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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
2023/10/19 14:49
- プレス金型において、ｔ0.6mmの黄銅（C2680）の板を打ち抜く際に駆動側で実際に発生する打ち抜き力を算出したい。式P＝K・L・t・Tsを使用して必要打ち抜き圧力を算出し、その結果が4tとなったが、モータトルクやモータ回転速度、上型ダイセットの重量などを考慮した場合にはどのような算出方法があるのかわからない。ギアモータの仮選定についても質問がある。
- プレス金型において、ｔ0.6mmの黄銅（C2680）の板を打ち抜く際に駆動側で実際に発生する打ち抜き力を算出するために、式P＝K・L・t・Tsを使用して必要打ち抜き圧力を算出しました。その結果、4t以上の打ち抜き力が必要であることがわかりましたが、モータトルクやモータ回転速度、上型ダイセットの重量などを考慮した場合、どのように算出すればよいかわかりません。ギアモータの仮選定についても質問があります。
- プレス金型の設計において、ｔ0.6mmの黄銅（C2680）の板を打ち抜く際に駆動側で実際に発生する打ち抜き力を求めたいと考えています。現在は式P＝K・L・t・Tsを使用して必要打ち抜き圧力を算出したところ、4t以上の打ち抜き力が必要であることがわかりましたが、モータトルクやモータ回転速度、上型ダイセットの重量などを考慮した場合、どのように算出すればよいのか分かりません。また、ギアモータの仮選定についても質問があります。
プレス金型 必要打ち抜き力（せん断加工）の算出に…
2016/05/09 07:55
プレス金型 必要打ち抜き力（せん断加工）の算出について
ｔ0.6mmの黄銅（C2680）の板を打ち抜くプレス金型について質問させていただきます。
今回知りたいことは、板を打ち抜く際に駆動側で実際に発生する打ち抜き力についてです。
ギアモータを駆動源とし、クランク機構で上型ダイセットを上下駆動させる金型です。
クランク偏心量は10mmで上型ダイセットは上下に20mm動きます。
上型ダイセットの重量は5kgです。
以下の式で必要打ち抜き圧力が算出出来ることはわかりました。
P＝K・L・t・Ts
P：せん断加工力（Kgf）
K：係数＝0.8
L：加工周長（Kgf）
t：板厚（mm）
Ts：引張強さ（Kgf／mm2）
上記式より、今回の打ち抜き圧力は4tになります。
この板を打ち抜くには4t以上の打ち抜き力が必要になりますが、
モータトルク、モータ回転速度、上型ダイセット重量、衝撃力等を加味した場合、
その詳しい算出方法がわかりませんでした。
以下に条件をまとめます。
・黄銅ｔ0.6mm打ち抜き圧力：4t
・モータトルク：14.4kgf・m（仮）
・出力回転数：96.7r/min（仮）
・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
（※摩擦は無視します。）
ギアモータに関しては仮選定としたのですが、
この機構で打ち抜く時の打ち抜き力はどのくらいになるか導き出すことは出来ますでしょうか。
私が持っている知識量で述べさせてもらいましたのでおかしな解釈があるかもしれないことご容赦下さい。
不明な点がありましたら補足いたします。
大変お手数お掛けしますが、ご回答宜しくお願い致します。
回答 （16件中 11～15件目)
Metro Park さん ← 回答（1）（4）
＞回答者の皆さんいかがでしょうか
前にも言いましたが、Metro Park さん直へのホラ吹き。これ不問にはならないでしょ。
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=291745&event=QE0004
天を味方に付けると、失われた十年は半導体バブル時代で、銀行や株より金で、
２千万円程購入し、半導体バブルが弾けて独立、金を簿価と実勢価格で調整し、
自社の営業外利益決算処理、不労所得が得られるようにマンション投資し、無借金
＆不労所得で、悠悠自適。
先日も、一週間余りで、蟹ツアーを。
ユーモア？ 真面目ぶった類似パターン、同類の嘘と誇張パターンは数限りない。
ド奴がホラ吹きで、誰と誰々々々々々々々々、、がそれを批判追及してるか明言すべきでは。
でないと初出の方はどっちもどっちもの印象を抱きかねない。誰と誰々々々々々々々々、、
は好き好んでやってんじゃありません。
忘れた頃にお礼がきたので、どこかに書いたやらの資料、示しておきます。
http://www.hitachihyoron.com/jp/pdf/1964/06/1964_06_02.pdf
プレス用大容量誘導電動機 日立評論1964
半世紀前から普通のプレスはこれで設計。数式そろってるので計算できるでしょう。
フライホイールに頼らない？
第３図 プレスの DUTY
が判らないゆえのゴマカシ。
穴あけﾎﾟｯﾁﾝのパンチシリンダでないし、まさかのサーボプレス？
しかし、ここまで辿って何を設計？、、、、判りません。
この資料が他で見当たらないのは、他の設計者がやってないからでしょう。
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この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。
貴君はPress設計を目指してるのでしょうか。
何故投稿しましたか。
参考までですが今のPressと昔のPressの違い判りますか。
今と昔と機械加工精度ダントツに異なりますが
昔のPressのほうが良いところがありましたよ。
両脇のカミソリ（スライド）が長いです。
Press作動中のブレを抑えられます。
話が変わり、貴君には申し訳ありませんが
この投稿は非難中傷の場でなく差し支えない範囲での助言の場と考えます。
事実に基づくアドバイスです。
回答者の皆さんいかがでしょうか。
弊社でも自称プロ（樹脂、ゴム、アーク溶接、機械加工）と豪語してる爺がいます。有る部品をアルミから樹脂に変更した試作を作りましたが、客先テスト一発でNGです。以降1年以上経過してますが何も進んでませんし何をどうするも判ってません。
そのため客先の期待を裏切ってますので新規部品の手配ないです。
回答（1）⇒ 回答（3）
回答（2） ohkawa さんの通り
フライホイールについて
再掲のこの質問で答え出せてないじゃん
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=310919&event=QE0004
今回は聞きもせずデタラメ重ね、それ信じたら怪我しかねない。危険なリコール隠し同然!!
此度は計算・データ偽装の三菱のヲッサン!!
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=290200&event=QE0004
回答（1）
プレスのオーソリティーでもないし、得意な分野でもありませんが、
あるプレス技術者に、、、云われました
嘘を隠す典型的な言い回し
なのに ＜専門家＞ に昇格させた回答（4）
回答（7）tara555 さんが真のオーソリティなことも知らずに喧嘩売ったが沈黙
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=288848&event=QE0004
安全に厳しいプレスでなく一般機械に法逃れした、油圧はたちどころに計算できる パンチシリンダで 穴あけﾎﾟｯﾁﾝ が≪関係者≫とはおこがましい。
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=263138&event=QE0004
他質問サイトのようなマイナス評価がない、管理者不在、居ても技術に全く疎く立ち入れない当サイト。
それに乗じてデタラメ放題。
回答を超えて批判を書かざるを得ない事情をお察しくだされたく
『超有名な**重工』＝三菱重工を名乗り、エバって次々とゴミ積をやってきたが、自工は御存知の体たらくで存亡の危機。しかし親の重工の中味もきわめて似通る。格好つかぬと今後は隠すのかしらん・・・・
回答（１）のiwanaiこと岩魚内は、計算ができないので他人のアドバイスを邪魔して、自分の正当性
を誇示し、理論は判らないが岩魚内の経験でプレストン数の66.7％(＝1/1.5×100％)以内と主張は、
見苦しい限り。
さて、モータの動力は何キロワットでしょうか？
また、モータ出力回転数＝クランク回転数でなければ、クランク回転数も必要です。
その記載がないと、プレスの性能は、記載できませんよ。
因みに、“クランク偏心量：10mm”なので、URLでも確認できますが半径＝10mm、
直径が20mmなので“型ダイセット上下駆動量：20mm”となります。
そして、トルクの腕も10mm時（上型ダイセット上下駆動量：20mmの1/2の10mmポイント）が
一番力が弱く、上型の略重量となります。
ガイド形式の特長で示すように、バネが入っているので、上型を上げるには有利に作用し、
穴を明けるには、不利に作用します。
ですが、穴を明けるパンチ等の先端をフラットでなく、弧“（”すれば、徐々にカットされ、
トン数は少なくなる調整は多少できます。(ガイド形式のバネ分は、充分に軽減可能です)
最後に、下死点付近は、動きが小さいために無限に近い力がでますが、摩擦係数等の損失で
無限となりません。
それと同じ位重要なのが、下死点でパンチがダイに何?入り込む設計値なのかが重要です。
形状が波打っている場合は、Max値が重要です。
お礼
2016/05/14 01:37
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。
＞ギアモータに関しては仮選定としたのですが、
＞この機構で打ち抜く時の打ち抜き力はどのくらいになるか導き出すことは
＞出来ますでしょうか。
既に、打ち抜きに必要とする力（圧力ではない）は算定済みの状況ですが、
求めたい答えは、モーターに必要な出力(kW）、減速機の回転数比などの緒元でしょうか？
あるいは、フライホイールに必要な慣性能率などを求めたいのでしょうか？
打ち抜く時の打ち抜き力は、シャー角などの影響を受けますが、先にお示し
の計算式の根本が揺らぐものではありません。
ご質問者さんの補足・追記が無いまま、回答者だけの書き込みだけが
続くことを懸念していましたあが、丁寧な情報提供をいただき感謝します。
0.6mmの板材を打抜くために必要なエネルギーは、4tf×0.6mmで求められ
SI単位で記述すれば、39200N×0.0006m ＝ 2.35J です。この値は、せん断
プロセスに必要なエネルギーであって、せん断したワークを型から剥がす
ために必要なエネルギーは等は計算外ですので、実際に必要なエネルギーは、
もっと大きな値となる筈です。
質量5 kgの上型が、上死点から下死点でまで20mmの距離を落下すること
による位置エネルギーは、5kg×9.8m/s^2×0.02m＝0.98Jです。
板を打抜く位置は下死点ではなく、また、プレス機械の摩擦を考慮すると、
型が落下することによって得られるエネルギーのうちは、打抜きに利用
できる分は、0.98Jよりかなり少ない値となる筈です。
両者の関係は、2.35J＞＞0.98Jなので、ストロークの小さなプレス機械の
場合、上型の位置エネルギーが、打ち抜にに関して無視する場合が一般的
ではないでしょうか。
上型の位置エネルギーよりも、プレス機械のフライホイールの効果を考慮
することが重要と思います。
補足
2016/05/14 01:47
ご回答ありがとうございます。
先に、後（ご）の先（せん）、アフターユーさんの回答（10）に記載しましたが、以下のことが知りたかったです。
「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。」
私が求めたい答えに対して、
モーターに必要な出力(kW）、減速機の回転数比などの緒元、フライホイールの慣性能率等が必要なのはわかりました。
ご回答ありがとうございます。
>両者の関係は、2.35J＞＞0.98Jなので、ストロークの小さなプレス機械の
>場合、上型の位置エネルギーが、打ち抜にに関して無視する場合が一般的
ではないでしょうか。
2.35Jは板を打ち抜くために必要なエネルギーで、
0.98Jは上型を落下させただけのエネルギーですよね？
このエネルギーに加えて回答（14）（12）（10）等で教えて頂いた
モータトルクによるエネルギーと、フライホイール効果による慣性モーメント、衝撃力（＝増幅力？）が加わると思うのですが、
これらを全て統合して、板に与える「荷重（N）」を導き出すとなると、
「エネルギー」と「荷重」の要素が同時に出てきて、
今の私では少し理解が難しくなってきております・・・。
機械工学の基礎が出来ていないのでこの辺は少しずつ勉強していこうと思っています。
ちなみに、今回偏心する部品は径φ130mm、厚さ50mmくらいです。
フライホイール効果は期待出来ないとのご回答もありましたが、
この辺はあとで自分で計算してみたいと思います。
いつも返信が遅くなり本当に申し訳ありません。
この場を借りて皆様にお詫び申し上げます。
お礼
2016/05/14 02:08
主な担当業務は自動機設計なのでプレス設計のプロを目指しているわけではありません。
ただ、今回自動機の中にプレス金型の工程も含まれておりまして、
設計せざるを得ない状況のため設計をしているというだけです。
プロの外注に出せばいいという声もあるかと思いますが、
上層部の判断で自社で設計することになりました。
現行装置の更新・改善設計になりますので、
厳密に言いますと、一から設計するのとは違います。
今回設計する装置は、モータ選定含め、プレス側の機構は少し変更になりますが、
現行のプレス金型で問題なく生産出来てますので、
今回設計においても、打ち抜き等おそらく問題ないかと思っております。
が、打ち抜きに必要な4tonに対して、
打ち抜く側（モータ側）の打ち抜き力がどのくらいになるのか数値で知りたかったため、
今回質問させて頂きました。
今のプレスと昔のプレスの違いはわからなかったです。
昔の方が良かったんですね。
両脇のカミソリ（スライド）が何なのかわからなかったですが、
今のプレスは両脇のカミソリを長く出来ないんですね。
自身でもいろいろ調べてみたいと思います。
勉強になります。