プレス金型の必要打ち抜き力（せん断加工）の算出について

まんま　ｅＫワゴン　

　　相川賢太郎・重工相談役（相川哲郎・自工社長の実父）
　　燃費不正問題は、愛社精神が少し行き過ぎた程度の問題
　　燃費なんていうのは、営業トークのようにちょっと良く見せるようなもの　だ
　　購入者で文句を言っている人はいない
　　そもそも燃費なんてみんな気にして乗っていない

クビ同然に辞めさせられても DNA に染み付いてるみたい。
技術まるでダメをデータねつ造と＜営業トーク＞で糊塗
・・・・思われます・・・・・・・・・・・・・・・

＞切断時の上型と下型の金型ラップ

機械と金型が　歌って踊っちゃうのだ!!　呪われた三菱から日産が買収と聞いて狂喜!!？


質問者、もう時間の無駄。
教科書、その抜き書きは挙げた例など此処でも他でも溢れるものに戻るべきです。
上限は、約、大凡、これっくらいの66.66666667％、なことを確認すれば次ステップへ

（1）で挙げた質問で判らなかった事項を調べ、殆どで正解に達したが、プレス機械の設計サイドでは必要でも、使用、金型設計サイドでは全く不要なことを再確認しただけ。なので書きません。

さて、質問者さんの補足記載がないので、此方で勝手に推測しての回答をします。

先ず、他の回答者さんにつられた形で、iwanaiこと岩魚内がフライホイールの慣性力を記載した
ままですが、“クランク偏心量：10mm”と“上型ダイセット上下駆動量：20mm”の質問者記載から
推測すると、4tonの反力を受ける構造から軸受は確りしたものではあるが、R=10mmでφ20mmの円運動
にて回転していると思われます。
ですから、円板サイズはφ40mm～50mm程度で、フライホイール効果が期待できない、メカプレスと
思われます。(以上から、小生はiwanaiよ異なり、計算値にフライホイール効果を入れない)

次に、“ｔ0.6mmの黄銅（C2680）の板を打ち抜くプレス金型”から、切断時の上型と下型の金型
ラップ代は2mmと仮定し、切断開始は 2mm＋0.6mm＝2.6mm下死点上方とみなします。

最後に、計算ですが、　・モータトルク：14.4kgf・m（仮）と　・出力回転数：96.7r/min（仮）
から、1分間に96.7回転、1秒間に1.61回転、1回転が0.62秒となり、出力回転数＝ショット数
条件なら、1ショットが0.62秒となります。(順送打ち抜きプレス位の速さですね)
そして、トルクの力は、モータトルク：14.4kgf・m×1000mm/m÷10mm＝1440kgfの計算にて、
R=10mm（φ20mm）円運動上に掛かります。
これを、予想ではボールエンド＋タイロッドねじにて、引張荷重が方向が打ち抜き方向仕様で製作。
力の増幅力は、円の方程式より、X^2＋（10-2.6）mm^2＝10mm＾2の計算式から、X＝9.66mmとなり
角度は約15°で、増幅力は38.6倍から、55,584kgfで55tonと机上計算値がでます。
機械効率を50％考慮しても、25ton以上となります。

予想ですが、出力回転数：96.7r/min（仮）＝プレスショット数でなく、ベルト等で増速し、
モータトルク：14.4kgf・m（仮）がφ20mm上に作用していないように思います。

それか、打ち抜き力（せん断加工）＋成形加工力（フォーム）の合計が最終で必要でしょうか？

補足

2016/05/14 01:36

ご回答ありがとうございます。
大変申し訳ありませんが、 後（ご）の先（せん）、アフターユーさんの回答（7）で補足出来ないまま回答（10）で回答して頂いたので、回答（7）の補足も含めてこちらで補足させて頂きます。

動力はカタログ値を確認しましたら1.5kW
切断開始位置は3mm程度だと思いましたので計算上は2.6mmで問題ないです。
（推測でここまで的確に計算出来ることに驚きました。）

計算して頂いて、モータの打ち抜き力が25ton以上あるということで、
今回のプレス金型において、仮選定したモータが打ち抜き力で問題なさそうことがわかり安心しました。

ご回答の中で、25tonを導き出す過程で理解出来なかった点があるのですが、
（１）力の増幅力は、円の方程式より、X^2＋（10-2.6）mm^2＝10mm＾2
（２）角度は約15°で、増幅力は38.6倍から
です。
増幅力等の計算について詳しく載っているURLを知っておりましたら教えてもらえないでしょうか。


円板サイズはφ60mm～70mm程度です。
円板サイズはφ40mm～50mm程度で、フライホイール効果が期待できないとのことでしたが、
今回、円板サイズはφ60mm～70mmなので、この慣性力が加わると25ton+αの答えになるということでしょうか。


最終的に必要なのは、板を抜くために必要な4tonの力に対して、
プレス側（板を抜く側）の力はどのくらいになるのかが知りたかったです。
板にパンチを押し当ててからゆっくりと荷重を加えて切断する、
とは違って、上死点から下死点までダイセットの重量とある速度で落下して打ち抜くため、
衝撃力？（=増幅力？）＋慣性力も考慮しないといけないと思うのですが、
その打ち抜き力の算出方法がわからなかったです。


成型加工力というのは絞りを意味しているのでしょうか。
今回はせん断のみになります。

質問者

　　必要打ち抜き圧力を算出。
　　プレス機の銘板にある加圧能力を見て約1.5倍あれば良し。

手順は至って単純。プレス設計経験者は電卓叩き金型設計仕様書に記入。後は記憶済。
出出しで躓き悩んでたのではキモな型構造や、要所の金型バーツ個々の強度設計が疎かになりヤッツケ金型　⇒　カタ　に非ず　ガタガタ　と称す


＞プレストン数の66.7％(＝1/1.5×100％)

何ｺﾝﾏ何なんぞ無意味。（）の尾ヒレは質問者他を小学生扱い。勝手に話を面倒にしないで!!　

穴あけﾎﾟｯﾁﾝ な設計屋気取りはこのように話を膨らますが何故？

ｅＫワゴン　だから。


.

そんな単純なことで決めてよい？　初心者共通の心配事らしい。

（1）の三つの例示に追加。

　　http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=131421&event=QE0004

回答（3）は＜専門家＞＜自信あり＞とするだけあって
公称加圧能力の説明は適切判り易いが、理解せずともお仕事には差し障りありません。

誤った理解なままの実務家さえ居られるが、板抜曲げのプレス型ならそのままで支障無く、他の型へ進出したときに学べば済む話。

何事も理論に基づいた計算と試験の繰り返しにて確固たる技術にすることです
既存のプレスメーカーであれば既にその技術であるノウハウを全て持っている
新規開発する意図が分からない。。。

勉強のためなのか？或いは、本当に特殊な単品で別な用途の機械なのか？
「人間に必要なのは困ることだ。絶体絶命に追い込まれたときに出る力が本当の力です。」
by 本田総一朗

。。。若いころの苦労は買ってでもしろと言われた時代は幻か。
安易に人に聞くよりも、まづ自分自身でやってみて自身の頭で考えることだ。
自分自身に自ら壁を作り、できないからとか言い訳を先に作る我社の設計陣は
技術者なんかじゃなくて、ただのオエカキ現場代理人トレーサーに過ぎません

がんばろう日本。若いひとたちへ by おれおれ一流

喧嘩までしても教えたがるのは人間の性なのだろうか。
いや「教えたがり屋」＝知識の自慢、力の誇示なのだろう。
仕事中に教えたがる輩が居る。皆の足を引っ張っているのに気づかんあほう。
なんか悲しいのです。技術の森というより文句の森のが当たっている気がする
http://okwave.jp/qa/q11327.html

回答(1)＆の(4)＆(6)iwanaiこと岩魚内、やはり回答内容より他人批判記載の行数が多い結果から、
もう白旗を上げていると考えてよい。(情けない、もう他人批判しか記載することが無いのだから)

さて、今回の質問内容は、ねじ式プレスと内容が良く似ています。
★　似ている内容
Ａ）回転運動を直線運動に変換している
Ｂ）回転運動長さと直線運動長さの変換比に反比例した増(幅)力を利用している
　　モータを減速機を利用して減速をすると、回転数は低下しますがトルクは上昇するのと同類
　　この内容をねじでは、1をリード角をtan-1数値で割った解が増(幅)力です。
Ｃ）摩擦分がロスになるのも同じで、今回の質問ではリンクなので殆どない

☆　似ていない内容
Ｌ）今回の質問内容は、上死点と下死点は無限に近いが、その中間は増(幅)力しないイーブン
　　となって、変化する(プレスは、下死点付近の増幅力が大きいポイントを使用するが、
　　その部分の動きはゆっくりであり、当然動作量も少なくなっている)
　　何故かは、Ｂ）で記載した内容の如くで、
　　上死点と下死点では、回転運動長さに比べ直線運動長さは略零なので、変換比は無限に近くなり
　　上死点と下死点の中間では、回転運動と直線運動の長さは略等しいので、変換比は1に近くなる
　　となるからです

※　フライホイールに関して、
　　これは、下死点以外のエネルギーを蓄積し、上死点と下死点では“クランク偏心量が0mm”
　　となるので、直線運動に変換できない部分のカバーをする役割があります
　　（単動4サイクルエンジンのクランクシャフトにも、フライホイール効果部分があります）
　　下死点以外のエネルギー蓄積は、下死点の数mm前での成形や穴明けは、変換比が無限に近い
　　エリアではなく、あまり増力しないのでフライホイールのハンマー(衝撃)効果で補助させている
　　これらの部分の計算は、少し難しいが計算が不可能ではない
　　モータの動力計算で、
　　定速走行パワーは、トルクと回転数と定数で何キロワットかが計算可能
　　加速走行パワーは、慣性力で何キロワットかが計算可能なので、その逆計算で可能
　　であり、モータの動力で計算した保険としても良い質問記載内容と考えております

モータの動力計算は、
　・モータトルク：14.4kgf・m（仮）
　・出力回転数：96.7r/min（仮）
にて可能ですが、モータ出力軸回転数と記載なら確かですが、少し不安です。

2×π×96.7r/min×14.4kgf・m÷（102×60）＝1.43Kwとなりますが、如何でしょうか？

ＯＫであれば、後は下死点から何?前に、黄銅ｔ0.6mmと打ち抜き刃が接触する設計であるか
が判れば、計算は可能です。

フライホイールの詳細記載がないし、
　・クランク偏心量：10mm
　・上型ダイセット上下駆動量：20mm
　・上型ダイセット重量：5kg
の仕様なので、計算するより保険とした方が良さそうです。

お礼

2016/05/14 01:39

まだ完全に理解出来ていない部分もありますが、大変勉強になります。

補足は回答（10）の方にまとめさせて頂きました。
ご回答ありがとうございます。

質問者