金型科学: 金型設計の基礎、パート II

スタンピングを成功させるには、適切なダイ ガイダンス コンポーネントを選択することが不可欠ですが、プレスのメンテナンスが不十分な場合はそれらを補うことはできません。 画像: CEPテクノロジーズ

この 2 部構成シリーズのパート 1 では、ダイセットのタイプと厚さを選択するプロセスについて説明しました。 ここで、さまざまな市販のダイ ガイダンス コンポーネントと、どのタイプがお客様の操作に最適かを決定するための基本的なガイドラインについて説明します。

まず、これを述べておきます。ガイド ピンの機能は、上部シューと下部シューまたは鋳物を適切に配置し、上部シューと下部シューに取り付けられたすべての金型コンポーネントが互いに正確にかみ合うようにすることです。 これらは、正しいクリアランスを達成し、効果的に維持できるように、コンポーネントやセクションの切断と成形をガイドします。 ガイド ピンは、メンテナンスが不十分なプレス機やずさんなプレス機のラムをガイドすることを目的としたものではありません。

プレスは独立して正確にガイドされる必要があります。

かつてある紳士は、「金型は部品を作るが、プレスはそうではない」と私に言いました。 私の答えは、「敬意を表しますが、金型もプレスもシステムの一部です。それぞれがエンジニアの意図どおりに機能しなければなりません。」でした。 言うまでもなく、彼はプレス関連の多くの問題を抱えていました。

私が行うすべてのトレーニング セッションでの発言の 1 つは、「宝石のようなツールを作成して設計することはできますが、それを栄光の 200 トンのゴミ圧縮機に投入すると、問題が発生するでしょう。」です。 メンテナンスが不十分なプレスやずさんなプレスを補おうとして、ダイ セットに大きすぎるガイド ピンやかなり多くのガイド ピンを選択することは避けてください。

ガイド ピンは、ガイド ポストまたはピラーとも呼ばれ、ガイド ブッシュとともに機能して、上部および下部のダイ シューを正確に位置合わせします。 これらは、硬化工具鋼で作られた円筒形のピンで、多くの場合 0.0001 インチ以内で精密研磨されます。ガイド ピンの 2 つの基本的なタイプは、フリクション ピン (プレーン ベアリング ピンと呼ばれることが多い) とボール ベアリング ピン (超精密ガイド ピンとも呼ばれます) です。 ピンは、ブッシングと呼ばれる精密研磨されたスリーブに正確にフィットします。 ガイド ピンと同様に、ブッシュは 0.0001 インチ以内まで研磨されることがよくあります。

摩擦ピン (図 1 を参照) は、ガイド ブッシュの内径よりわずかに小さい (通常は約 0.0005 インチ小さい)。 フリクション ピンとブッシングは通常、ボール ベアリング スタイルのピンよりもコストが低く、金型内で多量のサイド スラストが予想される場合によく使用されます。 多量の摩擦が発生するため、高速スタンピング操作には望ましくありません。 摩擦を最小限に抑えるために、ブッシングは通常、アルミニウム青銅と呼ばれる耐摩耗性材料で裏打ちされており、摩擦をさらに減らすためにグラファイトプラグが含まれる場合もあります。 さらに、フリクションピンは高圧グリースで潤滑されることがよくあります。

フリクションピンの使用に関連する一般的な問題の 1 つは、特に大型のダイの場合、ダイの分離プロセスが非常に困難になることがよくあることです。 分離プロセス中、上部および下部のダイシューが平行に保たれるような方法でダイを分離するように注意する必要があります。 ダイをコッキングすると、ガイドピンが曲がる可能性があります。 大きな金型の場合、金型の分離を補助するために、金型セパレーターと呼ばれる特殊な油圧機械がよく使用されます。

ボール ベアリング ピン (図 2 を参照) がはるかに一般的な選択肢です。 フリクションピンとは異なり、これらのピンは特殊なアルミニウムボールケージに含まれる一連のボールベアリング上に乗り、ベアリングが脱落することなく回転することができます。 これらのピンにはいくつかの利点があります。 まず、摩擦が低減されるため、過剰な摩擦や熱を発生させることなく、金型をより高速で動作させることができます。 このため、高速動作に最適です。 第 2 に、金型製造者や金型メンテナンス技術者が上部金型シューと下部金型シューを簡単に分離できるようになります。 3つ目は、ボールベアリングを使用しているため、フリクションピンよりも高い精度で製造できることです。 実際、ほとんどの人は、ピンとベアリングのアセンブリがブッシュの内径よりも約 0.0002 インチ大きいことに気づいていません。 これは、多くのメーカーがこのガイド ピンを「ネガティブ スロップ」ガイド ピンと呼ぶ理由の説明になります。 フリクションピンとは異なり、ボールベアリングガイドピンには決してグリースを塗ってはいけません。 潤滑には軽油のみを使用してください。

ガイド ブロックは特殊なスチール ブロックで、精密に機械加工され、ねじ止めされ、ダボで留められ、多くの場合、上部と下部の両方のダイ シューに鋳造または溶接されます。 これらには、摩耗プレートと呼ばれる硬化工具鋼コンポーネントが含まれています。 超精密な位置合わせが必要ない場合は、ガイド ブロックを使用して位置合わせとヒール ダイを行います。

ガイド ブロックとは異なり、ヒール ブロック (図 3 を参照) は、多くの場合、ガイド ピンとブッシュの補助として機能します。 これらは、生成される力が著しく不均衡であるか、一方向である場合に特に重要です。 一方向から発生する力が大きすぎると、ガイド ピンがたわむ可能性があり、その結果、重要な切断および成形コンポーネントの位置がずれる可能性があります。 絞り加工に使用されるような多くの大型金型は、超精密な位置合わせを必要としないため、ガイド ピンやブッシングではなく、箱入りのガイドと摩耗プレートを使用します。 ガイド ピン、ブッシング、ガイド コンポーネントの重要性を過小評価しないでください。 しっかりした基礎の重要性を忘れないでください。 金色の柱のある大理石の邸宅も、柱がなければ崩れてしまいます。