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せん断機とは何ですか?

せん断機とは？板金せん断機は、板金業界で金属板を様々な形状やサイズに切断するために使用される特殊な工具です。板金せん断機は、自動車や航空宇宙産業、機械製造、家電製品、建設など、様々な業界で広く使用されています。せん断機とは何かを包括的に理解することで、機械のメンテナンスと使用方法を改善し、板金を切断する際に役立ちます。

板金せん断とは何ですか?

せん断加工とは、金型とパンチを用いて金属板、棒材、シートにせん断応力を加えて切断する加工方法で、紙を切る加工によく似ています。金型とパンチの形状は様々で、円形のものや、はさみのような直線刃のものなどがあります。せん断加工機には、小型ディスク用のパンチングマシンや、洗濯機製造用の切断機などがあります。通常、切断加工は金属をシートまたはストリップに分割するために用いられます。切断に使用する刃の種類（直線刃または回転刃）によって、シート、帯板、またはストリップの切断工程が決まります。

以下の記事では、プレートシャーリングマシン板金を切断する。

せん断機の原理

基本的なせん断フレームには、サイドフレームに溶接またはボルトで固定された作業台コンポーネント、油圧または機械駆動の移動ゲートコンポーネント、およびサイドフレームに固定されたクランプゲートコンポーネントが含まれます。

せん断機のせん断工程はシンプルです。2枚の刃が互いに一定の角度で配置され、金属板を小さなピースに切断します。下刃は固定式の作業台のポケットにしっかりと固定され、上刃は可動式のラムに取り付けられています。

圧力シリンダーはシート材を加圧し、せん断工程中のシート材のずれを防ぎます。保護ガードレールは事故防止のための安全装置です。戻り工程は窒素ガスで駆動され、高速かつ衝撃を最小限に抑えます。

機械式および油圧式せん断機の切断原理

機械式せん断装置は偏心装置によって駆動され、この偏心装置はフライホイールクラッチの組み合わせによって作動します。この駆動システムは通常、剛性が高く高速ですが、操作者による制御と過負荷保護が不十分です。
油圧駆動システムは、ポンプに接続されたモーターと、油圧バルブと1つ以上の油圧シリンダーを備えたマニホールドに接続されたポンプで構成されます。油圧シリンダーにオイルが送り込まれ、サーラムが作動します。

板金せん断機の種類

せん断機およびその他の関連切断機械は、金属板製造の第一段階、つまり金属板を所定のサイズに切断する工程で使用されます。これらの機械は、金属板やその他の合金の切断に使用される汎用工具です。一部のせん断機の動作原理はせん断機と似ており、角度せん断を利用して金属をストリップまたはシートに切断します。特定の大型機械では、エッジが角度運動と反対の角度で固定される直接せん断作用が使用されます。

せん断機には様々な種類があり、それぞれ特定の材料や用途に適しています。以下は、せん断機とは何かを具体的に示すために、様々な種類について包括的な情報を提供します。

スイングビームせん断機

スイングビームせん断機は、金属加工工程で使用される精密切断機です。従来の手動または機械式せん断機とは異なり、CNCスイングビームせん断機は、コンピューターデジタル制御を用いて自動化し、切断精度を向上させる油圧せん断機の一種です。

上刃が旋回して切断を行う仕組みは、「スイングビーム」設計と呼ばれています。上刃はピボットベアリングを中心に円弧を描いて移動します。通常、上刃は円錐形をしており、円弧運動中に下刃との干渉を避けるため、2つの刃のみで切断できます。スイングビームせん断機は、せん断機よりも小型で軽量な設計を採用しているだけでなく、ピボットベアリング内の偏心装置によって刃のクリアランス調整が容易です。この設計には、刃の位置合わせの改善や切断工程中の材料の変形の低減など、多くの利点があります。スイングビームにより、ワークピースにかかる力が軽減され、よりスムーズな切断が可能になります。

油圧ギロチンせん断機

金属板は、油圧ギロチンせん断機と呼ばれる機械工具を使って直接切断することができます。ギロチンとは、油圧を利用して固定された下刃をハサミのように動かし、可動する上刃との間で金属を切断するせん断機のことです。「ギロチン」とは、上刃が上下に動き、材料を正確かつきれいに切断する仕組みを表しています。ギロチンせん断機は4枚刃の刃を使用できます。これは優れた剛性設計です。

機械式クランクダウンせん断

機械式クランクせん断機と呼ばれる機械動力駆動の機械を使用して、金属板を所望の形状またはサイズにせん断または切断することができます。「クランクの下」という表現は、装置フレームの下にある機械駆動機構を表します。手動金属板せん断機は、刃を手動で上下に動かすことでシートを切断できる装置です。このタイプのせん断機は操作が簡単で小型板の切断に適していますが、切断精度が低く、大型板の要件を満たすことができません。機械式せん断機は、電動モーター、フライホイール、ウォームシャフト、クラッチで構成される動力装置を使用して作動します。油圧せん断機と比較して、切断速度が速く、1分あたりのストローク数が多いです。

板金せん断機のコンポーネント

板金せん断機の主な構成部品は、作業台、上部および下部のせん断刃、クランプツール、バッフル、および電気部品です。
刃物は通常、硬度と耐摩耗性に優れた高強度鋼で作られており、機械の主要な作動部品です。刃物は上下に動くことで金属板を切断します。治具は金属板を固定し、正確な切断を行うために使用されます。
バッフルはせん断機の保護対策として機能します。高強度金属材料で作られており、外力が板材に及ぼす影響を防ぎます。作業者の安全を最大限に確保するため、バッフルは通常、機械の刃先付近に設置されます。
電気部品は、回路基板、モーター、コントローラーで構成され、せん断機の動作を制御します。これらの部品は、機械の動作状態を監視および制御し、安全な動作を確保します。

プレートせん断機ブレード

せん断機の刃は、主に高速度鋼や炭素鋼などの材料で構成されています。高速度鋼は、耐摩耗性と剛性に優れていることから、一般的に使用されている刃材です。高速度鋼刃は剛性が高いため、せん断機の切断効率を大幅に向上させることができます。また、微細加工を施すことで、機械の切断精度も向上させることができます。一方、炭素鋼は靭性が高く、経済的な刃材です。炭素鋼刃は靭性が高いため、せん断加工中の振動や変形に耐えることができます。さらに、熱処理を施すことで、機械の切断精度も向上させることができます。つまり、せん断機の刃材には、高速度鋼、硬質合金、炭素鋼などがあります。刃材の選択は、機械の具体的な作業条件と予算によって異なります。

高品質な切断を実現するには、刃の鋭さが不可欠です。鈍い刃では、きれいな亀裂を形成するために材料への食い込みが深くなります。その結果、理想的な切断結果が得られず、切断圧力も増大します。刃の一般的な寿命は、せん断される材料の種類とせん断サイクル数という2つの要素によって決まります。T1プレートやステンレス鋼などの硬い材料では、刃の寿命はそれに応じて短くなります。せん断刃の寿命を延ばすには、以下の点に注意する必要があります。