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最も包括的なパンチングマシンの紹介

パンチングマシンは金属加工業界において重要なツールであり、金属板やコイルの成形、切断、そして形状加工に使用されます。このパンチングマシン紹介記事は、パンチングマシンの用途、用途、使用される業界、製造製品、進化の歴史、プロセス、長所と短所、そして理想的な板パンチングマシンメーカーを選ぶ際に考慮すべき要素など、パンチングマシンに関する包括的な理解を提供することを目的としています。さらに、このパンチングマシン紹介記事では、様々な種類のパンチングマシンについて詳細な調査を行っています。 パンチプレス機械式、油圧式、空気圧式、サーボ駆動式、プログレッシブパンチプレスなど、プレートパンチマシンに関するさまざまな用語を解説し、理解を深めるためにプレートパンチマシンに関連する用語の一覧を紹介します。

パンチングマシンの紹介

パンチングマシンの進化の歴史

パンチングマシンの歴史は、工業化の初期段階にまで遡ります。当時は、基本的な金属成形作業には手動プレスが使用されていました。時を経て、蒸気機関駆動の機械式板金パンチングマシンが金属加工業界を一変させました。20世紀には、油圧式および空圧式のパンチングマシンが精度と効率を向上させました。今日では、コンピュータ数値制御（CNC）およびサーボ駆動のパンチングマシンにより、高速かつ複雑な加工を極めて高精度に行うことができます。

パンチングマシンの動作原理は何ですか?

パンチングマシンの紹介：パンチングマシンは、主に金属材料の冷間プレス、曲げ、伸張、せん断などの加工に使用される機械加工設備です。他の機械設備と比較して、パンチングマシンは加工速度が速く、加工精度が高く、一度に成形できるという利点があります。パンチングマシンの応用分野は非常に広く、各種金属部品、自動車、電子機器、家電製品、計測機器などの製造に使用されています。

パンチマシンの動作原理は、油圧または空気圧を用いて材料に圧力を加え、変形または分離させることで、様々な形状やサイズの部品や製品を製造することです。プレートパンチングマシンのパンチング工程では、材料は徐々に変形し、一連の金型と切削工具を通して所望の形状とサイズに加工されます。

パンチング工程では、オペレーターは金属板を金型の作業台に置き、金型の下降運動によって金属板に塑性変形を加えます。パンチプレスの加工工程は通常、材料の供給、下降パンチング、排出、上降パンチングなどのステップで構成されており、各ステップは精密に制御・調整され、パンチング工程の精度と効率を確保します。

パンチングマシンの応用

板金パンチングマシンは、自動車、機関車製造、ハードウェア製品、電子機器、電気製品、計器、ケーブル、台所用品、家具、環境保護、照明、玩具など、さまざまな分野で広く使用されています。その役割は次の側面に反映されています。

パンチングマシンは、携帯電話の筐体、バッテリーセル、LCD モジュールなど、さまざまな形状の金属部品を加工できます。
パンチングマシンは、引き伸ばしや冷間スタンピングに使用でき、車体、板金、バンパー、ホイールハブなどの複雑な形状の製造に使用されます。
パンチングマシンは切断が可能で、さまざまな仕様の金属板やフィルムの製造に使用されます。

パンチングマシンの紹介：作業フロー

スタンピング工程は、切断、打ち抜き、曲げ、成形といった複数の工程から成ります。打ち抜き工程では、シートパンチマシンが金属板から所望の形状を切り出します。パーフォレーション加工では金属に穴や溝を形成し、同時に曲げ加工によって金属を所望の構造に成形します。例えば、自動車のボディパネルの製造では、スタンピングマシンが金属から複雑な曲線や輪郭を正確に成形します。

パンチマシンの加工方法

シングルパンチ：直線広げ、円弧広げ、円形広げ、グリッド穴のパンチングを含む、シングル完成パンチング。
同一方向への連続打ち抜き：長方形の金型を積み重ねる工法で、長穴やカットエッジなどの加工が可能です。
多方向連続打ち抜き加工：小さな金型を使用して大きな穴を加工する方法。
食い込み加工：小さな円形の金型を使用して、より細かいステップ間隔で円弧を連続的に打ち抜く加工方法。
単成型：金型の形状に合わせて、一度の浅い引き伸ばし成型を行う加工方法。
連続成形：大型ルーバー、ローリングリブ、ローリングステップなど金型より大きな寸法の成形加工方法。
アレイ形成: 異なる処理方法を使用して、大きなボード上で複数の同一または異なるワークピースを処理。

メリットとデメリット

パンチングマシンは金属加工において多くの利点を持っています。

まず、パンチングマシンは金型を使用して加工するため、同じ形状の部品を迅速かつ効率的に大量生産することができ、生産効率が向上します。
第二に、打ち抜き加工中に金属板の打ち抜き温度を低く保つことは、材料の機械的特性と表面品質を維持するのに有益です。
さらに、パンチマシンは加工精度と一貫性が高く、サイズや形状に対する要求が高い部品の加工ニーズを満たすことができます。
最後に、パンチングマシンは、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金などのさまざまな材料の金属シートを高い適応性で加工することもできます。

ただし、パンチプレスにもいくつかの制限と課題があります。

まず、パンチ金型の製造コストは比較的高く、一定の設計および製造能力が必要です。
第二に、パンチングマシンは材料に対して高い要件があり、材料の靭性と可塑性によって、パンチングマシンが材料を正常に処理できるかどうかが決まります。
また、打ち抜き加工の過程では、材料に一定の応力と変形が生じるため、加工品質を確保するために金型と打ち抜き機を厳密に検査・メンテナンスする必要があります。
最後に、パンチングマシンの処理速度は速く、オペレーターには高い技術要件と特定の操作スキルが求められます。

パンチングマシンの分類

異なる原動力によって分割：

機械式パンチングマシン

機械式パンチングマシンは、機械動力（通常はクランクシャフト駆動）を用いてスタンピング加工を行います。中速用途に適しており、自動車や家電製品の製造で広く使用されています。機械式パンチングマシンは堅牢な構造と信頼性で知られており、単純な金属部品の大量生産に最適です。

油圧パンチングマシン

油圧パンチングマシンは、油圧を利用してスタンピング動作を駆動することで、高荷重用途において高い成形力を実現します。厚手の材料のスタンピングや複雑な形状の成形に非常に適しています。航空宇宙産業や建設産業では、深絞り加工を必要とする構造部品やパーツの製造に油圧パンチングマシンが広く使用されています。

空気圧パンチングマシン

空気圧式パンチングマシンは、圧縮空気を利用してスタンピング動作に必要な動力を供給するため、軽量加工や繊細な素材の加工に適しています。材料の正確かつ丁寧な取り扱いが求められる電子機器業界や宝飾業界で広く使用されています。特に、エンボス加工や彫刻などの加工には空気圧式スタンピングマシンが好まれます。

サーボパンチングマシン

サーボパンチングマシンは、サーボモーターを用いてプレス加工工程を精密に制御することで、複雑な加工においても高い精度、エネルギー効率、そして汎用性を実現します。サーボ駆動型プレス加工機は、ストローク長、プレス速度、そしてドウェルタイムを柔軟に調整できるため、厳しい公差が求められるカスタム部品の製造に最適です。

プログレッシブパンチングマシン

プログレッシブパンチングマシンは、複数のプレス工程を1回のパスで実行することで、最小限の手作業で複雑な部品を効率的に大量生産することを可能にします。金属ストリップは一連の金型に連続的に供給され、各ワークステーションは穿孔、曲げ、成形などの異なる工程を実行します。プログレッシブパンチングマシンは、自動車業界や家電業界で、ブラケット、クリップ、コネクタなどの部品の製造に広く使用されています。

スライダー移動モードによる分類

パンチプレスには、スライダーの動作モードによって、シングルアクション、コンパウンドアクション、トリプルアクションの3種類があります。しかし、現在最も一般的に使用されているシングルアクションパンチプレスはスライダー式です。コンパウンドアクションとトリプルアクションパンチプレスは、主に自動車車体の延伸加工や大型機械加工部品に使用され、その数は極めて少ないです。

機械構造による分類

機械構造の違いにより、パンチングマシンは背面取付型（C型）とストレートコラム型（H型）の2種類に分類されます。C型パンチングマシンは、本体（前面開口部）の特性上、公称圧力が一般的に300T未満で、作動圧力は公称圧力の約50%です。H型パンチングマシンは、本体が対称形状で、作動中の偏心荷重に耐えることができます。公称圧力は一般的に300T以上です。

スライダー駆動機構による分類

クランクシャフトパンチングマシン

クランクシャフト機構を採用したパンチプレスをクランクシャフトパンチングマシンといいます。

この機構を使用してください。クランクシャフト機構が最も多く使用される理由は、製造が容易で、ストロークの下端位置を正確に決定でき、スライダーの作動曲線が基本的に様々な加工に実用的であるためです。そのため、このタイプのパンチングは、パンチング、曲げ、引張、熱間鍛造、温間鍛造、冷間鍛造など、ほぼすべてのパンチング工程に広く使用されています。

クランクレスパンチングマシン

非クランクシャフトパンチプレスは、偏心ギヤパンチマシン、偏心ギヤパンチプレスとも呼ばれます。偏心ギヤパンチプレス構造は、クランクシャフト構造に比べてシャフト剛性、潤滑性、外観、メンテナンス性に優れていますが、欠点は価格が高いことです。ストロークが長い場合は偏心ギヤパンチが有利ですが、専用パンチングマシンのストロークが短い場合はクランクシャフトパンチが有利です。そのため、小型機や高速パンチングマシンもクランクシャフトパンチの分野に含まれています。

ナックルパンチマシン

スライダー駆動部にナックル機構を採用した機械をナックルパンチングマシンと呼びます。このパンチは、下死点付近のスライダー速度が極めて低速になる独特のスライダー動作曲線（クランクシャフトパンチで測定）を有しています。また、ストローク下における死点位置を正確に決定するため、エンボス加工や仕上げ加工などの圧縮加工に適しており、現在では冷間鍛造において最も広く使用されています。

摩擦パンチングマシン

摩擦伝動と螺旋機構をトラック駆動に用いたパンチングマシンは、フリクションパンチプレスと呼ばれます。このタイプのパンチマシンは、鍛造や潰し加工に最適で、曲げ、成形、延伸などの加工にも使用できます。汎用性が高く、価格も手頃だったため、戦前は広く使用されていました。しかし、ストロークの下端位置が定まらない、加工精度が悪い、生産速度が遅い、制御操作ミスによる過負荷が発生する、熟練した技術が必要となるなどの問題があり、現在では徐々に廃止されつつあります。

スクリューパンチングマシン

スライダー駆動機構にネジ機構を採用したものをネジ打ち機（またはネジ打ちプレス）といいます。

ラックパンチングマシン

スライダ駆動機構にラック・ピニオン機構を採用したものをラック・ピニオンパンチマシンといいます。スパイラルパンチプレスとラックパンチプレスはほぼ同一の特性を持ち、その特徴は油圧パンチプレスとほぼ同等です。かつてはライナーや破片などのプレス加工、絞り加工、圧油加工、結束加工、薬莢のプレス加工（熱間薄肉加工）などに使用されていましたが、現在では油圧パンチマシンに取って代わられ、極めて特殊な場合を除いて使用されなくなりました。

リンクパンチングマシン

スライダ駆動機構に各種のリンケージ機構を用いたパンチプレスをリンケージパンチングマシンと呼ぶ。リンケージ機構を用いる目的は、延伸速度を限界内に抑えつつ、延伸工程中の加工サイクルを短縮することである。延伸工程の速度変化を少なくすることで、上死点から加工開始点までのアプローチストロークと下死点から上死点までの戻りストロークの速度を速めることができ、クランクシャフトパンチよりもサイクルを短くして生産性を向上させることができる。この形式のパンチングマシンは、ベッド面の狭い円筒形容器の深絞り加工などに古くから利用されており、ベッド面の広い自動車のボディパネルの加工にも用いられている。

カムパンチングマシン

スライダー駆動機構にカム機構を用いたパンチプレスは、カムパンチマシンと呼ばれます。このパンチマシンの特徴は、スライダーの所望の運動曲線を容易に得るために、カム形状を適切に設計していることです。しかし、カム機構の特性上、大きな力を伝達することが難しく、パンチの打ち抜き能力は非常に小さくなります。

パンチングマシンの構造構成

パンチプレスは主に以下の部品で構成されています。

機械本体：機械ベース、コラム、機械アーム、油圧機械シリンダーなどで構成されます。このうち、フレームはパンチプレス全体を支持・固定する構造で、高い安定性と剛性を備えています。スライダーはパンチプレスの上下運動の主要部品であり、スライドまたはローリング接続によってフレームに接続されています。ベッドはワークを置くための作業台で、平らで頑丈な表面を持ち、パンチプレスの上下運動中の安定性を確保します。
伝達機構：機械式、油圧式、空気圧式などの伝達手段を用いて駆動力を作業部に伝達します。駆動装置は通常、電動モーター、減速機、クラッチ、ギア機構で構成され、パンチプレスの動作に必要な動力と力を提供します。
作業位置：主にパンチ、ガイドコラム、プルロッドなどから構成されます。
制御システム：電気または油圧手段を介して、機器の運転、停止、および自動調整を制御します。制御システムは、電気部品、油圧部品、およびコンピューターで構成されており、パンチングマシンのさまざまな動作パラメータを制御および監視して、パンチングプロセスの精度と安定性を確保します。

パンチングマシン入門：用語

金型: 金属部品の成形と切断を行うパンチングマシンで使用される特殊なツール。
パンチヘッド: 金属板またはコイルに力を加えて目的の形状を形成するパンチングマシンの一部。
パンチング: 金属板から平らな形状を切り出し、必要な部品を残すプロセス。
穿孔: パンチと金型を使用して金属板に穴を開ける。
成形: 特殊な金型を使用して金属を曲げたり、希望の構造に成形したりします。
エンボス加工: 凸型と凹型の型を使用して、金属表面に隆起したへこみや模様を作成します。
エンボス加工: 金属の表面に複雑なパターンやテクスチャを作成します。
トン数: スタンピングマシンが適用できる最大の力。通常はトン単位で測定されます。
ストローク長さ: スタンピング工程中にパンチが移動する距離。
速度: スタンピングマシンが操作を実行する速度。1 分あたりのストローク数で測定されます。
モールドパッド: 成形プロセス中にブランクを支え、しわを最小限に抑え、材料の流れを制御するコンポーネント。
クイック金型交換システム: 金型を迅速かつ効率的に交換できるメカニズムで、異なる生産工程間のダウンタイムを削減します。
自動化: ロボットシステムとコンピューター制御を統合して、生産プロセスを最適化し、人間の介入を最小限に抑えます。
CNC (コンピュータ数値制御): スタンピングマシンを自動的に制御して、正確で繰り返し可能な操作を実現できるコンピュータ化されたシステム。

パンチングマシンの購入方法

適切なパンチングマシンメーカーを選択することは、特定の生産要件を満たす上で非常に重要です。考慮すべき要素としては、メーカーの経験、専門知識、そしてカスタマイズされたソリューションを提供できる能力などが挙げられます。信頼できるメーカーは、スムーズな運用と機械の稼働時間の最大化を実現するために、トレーニング、技術サポート、タイムリーなメンテナンスサービスなど、優れた顧客サポートを提供する必要があります。

パンチングマシンを購入する際の重要な要素

スタンピングマシンに投資する前に、 板金成形 メーカーs パンチングマシン工場の生産能力、材料の種類、部品の複雑さを評価する必要があります。選定する機械は、生産ニーズを満たすために必要なトン数、ベッドサイズ、速度を備えている必要があります。様々な金型構成や工具オプションとの互換性は、多様な製造ニーズに対応する上で非常に重要です。

スピード

市販の高速パンチングマシンには2種類の速度のパンチングマシンがあり、1つは高速400回/分、もう1つは1000回/分です。製品に300回/分以上の金型速度が必要な場合は、1000回/分のパンチプレスを選択する必要があります。設備を極限まで使用できないため、速度が400回/分未満のパンチングマシンには、一般的に必須の潤滑システムがありません。ジョイント部分にはバター潤滑のみが使用され、パンチ構造はスライダータイプを採用しているため、精度の保証が困難です。長期間の作業では、摩耗が早く、精度が低下し、金型が損傷しやすく、機械と金型のメンテナンス率が高く、時間が遅れ、納期に影響します。

正確さ

パンチングマシンの精度は主に次のように表されます。

並列処理
垂直性
合計ギャップ

高精度のパンチングマシンは、良質の製品を生産できるだけでなく、金型へのダメージも少なく、金型のメンテナンス時間だけでなくメンテナンスコストも節約できます。

パンチングマシンで加工できるものは多種多様で、切断、絞り、成形、スタンピングなどの4つに分類できます。また、ブランク作成、パンチング、切断、絞り、曲げ、成形、スタンピングなどの4つのカテゴリにさらに細分化できます。
パンチプレスのトン数は、金型加工に必要な総トン数に基づいて推定されます。したがって、パンチプレスのトン数に影響を与える主な要因には、部品の周囲長、材料の厚さ、材料の強度、その他の特性が含まれます。
移動の長さと作業台の面積は、スタンプ部品のサイズと深さによって決まります。
1日あたりの生産量は、主にパンチングマシンの1分間のストローク数と必要なパンチングマシンの台数を計算するために使用されます。高速パンチングマシンと低速パンチングマシンの選択は、全体的な生産ニーズを満たすように決定されます。

したがって、部品の加工特性、材料特性、ツールの使用特性など、さまざまな特性が総合的に考慮されます。一般的に、胚の打ち抜きや穿孔などの工程では、ストロークが短く速度が速いパンチングマシンが必要です。成形や絞りなどの工程では、ストロークが長く速度が遅いパンチングマシンが必要です。エンボス加工や型押しなどの工程で使用する場合は、下死点でのエネルギーが高いショートストロークパンチを使用する必要があります。

さらに、成形、絞り、プレスの各工程では、使用する材料に応じてプレス速度が重要となります。そのため、材料の選定は製造工程と連携させる必要があります。製品の品質特性を実現するためには、パンチングマシンの精度も考慮する必要があります。

結論

パンチングマシンは金属加工業界に欠かせないツールであり、金属部品の成形・加工に多機能で効率的なソリューションを提供します。各タイプのプレートパンチングマシンは、高速大量生産から複雑なカスタマイズ部品まで、特定の生産ニーズに対応できます。サーボドライブやプログレッシブマシンを含むスタンピング技術の継続的な発展は、金属加工業界を根本的に変革し、メーカーが現代の製造業のニーズに応え、様々な分野で高品質な製品を提供できるようにしました。このパンチングマシン導入ガイドをお読みいただくことで、ユーザーはパンチングマシンの様々な種類とプロセスを理解し、生産能力を最適化し、今日のダイナミックな市場における競争力を維持することができます。

油圧プレスの究極ガイド