当社のプレス工場における品質管理の実務経験に基づき、金属プレス部品の生産工程で発生する一般的な問題の原因と対策をまとめました。プレス工場の同業他社における部品品質向上のための有益な参考情報となることを願っています。
一、なぜ金属プレス部品に反り返りやねじれが発生するのか？
プレス部品は順送金型において、部品周囲の余分な材料を打ち抜くことで形状が形成されます。プレス部品に反り返りやねじれが発生する主な原因は、打ち抜き力の影響です。打ち抜き時、打ち抜きクリアランスの存在により、材料はダイス側で引張られ（材料が上方に反り返る）、パンチ側で圧縮されます。ストリッパーを使用する際は、ストリッパーで材料を押さえ、パンチ側の材料が上方に反り返るのを防ぐ必要があります。このとき、材料の応力状態もそれに伴って変化します。ストリッパー圧力の増加に伴い、パンチ側の材料は引張られ（圧力は減少傾向）、ダイス表面の材料は圧縮されます（引張力は減少傾向）。プレス部品の反り返りは、ダイス表面での材料の引張りによって発生します。したがって、打ち抜き時には材料を確実に押さえることが、打ち抜き時の反り返りやねじれを防ぐ鍵となります。プレス部品の曲げ加工時に反り返りやねじれが発生する原因と対策について。
打ち抜き時に発生する部品のバリが原因です。打ち抜き刃先を調査し、打ち抜きクリアランスが適正かどうかを確認することが重要です。
打ち抜き工程中に、打ち抜き部品に反り返りや変形が発生し、その後の曲げ加工で不良が生じる場合は、打ち抜き・落とし工程で解決する必要があります。
プレス部品の曲げ加工時に不安定になる問題は、主にU字曲げやV字曲げで発生します。この問題に対しては、曲げ加工前のガイド、曲げ加工中の案内、曲げ加工中の材料押さえを行い、曲げ加工中にプレス部品が滑るのを防ぐことが、問題解決の鍵となります。
二、なぜ金属プレス部品に破断が発生するのか？
金属プレス部品に発生する一般的な破断や傾きの形態として、中間保護ブラケットのプレス工程は以下の通りです：ブランキング・穴抜き - 穴抜き・切り込み - フランジ成形 - 切り込み - フランジ加工。中間保護ブラケットは成形工程中に様々な形態の破断や傾きが発生します。破断しやすい箇所は主にワークの穴形状、Rアールと側壁の角部における壁厚のくびれ部などに分布しており、プレス成形生産によるものです。工程条件の違いにより、各破断箇所の割合も異なります。破断は一度に発生するものと、疲労亀裂の進展により発生するものがあります。
原因分析、現場の実情に基づき、部品の破断箇所、破断面の形態、圧縮の程度を検査した結果、部品の破断や傾きの挙動は主にフランジ成形工程で現れることが分かりました。この工程の現象の原因は以下の通りです：
成形工程パラメータの実行が不十分、部品の成形工程中、工程要件としてダイス、圧料芯、部品が密着して結合し、工作機械のスライドが下降する際に板材の塑性変形により実際の変形が発生する必要があります。しかし、プレス部品の品質が不安定などの欠点により、工作機械の圧力は生産工程中に圧力変動が不均衡な状態にあります。主な原因は、加工技術者がこの段階で工程規定の要件に従って工作機械の圧力を適時に調整していないこと、または各シフトの引き継ぎ時に工作機械の圧力安定性情報が伝達されず、部品の品質が不安定になることです。
フランジ成形金型の設計欠陥について、本金型は1本の金型に左右2つのキャビティを共用する構造である。この工程の内容はフランジ加工だけでなく成形も含まれており、さらに部品が非常に複雑で、曲げ面が狭く、成形には凹型の圧料芯が成形面と一致する必要があるなど、成形ストロークが大きく、金型構造の圧料面積が小さいという特徴がある。初期の金型設計では、設計者は圧料面が小さいという特性のみを考慮し、圧料芯の成形ガイドレールのスライドストロークを無視していた。
三、五金プレス部品の表面品質が不良になるのはなぜか？
プレス製品の表面品質問題を引き起こす原因は多岐にわたる。コイル材、板材、金型の表面品質は最終的なプレス部品の品質に影響を与える。プレス工程中の操作や工位設備の積み下ろしも部品を損傷させる可能性がある。したがって、表面品質は製造プロセス全体の各工程で細部を十分に考慮し、最終製品の外観に影響を与える品質問題を可能な限り回避すべきである。
1、コイル材
コイル材によく見られる不良現象は主に以下の通りである：
鋼板表面または内部に異物が混入している
異物が剥離し、コイル材に傷跡のような状態が見られる
コイル材の不良
コイル材の角部の破損
角部（20～30mm）が応力の不均一により変形または圧皺が発生する
擦傷（ローラー表面または異物による）
ローラーの滑りによる
エッジの不規則な破損
異物が入り込んだ後、巻材の裏面に膨らみが押し出される（異物が落ちると消える）
ローラー痕（異物がローラーに付着して生じる）
規定外の材質不良
異物により表面に深く明瞭な溝痕が生じる