘミング曲げ加工に特化した「軽量ヘミングシリーズ」をご紹介します。

ヘミング曲げ加工は、2つの工程で成り立ちます。まず、1工程目で材料を鋭角に曲げ（鋭角曲げ）、2工程目で曲げた部分をつぶして平らに密着させます（つぶし加工）。

「軽量ヘミングシリーズ」は、この2つの工程を金型交換なしで連続加工でき、さらに軽量化することで、金型の段取り作業の負担を軽減しました。

今回は、ヘミング曲げ加工の実用例と「軽量ヘミングシリーズ」による課題解決、お客さまの声をご紹介します。

「軽量ヘミングシリーズ」によるヘミング曲げ加工プロセス ― 1つの金型で連続加工が可能

中厚板の曲げ加工の課題を解決する「肩ローラー式1Vダイ」

　“生産技術”の観点からお客さま工場の課題解決に貢献する「ソリューション金型」をご紹介する本連載。今回ご紹介するのは曲げの「ソリューション金型」、中厚板の曲げ加工に関する多くの課題を解決するために開発された「肩ローラー式1Vダイ」です（図1）。

中厚板の加工において、曲げ金型に関連する課題は多岐にわたります。

特に、自動車産業や建設機械などの分野では、中厚板を使用する機会が増えており、その加工精度や生産性の向上が求められています。しかし、中厚板は薄板と比較して材料自体が硬く、曲げ加工における特性が異なるため、従来の金型では十分な対応が困難な場合があります。

以下に主な課題とその解決策を示します。

• 中厚板の安定した曲げ加工を実現する「肩ローラー式1Vダイ」
• ローラーピース部が回転することで材料の滑りを促進