ブランク変形プロセスの解析

ブランキングとは、金型を用いてシートを互いに分離する打ち抜き加工の一種です。ブランキングは主にブランキングとパンチングを指します。シートから閉じた輪郭に沿って所望の形状を打ち抜くパンチングまたは加工部分をブランキングと呼び、加工部分から所望の形状を打ち抜く穴あけ加工部分をパンチングと呼びます。

ブランキングは、プレス加工における最も基本的な工程の一つです。完成部品を直接打ち抜くだけでなく、曲げ加工、深絞り加工、成形加工などの他の工程のためのブランク材を準備できるため、プレス加工において広く利用されています。

ブランキングは、通常ブランキングとファインブランキングの2種類に分けられます。通常ブランキングは、凸型と凹型の間のせん断亀裂という形でシートの分離を実現しますが、ファインブランキングは、塑性変形という形でシートの分離を実現します。

ブランキング変形工程は、大きく分けて以下の3つの段階に分けられます。1. 弾性変形段階、2. 塑性変形段階、3. 破断分離段階。

ブランク部品の品質とは、ブランク部品の断面状態、寸法精度、形状誤差を指します。ブランク部品の断面は可能な限り垂直で滑らかで、バリが少なくなければなりません。寸法精度は図面に規定された公差範囲内であることが保証されなければなりません。ブランク部品の形状は図面の要求を満たし、表面は可能な限り垂直である必要があります。

ブランキング部品の品質に影響を与える要因は多数ありますが、主に材料特性、ギャップのサイズと均一性、エッジの鋭さ、金型の構造とレイアウト、金型の精度などが挙げられます。

ブランク部の断面には、明らかに4つの特徴領域、すなわち、スランプ、平滑面、粗面、バリが見られます。パンチの刃先が鈍い場合、ブランク部の上端にバリが顕著に現れ、メスダイの刃先が鈍い場合、パンチ部の穴の下端にバリが顕著に現れることが実体験から分かっています。

ブランク部品の寸法精度とは、ブランク部品の実寸と基準寸法との差を指します。差が小さいほど、精度は高くなります。ブランク部品の寸法精度に影響を与える主な要因は2つあります。1. パンチングダイの構造と製造精度。2. パンチング完了後のパンチまたはダイの寸法に対するブランク部品の偏差。

ブランク部品の形状誤差とは、反り、ねじれ、変形などの欠陥を指し、影響要因は比較的複雑です。一般的な金属ブランク部品で達成できる経済的な精度はIT11～IT14で、最高でもIT8～IT10にしか達しません。