絞り加工における「精度出し」の限界値

絞り加工における「精度出し」とは、成形品の外径・内径・高さ・深さなどの寸法を、要求公差内に安定して収めるための調整を指します。ただし、絞り加工は塑性加工であるため、切削加工や研削加工のような高精度加工には不向きな場合があります。

そのため、絞り加工で高精度を求める場合には、どの寸法に精度が必要なのかを明確にしたうえで、加工方法や後工程の有無を検討することが重要です。全ての寸法に厳しい公差を設定すると、金型費や調整工数が増加し、量産コストの上昇につながる可能性があります。

絞り加工で実現できる寸法公差の目安

絞り加工で実現できる寸法公差は、材質、板厚、形状、絞り深さ、加工工程数によって異なります。一般的には、単純な浅絞り形状であれば比較的安定した寸法精度を確保しやすく、深絞りや複雑形状になるほど公差管理は難しくなります。

目安として、外径や内径など金型で規制しやすい寸法は比較的精度を出しやすい一方、高さや深さ、開口部の変形、フランジ部の平面度などはばらつきが出やすい傾向があります。特に、薄板材や高張力材、ステンレス材などを使用する場合は、材料の反発や加工硬化の影響を受けやすく、事前の検証が重要です。

外径・内径寸法の精度出し

絞り加工において、外径・内径寸法は比較的精度を出しやすい寸法項目です。パンチやダイスの寸法によって成形形状を規制できるため、金型設計の段階で狙い寸法を適切に設定することで、一定の寸法精度を確保できます。

ただし、外径・内径寸法であっても、材料の板厚公差やスプリングバック、潤滑状態の変化によって寸法がばらつくことがあります。また、深絞り形状では材料の流れ方が不均一になりやすく、開口部の真円度や円筒部の寸法安定性に影響する場合があります。

高さ・深さ寸法の精度出し

高さ・深さ寸法は、材料の流入量や板厚変化、加工荷重の変動によって、成形後の高さや深さが微妙に変化するため絞り加工においてばらつきが発生しやすいです。

特に深絞り加工では、材料が大きく引き伸ばされるため、加工条件のわずかな違いが完成品寸法に影響します。また、成形後に開口部がわずかに反ったり、底部にたわみが発生したりすることで、高さ寸法の測定値が安定しにくくなる場合もあります。

絞り加工で寸法精度がばらつく原因

材料特性によるばらつき

絞り加工では、材料の機械的性質が寸法精度に大きく影響します。同じ材質であっても、材料ロットによって硬さ、伸び率、降伏点、板厚にばらつきがあるため、成形時の材料の流れ方が変わります。

例えば、材料が硬い場合はスプリングバックが大きくなりやすく、割れのリスクも高まります。一方で、柔らかい材料は成形しやすい反面、しわや変形が発生しやすい場合があります。このような材料特性の違いを考慮せずに厳しい公差を設定すると、量産時に寸法不良が発生しやすくなります。

スプリングバックによる寸法変化

スプリングバックとは、加工後に材料が元の形状へ戻ろうとする現象です。絞り加工では、成形中に材料へ大きな応力が加わるため、金型から取り出した後にわずかな寸法変化や形状変化が発生します。

特に、ステンレスや高張力鋼板などの反発が大きい材料では、スプリングバックの影響が顕著に表れます。これにより、外径・内径の寸法変化、開口部の広がり、角部Rの変化、底面の反りなどが発生することがあります。

スプリングバックを完全になくすことは難しいため、金型設計時にはあらかじめ変形量を見込んだ補正を行います。また、試作後の寸法測定結果をもとに、金型を修正しながら狙い寸法に近づけることが一般的です。

＞＞【関連コラム】スプリングバックを考慮した高精度な絞り製品を作るための加工技術

金型精度・金型摩耗によるばらつき

絞り加工の寸法精度を安定させるうえで、金型精度は非常に重要です。パンチやダイスの寸法精度、クリアランス、表面粗さ、角部Rの仕上がりなどが、成形品の寸法や外観に直接影響します。

また、量産加工では、加工を繰り返すことで金型が徐々に摩耗します。金型摩耗が進むと、寸法のばらつきだけでなく、バリ、かじり、表面傷、しわなどの不具合が発生しやすくなります。

そのため、高精度な絞り加工品を量産する場合は、金型製作時の精度だけでなく、量産中のメンテナンス体制も重要です。定期的な寸法測定や金型点検を行うことで、寸法不良の発生を未然に防ぐことができます。

高精度な絞り加工を実現するための設計ポイント

絞り加工で高精度な寸法公差を実現するためには、加工現場の調整だけでなく、設計段階での配慮が欠かせません。絞り加工に適した形状設計を行うことで、寸法の安定性を高め、金型修正や不良発生のリスクを抑えることができます。

必要以上に厳しい公差を設定しない

絞り加工品では、機能上必要な寸法と、そうでない寸法を分けて考えることが重要です。すべての寸法に厳しい公差を設定すると、金型調整の難易度が上がり、製造コストやリードタイムが増加します。

特に、高さ寸法や開口部寸法、曲げ・絞り後に変形しやすい箇所は、必要以上に厳しい公差を設定すると量産安定性が低下する可能性があります。組付けや機能に影響する重要寸法のみを厳しく管理し、それ以外の寸法には加工特性を考慮した公差を設定することが望ましいです。

角部Rを適切に設定する

絞り加工では、角部Rの設定が寸法精度や成形性に大きく影響します。角部Rが小さすぎると、材料に過度な応力が集中し、割れや板厚減少が発生しやすくなります。一方で、Rが大きすぎると、製品形状や組付け性に影響する場合があります。

適切な角部Rを設定することで、材料の流れが安定し、しわや割れの発生を抑えやすくなります。また、角部の成形が安定することで、外径・内径・高さ寸法のばらつきも抑制しやすくなります。

絞り比を考慮した形状設計を行う

絞り比とは、ブランク径と絞り後の製品径の関係を示す指標であり、絞り加工の難易度を判断するうえで重要な要素です。絞り比が大きくなるほど、材料を大きく変形させる必要があるため、割れやしわ、寸法ばらつきが発生しやすくなります。

深い形状や細長い形状を一度の加工で成形しようとすると、材料に過度な負荷がかかり、精度が安定しにくくなります。そのため、必要に応じて複数工程に分けて段階的に成形することで、寸法精度と量産安定性を高めることができます。

当社の絞り加工事例のご紹介

ドレンパン

こちらは、ドレンパンの加工事例です。

お客様は、深絞りによる一体加工を少量から対応できる加工先が見つからず、大変お困りの状況でした。

そこで、幅広い加工に対応可能な当社へご相談をいただきました。当社では、単品・小ロットからの深絞り一体加工にも対応しており、本案件では国内で加工を行ったうえで、海外の組み立て拠点へ輸出いたしました。

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ターンテーブル

こちらは、ターンテーブルの加工事例です。

従来、大型の絞り形状を持つ板金部品は、量産加工を得意とするメーカーに依頼されていました。しかし、量産部品を中心に対応しているメーカーであったため、試作部品の加工は優先度が下がり、納期が約60日かかってしまうことが課題となっていました。

そこで、1,000社を超える幅広い部品調達ネットワークを持つ当社へご相談をいただきました。当社では、単品・小ロット品から柔軟に加工対応が可能です。本案件では、試作型（樹脂型）を活用して試作部品を製作することで、加工時間を大幅に短縮し、約14日で納品することができました。また、試作型を活用したことで型費も大きく抑えることができ、トータルコストとして約60％のコストダウンを実現しました。

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絞り加工ならワンストップ部品加工センターのお任せください

今回は、絞り加工における「精度出し」の限界値についてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センター株式会社では、深絞り加工や異形状絞り加工など様々な仕様、形状の絞り加工に対応しております。お困りの方はぜひ当社までご連絡ください。

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異形状絞り（楕円・多角形）が難しい理由

材料の流れが均一にならない

円形絞りでは、材料は比較的均一に中心へ流れ込みますが、楕円や多角形では部位ごとに流れ方が大きく異なります。長辺方向では材料が引き延ばされやすく、短辺方向では圧縮応力が強くなるため、板厚分布に偏りが生じやすくなります。この不均一な材料流動が、後工程での品質不良の要因となります。

割れが発生しやすい箇所が局所化する

異形状では応力が集中する箇所が限定されやすく、特にコーナー部や曲率変化の大きい部分で局所的なひずみが増大します。その結果、特定箇所にのみ割れが発生するケースが多く、対策が難しいのが特徴です。円形と異なり、全体で均一に伸びるわけではないため、局所破断のリスクが高まります。

しわ・座屈が発生しやすい

材料が圧縮される領域では、余剰な材料が逃げ場を失い、しわや座屈が発生しやすくなります。特にフランジ部や角部では、押し込まれる材料量が多くなるため、しわが発生しやすい傾向があります。これらは外観不良だけでなく、後工程での不具合にもつながります。

異形状絞りで発生する代表的なトラブル

割れ（クラック）

絞り加工において代表的なトラブルが割れです。コーナー部や板厚が薄くなった部分で発生しやすく、材料の延性不足や過度な絞り比が原因となります。割れは一度発生すると修正が困難であり、設計段階での回避が必要です。

しわ（シワ）

フランジ部や側壁部に発生するしわは、材料の圧縮によって生じます。特に異形状では材料の流れが不均一なため、特定の部位にしわが集中する傾向があります。しわは見た目だけでなく、強度や組付け性にも影響を及ぼします。

寸法不良・形状ばらつき

異形状絞りでは、製品ごとのばらつきが大きくなりやすい点も課題です。材料の流動差や金型条件の微妙な違いが影響し、狙い通りの寸法が出ないケースが多く見られます。特に量産時には安定性確保が重要となります。

異形状絞りを実現するための設計ポイント

コーナーRの設定が精度に直結する

コーナー部のRは、応力集中を緩和する重要な要素です。一般的には板厚の1〜2倍以上のRを確保することが望ましく、これより小さいRは割れの原因となります。鋭角な設計は避け、可能な限り滑らかな形状とすることが重要です。設計初期段階でRを適切に設定することで、加工性は大きく改善されます。

絞り加工の精度は計算式で求めることが可能です。

絞り率（m）・パンチ径（d）・ブランク径（D）

そのほかにも絞り力やしわ抑え力なども事前に計算を行い、精度を保証することが重要です。

板厚と絞り比の関係を考慮する

絞りの深さと板厚の関係は非常に重要です。無理な深さ設定は、材料の伸び限界を超え、割れの発生につながります。一般的には、材料ごとに許容される絞り比を把握し、その範囲内で設計する必要があります。深さが必要な場合は、多段絞りや中間焼鈍の検討も有効です。

材料選定（SPCC・アルミ・ステンレス）の重要性

材料によって加工性は大きく異なります。SPCCは比較的延性が高く絞り加工に適していますが、アルミは軽量である一方、材料特性によっては割れやすい場合があります。ステンレスは強度が高い反面、加工硬化しやすく成形難易度が上がります。製品形状や要求特性に応じて最適な材料を選定することが、安定した加工の実現につながります。

異形状絞りは高度な技術が求められる加工ですが、設計段階での適切な配慮によって、トラブルを大幅に低減することが可能です。材料の流れや応力分布を理解し、形状・板厚・材料のバランスを最適化する必要があります。

異形状絞り加工はSST設計開発センター株式会社にお任せください

今回は、異形状絞りの難しさと対策についてご紹介しました。SST設計開発センター株式会社では、1,000社を超える独自の加工ネットワークを活用し、様々な形状の絞り加工に対応いたします。

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深絞り加工とは

深絞り加工とは、金属板を金型で押し込み、筒状や箱形などの立体形状へ成形する塑性加工の一種です。プレス加工の中でも材料の伸びを利用して深い形状を作り出す点が特徴であり、モーター部品や機構部品、外装カバーなど幅広い用途で採用されています。切削加工に比べて材料歩留まりが高く、量産時にはコストメリットが大きい加工方法として知られています。一方で、材料の板厚や形状条件によって成形限界が存在し、設計と加工条件の最適化が重要になります。

深絞り加工の難しい点

深絞り加工では、形状が深くなるほど一度の加工で成形することが難しくなります。そのため、通常は複数回に分けて絞り加工を行い、徐々に形状を深くしていく加工が主に行われます。しかし、絞り工程を何度も繰り返すことで材料に大きな負荷がかかり、破れや割れが発生するリスクが高まります。特に角部や曲率の小さい部分では応力集中が起こりやすく、品質不良や再加工の原因となる場合があります。

溶接を行うことによるメリット

深絞り加工の課題を解決する方法の一つとして、溶接を組み合わせた工程設計があります。あえて一体成形にこだわらず、加工途中で分割形状として成形し、後工程で溶接を行うことで、成形時の破れリスクを低減できます。以下に、溶接を行うことによるメリットについてご紹介します。

コスト面のメリット

溶接を組み合わせることで、深絞り工程の回数を削減できる場合があります。工程数が減ることでプレス回数や金型負担が軽減され、結果として加工コストの削減につながります。

工期面のメリット

深絞り加工を何工程も繰り返す場合、金型調整や試作回数が増え、開発期間が長期化する傾向があります。溶接を活用した分割構造に変更することで、成形難易度が下がり、試作から量産立ち上げまでの期間短縮が期待できます。また、加工トラブルによる手戻りを減らせるため、設計変更への対応力も高まり、開発スピードの向上につながります。

当社の深絞り加工事例のご紹介

ドレンパン

こちらはドレンパンの加工事例です。深絞りによる一体加工を少量で対応できるメーカーが見つからず、お客様は大変お困りの状況でした。

そこで、多様な加工に対応可能な当社へご相談をいただきました。当社では単品・小ロットからの深絞り一体加工にも対応しており、本案件では海外での組立が必要であったため、国内で加工を行った後に輸出まで一貫して対応いたしました。

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深絞り加工ならワンストップ部品加工センターにお任せください

今回は、溶接によって深絞り加工の工程短縮コスト削減を実現するポイントについてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センター株式会社では、ドレンパンを溶接で行うことで納期短縮やコスト削減を実現した実績がございます。ぜひお気軽に当社にお問い合わせください。

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絞り加工時に発生するスプリングバックとは

スプリングバックとは、塑性変形によって金属を成形した後、材料内部に残った弾性ひずみが戻ろうとすることで形状が変化する現象を指します。絞り加工では、加工後に角度が開いたり、寸法がわずかに変化したりするため、設計寸法とのズレが発生しやすくなります。特に高張力材や板厚が薄い材料では影響が大きく、量産時の品質安定性を左右する重要な要素となります。

スプリングバックの原因

材料の弾性回復による影響

金属材料は塑性変形と同時に弾性変形も発生しており、加工荷重を取り除いた瞬間に弾性分が戻ることでスプリングバックが発生します。降伏強度が高い材料ほど弾性回復量が大きくなる傾向があり、同じ形状でも材質によって仕上がりが変わるため注意が必要です。

板厚や形状条件による応力分布

板厚が薄いほど剛性が低く、加工後の形状保持が難しくなります。また、深い絞り形状や曲率の大きな部位では応力分布が不均一になり、部分的な戻りが発生しやすくなります。金型形状や加工条件によっても応力の集中度合いが変化します。

金型クリアランスや加工条件の影響

金型クリアランスが適切でない場合、材料に過剰な引張応力が発生し、加工後の反発量が増える原因となります。さらに、プレス荷重や潤滑状態が不安定だと成形品質がばらつき、スプリングバックの予測が難しくなります。

スプリングバックを抑制するための加工技術

①設計段階でスプリングバックを考慮した設計を行う

高精度な絞り製品を実現するためには、製品形状をそのまま金型に反映するのではなく、スプリングバック量を予測した金型設計が必要です。CAE解析や試作評価を通じて変形量を数値化し、あらかじめ角度や寸法に補正を加えることで、加工時の精度安定化が期待できます。また、材料選定や板厚の最適化、リブ形状の追加なども設計段階で検討することで、後工程の修正工数を大幅に削減できます。

②発生した場合、たたくことで修正

量産前の試作段階では、実際の戻り量を確認しながら微調整を行う場面もあります。軽微なスプリングバックであれば、手作業による修正や簡易治具を用いた矯正で対応するケースもあります。しかし、手作業に頼りすぎると再現性が低くなるため、あくまで最終調整として活用し、基本的には設計や金型段階での対策を優先するべきです。

絞り加工ならワンストップ部品加工センターにお任せください

今回は、スプリングバックを考慮した高精度な絞り製品を作るための加工技術についてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センター株式会社では、絞り加工の多くの加工実績がございます。ぜひお気軽に当社にお問い合わせください。

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絞り加工の選定でよくあるお悩み事

絞り加工を外注する際、供給能力不足がよくある課題として挙げられます。また、試作の場合、納期が数か月かかることで評価等が進みにくく、試作後の修正にすぐ対応できない場合があるなどの課題もあります。大型絞り加工や深絞り加工となると、技術的な難易度が上がるため対応が難しい業者があります。

また、絞り加工は工程が複数にわたるため管理工数が膨大になる点も問題として挙げられます。よくあるケースとしてプレス加工のみ対応し、洗浄や熱処理は別業者手配となる場合があります。そのため、発注側が横持ちを管理する負担が増え、間接コストが上昇します。

さらに提案不足も、多くの設計者が直面する課題です。加工業者が図面通りにしか作れず、加工改善の視点が提示されないことがあります。その結果、本来可能なコストダウンの機会を逃してしまいます。以下に、絞り加工業者を選定する際のポイントについてご紹介します。

絞り加工業者を選定する際のポイント

加工の対応領域

まず確認すべき点は、その業者が対応できる絞り加工の技術的な広さと深さについてです。単純な円筒形のカップ形状であれば、多くのプレス加工業者が対応可能かもしれません。

しかし、直径に対して深さが深い「深絞り加工」となると、技術的な難易度が格段に上がります。深絞り加工は材料の流動制御が難しく、割れやシワが発生しやすいため高度な技術が必要です。

＞＞【関連記事】「大型絞り加工」で避けて通れないしわ・割れの発生メカニズムと具体的な対策

また、円筒形だけでなく、角絞りや異形絞りといった複雑な形状への対応力も重要になります。材質に関しても、一般的な鉄やアルミだけでなく、ステンレス等の難加工材への対応を確認する必要があります。特にステンレスは加工硬化しやすく、金型の設計や潤滑油の選定に専門的なノウハウが必要です。

＞＞当社の大型絞り加工についてはこちらから

提案力（VA・VE提案）

優れた絞り加工業者は、単に図面通りに作るだけでなく、VA・VE提案といった設計の改善提案を行うことが可能です。例えば、「ここのR（半径）を少し大きくすれば、工程数を減らせる」といった形状変更の提案です。

絞り加工では、角のRが小さいほど材料への負担が大きく、工程数が増える傾向にあります。製品の機能に影響しない範囲で形状を緩和することで、大幅なコストダウンが可能になります。このような設計段階での改善提案をできる業者を選定することによって、工数やコストの削減を行うことが可能です。

二次加工・一貫対応

絞り加工で作られた部品は、プレス加工だけで完成となることは少なく、多くの場合、余分な部分を切り取るトリミングや、油分を除去する洗浄工程が必要不可欠です。

また、加工硬化によって素材が硬くなっているため、熱処理（焼き鈍し）を行うこともあります。さらに、防錆や美観のために、メッキや塗装といった表面処理を施すケースも非常に多いです。これらの後工程を一括で引き受けてくれる業者は複数業者に依頼する横持ちの手間が省け、工数とコストの削減が可能です。

当社の絞り加工事例のご紹介

ターンテーブル

本事例は、ターンテーブルに使用される大型絞り形状の板金部品の加工事例です。

従来は量産部品を主力とするメーカーにて板金加工を行っていましたが、試作対応は優先度が低く、納期に約60日を要していました。そのため、開発スケジュールに間に合わず、試作部品の納期遅延が大きな課題となっていました。

そこで、1,000社以上の部品調達ネットワークを有する当社へご相談をいただきました。当社では単品・小ロット品にも柔軟に対応できる体制を活かし、試作型（樹脂型）を用いた加工方法をご提案。これにより加工工程を大幅に短縮し、納期は14日間での対応を実現しました。さらに、型費の削減にもつながり、トータルコストとして従来比約60％のコストダウンを達成しています。

＞＞詳細はこちら

ドレンパン

本事例は、ドレンパンの加工事例です。

深絞りによる一体加工を少量から対応できるメーカーが見つからず、調達先の選定においてお客様は大きな課題を抱えていました。

そこで、多様な加工方法に対応可能な当社へご相談をいただきました。当社では単品・小ロットからの深絞り一体加工に対応しており、本件では海外での組立工程を考慮し、国内で加工を完了させた後、輸出まで一貫して対応しました。これにより、品質を確保しながらスムーズな部品供給を実現しています。

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絞り加工ならワンストップ部品加工センターにお任せください

今回は、優良な絞り加工業者を見極めるための確認点についてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センター株式会社では、大型絞り加工や深絞り加工などさまざまな絞り加工に対応しております。また、当社の1000社を超える独自の部品加工ネットワークを活かし、設計から加工まで一貫して対応いたします。お困りの方はお気軽にご相談ください。

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大型絞り加工とは

大型絞り加工とは、金属板を金型で挟み込み、深さや径の大きい立体形状を成形する絞り加工の一種です。特に自動車のフレーム部品や大型筐体部品などで多く用いられます。

絞り加工は、板金やプレス加工の中でも難易度が高く、形状やプレス設備、成形条件を適切に設定しないと、シワや歪み、割れなどの不良が発生するリスクがあります。特に大型サイズや高張力鋼板、絞り板金・プレス加工となると高度な技術・ノウハウが求められます。

大型絞り加工で発生しがちな「しわ」の原因

材料特性によってしわが発生しやすい

大型絞り加工では、使用する材料の特性によって、しわの発生傾向が大きく異なります。特に材料の伸びや加工硬化特性は、しわ発生と密接に関係しています。一般的に、引張強さが低く、伸びの大きい材料は塑性変形しやすい反面、しわが発生しやすい傾向があります。

板材の圧縮応力過多によるしわ

大型絞り加工では、フランジ部に強い圧縮応力が発生します。圧縮応力とは、材料を内側へ押し縮める力のことです、この圧縮応力が過剰になると、材料が逃げ場を失います。

その結果、板材が波打つように変形し、しわが発生します。

しわ押さえ力不足による材料流動不安定

絞り加工では、加工時にしわが発生しやすいため、しわ押さえによる材料流動を制御する必要があります。しわ押さえ力とは、フランジ部を押さえる力のことです。この力が不足すると、材料が過剰に流れ込むことでしわが発生しやすくなります。

パンチとダイのクリアランスが大きすぎる場合、材料にしわが発生しやすくなります。発生原理として、押さえ力が不足すると材料が適切に流れず、その結果、破れやすくなると同時に、しわの発生原因にもなります。

大型絞り加工で発生しがちな「割れ」の原因

R部・底部での引張応力の集中

大型絞り加工では、R部に応力が集中しやすく、引張応力が局所的に高まると割れが起きます。特に底部と立ち上がりの境界は注意が必要で、板材が流れ込む際に曲げ戻しが発生します。曲げ戻しは、局所伸びを増大させ、割れの発生に繋がります。

一工程成形による材料への付加

絞り加工時に一工程で深く成形しようとすると材料が一度に大きく伸ばされ、薄肉化することで材料に負荷が掛かり、割れが発生しやすくなります。

絞り加工時のしわの対策方法

適切な材料の選定

しわ対策の基本は、加工に適した材料を選定することです。大型絞り加工では、十分な延性を持つ材料が求められます。延性の特性が高いほど、安定した成形が可能になります。

また、板厚の選定も重要な要素です。薄すぎる板厚は、圧縮時に座屈しやすくなるため、設計段階で板厚余裕を持たせることで、しわの発生リスクを低減できます。

圧縮応力を分散させる形状設計

しわ対策として、圧縮応力を分散させる設計が有効です。具体的には、R形状を適切に設けることで圧縮応力を分散させることで材料流動が滑らかになります。

しわ押さえ力の最適制御

しわ押さえ力の最適化は、最も基本的な対策です。押さえ方が弱すぎるとしわが発生しやすくなります。一方で、強すぎると割れの原因になります。そのため、適切な力のバランスが求められます。

また、加工のバランスは、絞り率を算出することで絞り回数を計算することが可能です。

絞り加工時の割れの対策方法

形状最適化による応力集中の緩和

割れの対策として、形状で応力を逃がすことが挙げられます。R部を大きくすると、応力集中が緩和されるため、底部と壁部のつながりは、滑らかにする必要があります。急な断面変化を避けると、局所伸びが減ることで割れの発生を抑制することができます。

工程分割・段階絞りで負荷を分散

一工程で絞り加工を行う場合、割れが発生しやすくなるため、絞り加工の工程を複数回に分けることによって、割れの発生を防ぐことが可能です。

当社の絞り加工の加工事例

ターンテーブル

こちらは、ターンテーブルの加工事例です。

従来、大型絞り形状の板金部品については量産を主とするメーカーにて板金加工を行っていました。しかし、量産部品を中心に製作している体制のため、試作対応は後回しとなり、納期に約60日を要していました。その結果、開発スケジュールに間に合わないという課題を抱えておられました。

そこで、1,000社以上に及ぶ部品調達ネットワークを有する当社へご相談をいただきました。当社では、単品・小ロットからの加工にも柔軟に対応しており、本案件では試作型（樹脂型）を活用して試作部品を製作しました。これにより加工リードタイムを大幅に短縮し、納期は14日での納品を実現しています。さらに、型費を抑えられたことで、トータルコストにおいても約60％の削減につながりました。

＞＞詳細はこちら

大型絞り加工はワンストップ部品加工センターにお任せください

今回は大型絞り加工のシワ・割れの発生メカニズムと具体的な対策についてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センター株式会社では、1,000社を超える独自の加工ネットワークを活用し、絞り加工をはじめとした様々な部品加工に対応いたします。

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大型の絞り加工が短納期で難しい理由

大型絞り加工とは、金属板をプレス機によって立体形状に成形する加工方法の一種です。特にタンクや容器、筐体などに多く採用されており、溶接を減らして強度を確保できる点が大きな利点です。

大型の絞り加工が短納期で対応することが難しい最大の要因は、専用の大型プレス機や金型の準備期間が長い点です。大型プレス機は数百トンから数千トンの圧力を要し、その段取りや型調整に多くの時間を必要とします。

また、絞り加工では製品形状によって「割れ」や「しわ」が発生しやすく、その抑制のために金型設計段階から精密なシミュレーションが必要になるため、検証にも時間を要します。

当社の大型絞り加工の特徴

当社では、これまで培ってきた絞り加工技術と幅広い協力ネットワークを活かし、大型絞り加工の短納期対応を実現しています。

以下に当社の大型絞り加工における強みをご紹介します。

豊富な設備量を活かした短納期対応

当社では、協力企業のネットワークを活かし、複数の大型プレス機や加工機を活用することで、同時並行で複数の工程を進めることが可能です。また、部品の製作から仕上げまでを一貫して進める体制を整えています。

これにより、一般的な加工先で必要となる設備待ち時間や加工順番待ちを大幅に削減できます。

樹脂の簡易型による短納期製作

当社では、試作や小ロット品の大型絞り加工では、量産金型を製作せずに樹脂製の簡易金型も採用しています。これにより、金型製作期間を大幅に短縮することが可能です。

樹脂金型は金属金型に比べて加工が容易で、設計変更にも柔軟に対応できる点が大きなメリットとして挙げられます。特に、製品形状の確認や機能検証を目的とした試作段階では、高価な金属型を作らずに済むため、開発コストを大幅に削減できます。

当社では、樹脂金型を用いた絞り加工の実績が豊富にございます。また、樹脂型では形状が出しにくい加工では、金属と樹脂を組み合わせた金型なども使用することで、求められる形状や強度を実現することが可能です。

当社の絞り加工事例のご紹介

ターンテーブル

こちらはターンテーブルの加工事例です。従来、大型の絞り形状を伴う板金部品は量産メーカーで加工を行っていましたが、同社は量産部品を主力としていたため、試作部品の対応が後回しとなり、納期はおよそ60日を要していました。その結果、試作スケジュールに間に合わずお困りの状況でした。

そこで、お客様は1,000社を超える部品調達ネットワークを有する当社にご相談くださいました。当社では、単品や小ロットの加工にも柔軟に対応しており、今回は樹脂製の試作型を使用して加工を実施。量産金型の製作を省略することでリードタイムを大幅に短縮し、納期14日での納品を実現しました。

さらに、樹脂型の採用により金型費を抑えられた結果、トータルコストで約60％の削減を実現し、短納期かつ低コストで、高品質な試作部品を提供することができました。

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大型絞り加工はワンストップ部品加工センターにお任せください

今回は、短納期で製作ができる当社の大型絞り加工についてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センター株式会社では、大型絞り加工の豊富な実績がございます。お困りの方はお気軽に当社にご連絡ください。

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大型絞り加工とは

絞り加工は、板金やプレス成形の一種で、1枚の金属板を用いて円筒・角筒・円すいなどの底付き立体形状を成形する加工方法です。絞り加工では、素材を引き延ばしながら立体化するため、板厚の変化や応力分布の制御が難しく、シワや割れ、歪みなどの不良が発生しやすい点が特徴です。

そして、大型絞り加工は、通常の絞り加工と比較してサイズが大きいことで板全体の変形のリスクや成形の難易度がさらに高くなりますが、溶接や接合を行わずに一枚板から大型品の成形ができるなど様々なメリットがあります。

以下に大型絞り加工における注意点や実際の製作部品例についてご紹介します。

大型絞り加工における注意点

大型の絞り加工では、板材全体にかかる応力分布が不均一になりやすく、しわや割れ、板厚ムラが発生しやすいです。そのため、CAE解析などによる変形シミュレーションが必要となります。また、金型自体も大型化することでたわみが生じやすく、剛性設計や精度維持が重要となり、成形中は複数の油圧シリンダーを用いた分散しわ押さえ制御により、材料の流動を均一化し、高い形状精度を確保することが求められます。

大型の絞り加工で製作できる部品例

以下に、実際に大型絞り加工で製作される部品の種類とその詳細についてご紹介します。

フレーム

大型装置や筐体のフレーム部分には、剛性と形状精度が求められるため、大型絞り加工を用いることで、継ぎ目のない構造を一体成形し、溶接箇所の強度低下を防止できます。さらに、板厚を均一に保てるため、見た目も美しく仕上げることが可能です。

コンロ（中身）

業務用コンロやIH機器の内部パーツには、熱伝導性と清掃性が求められるため、大型絞り加工により、ステンレス板を一体成形することで、油汚れや水漏れがたまりにくい滑らかな表面を実現することができます。また、大型絞り加工は継ぎ目がなく仕上げることができるため、衛生面が求められる厨房機器や食品加工機器に適しています。

スチームコンベクションオーブン（スチコン）

スチコン内部の加熱・加湿ユニットは、耐熱性と耐腐食性が求められるため、大型絞り加工で、溶接箇所が少ない成形をすることで、高温環境下でも変形や腐食を防止することができます。

食洗器

食洗器内部のタンクや水槽は、防水性・耐薬品性・耐熱性が必要なため、大型絞り加工で継ぎ目のない一体構造を加工することで、漏水リスクを抑えつつ、清掃性の高い構造に加工することが可能です。

当社の絞り加工の加工事例

ベースフレーム

こちらはベースフレームの製作事例です

板金部品を6点製作し、お客様から支給いただいた部材と組み合わせて組立工程まで一貫対応いたしました。また、納品先が複数拠点にわたる案件でしたが、スケジュール調整を行い、柔軟に対応いたしました。

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大型の絞り加工はワンストップ部品加工センターにお任せください

今回は大型絞り加工の概要から製作可能な部品についてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センター株式会社では、大型の絞り加工を得意としており、数多くの実績がございます。お困りの方はお気軽にご相談ください。

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深絞り加工とは

深絞り加工とは、一枚の金属板を金型で挟み込み、プレスで圧力をかけて容器のような奥行きのある形状にする金属プレス加工の一種です。製品の直径よりも深い形状に加工するのが特徴で、円筒、角筒、円錐など様々な形状の容器を大量生産するのに適しています。

絞り加工と深絞り加工の違い

絞り加工とは、板材をプレス加工で変形させ、底のある容器状に成形する一般的なプレス加工です。製品の深さが直径の半分以下の比較的浅い形状の成形を指すことが多いです。そのため、工程管理も比較的容易で、生産スピードが速いことからコストを抑えて大量生産が可能です。

一方、深絞り加工は製品の深さが直径の半分以上になるような、より深い形状の成形を指します。また、深絞り加工は多段工程を経て目的の形状に仕上げることが一般的です。一度で深く絞ろうとすると、材料が破断したり、しわが発生したりするリスクが高まるため、段階的に金型を変えながら、少しずつ深く絞り込んでいく必要があります。

深絞り加工のメリット・デメリット

深絞り加工のメリット

深絞り加工のメリットとして、まず製品強度の向上が挙げられます。一体成形により溶接や接合部が不要となり、継ぎ目がない構造が得られるため、耐圧性や耐久性に優れた部品を製作できます。

さらに、工程の簡略化によるコスト削減が可能です。組み立てや溶接工程が不要となるため、生産工程全体の効率化につながります。さらに、材料歩留まりが良く、無駄な材料が発生しにくいため、材料コストも抑えられます。

深絞り加工のデメリット

深絞り加工のデメリットとしては、まず成形条件の管理が難しいという課題があります。板材の厚さや材質、潤滑剤の選定、プレス圧力など、複数の条件が最適でなければ破断やシワが発生しやすくなります。そのため、経験豊富な技術者による管理が不可欠です。

また、加工中に発生する残留応力により、製品に歪みが生じる可能性があるため、後工程での熱処理や調整が必要になる場合やスプリングバックの発生を考慮した金型の設計、加工を行う必要があります。

深絞り加工ならワンストップ部品加工センターにお任せください

いかがでしたでしょうか。今回は深絞り加工の概要やメリットについてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センター株式会社では、難易度の高い加工でも、設計から加工まで一貫して短納期対応をいたします。お困りの方はお気軽にご相談ください。

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筐体は、電子機器や制御装置、通信機器などの内部構造を保護し、構成部品を保持するための外装部品で、「ボックス」や「ケース」などと呼ばれることもあります。一般的に、金属や樹脂などの素材で構成されており、設計段階での正確な仕様の把握が、製品全体の品質に大きく影響いたします。

特に精密機器の筐体では、高い寸法精度や強度、放熱性、電磁波シールド性なども求められるため、筐体の製造には高い技術が求められます。

筐体の主な役割

筐体は電子機器や装置の心臓部を包み込む重要な構成部品であり、その役割は多岐にわたります。まず第一に、外部からの衝撃や埃、水分、薬品などの環境要因から内部の電子部品を物理的に保護する役割があります。これにより、製品の故障リスクを低減し、長期間にわたって安定した動作が可能です。

次に、筐体は製品内部の構成部品を正確な位置に保持し、機械的安定性を確保する役割も担っております。そのため、輸送時の揺れや使用時の振動などにおいても、内部の精密機器や基板が損傷するリスクを軽減できます。

また、筐体は装置などの放熱性の確保という機能も担っています。特に発熱量の多い装置では、金属素材の熱伝導性を活かした放熱設計や、通気口・フィン構造などを取り入れることで、熱暴走を防止し、製品の寿命延長につながります。

このように、筐体は内部装置や部品の保護、安定動作のために重要な機能を果たしています。

筐体の設計時に押さえておきたいポイント

筐体の精密板金における設計では、機能性と加工性の両立が重要です。

機能性については、内部の電子部品や配線レイアウトを考慮した寸法設計が求められ、放熱性や強度などを配慮する必要があります。

また、加工性については、複雑な曲げや溶接を最小限に抑え、品質を確保しやすい構造を意識することが重要です。さらに、部品の組立て性やメンテナンスのしやすさも設計段階で考慮することで、品質と作業効率の向上が可能です。

筐体の精密板金加工の流れとポイント

筐体の設計・加工は、CADによる設計から始まり、ブランク加工、曲げ、溶接、塗装などの加工から表面処理工程を経て、検査・出荷という流れで行われます。

今回は、特に筐体設計・加工の中でも加工の部分に焦点を当てて流れとポイントについてご紹介します。

ブランク加工（抜き加工）

ブランク加工とは、板材から必要な形状を切り出す最初の加工工程で、主に、レーザー加工やタレットパンチプレス加工が用いられます。
タレットパンチプレス加工は量産に適しているという特徴がありますが、精密板金加工を行うとなると、ダレなどの加工不良が発生する場合があります。そのためブランク加工を行う場合は、非接触加工で高精度な切断ができるレーザー加工を行うことで高精度な筐体加工が可能になります。

曲げ加工

次に、筐体加工では平面的な金属板を立体的な構造物へと成形し、必要な強度や機能性、組立性を持たせるために曲げ加工を行います。曲げ加工は主にベンダー加工機を用いて行われ、設計図面に基づいて正確な角度と位置で曲げることが求められます。

ポイントとして、曲げRの設定が重要となっており、使用する材料の板厚や材質に応じて適切なRを設定する必要があります。例えば、板厚が厚かったり、素材が硬質だったりする場合には、曲げRを大きく設定しないと割れやひずみが発生する恐れがあります。

また、複数の曲げを伴う筐体では、どの順序で曲げ加工を行うかによって、加工時の干渉や変形の有無が大きく変わるため、最適な曲げ順を検討する必要があります。

溶接加工

ブランク加工、曲げ加工を経てそれぞれの部品を一体化させるために次のプロセスとして溶接加工を行います。筐体の溶接加工では、形状や用途に応じて主に以下の溶接方法が用いられます。

・TIG溶接：低歪みで美しい仕上がりを実現できるため、特に外観品質が重視される部位に適しています。
・MIG溶接：量産向きでスピーディーな溶接が可能です。
・スポット溶接：薄板同士の接合に適し、主に電気制御機器などの筐体で多用されます。

ポイントとして、溶接工程では熱による歪みや焼けを防ぐため、治具の使用や放熱対策が重要です。また、溶接後の仕上げとして、研磨やバリ取りなどの後処理が求められ、外観品質に直結いたします。

当社の板金加工事例のご紹介

制御盤筐体

こちらは制御盤筐体の加工事例です。出図から評価開始までの期間がわずか14日しかなく、他社では加工に1か月を要するため、海外納品のスケジュールに間に合わず、お客様は大変お困りの状況でした。

そのような中で、当社の海外向けOut-out対応の豊富な実績をご評価いただき、ご相談をいただきました。当社では、Out-outでの安定した供給体制を構築しており、通常12～14日という短納期での対応が可能です。特に、大型絞りを伴う板金加工においては、短納期対応に強みがあり、出図が遅れても納期を前倒しする柔軟な対応力をご評価いただいております。

また、本件では開発と図面作成を並行して進行する必要がありましたが、当社はスピーディーな対応を得意としており、そのスピード感もお客様から高く評価いただきました。

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制御盤筐体のR曲げ

こちらは、板金プレス品の加工実例です。

本件では、評価スケジュールが非常にタイトで、出図から評価開始までの期間がわずか14日しかありませんでした。そのため、お客様より当社にご相談をいただきました。

当社では、平均12～14日での対応が可能であり、特に大型絞りを伴う板金加工においては、短納期対応を得意としております。出図が遅れた場合でも、納期の前倒しや柔軟なスケジュール調整が可能である点について、お客様から高い評価をいただいております。

また、本案件のように開発と図面製作が同時進行するケースにも、当社は迅速かつ的確に対応しており、その対応力にも高いご信頼を寄せていただいております。

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板金加工のことならワンストップ部品加工センターにお任せください。

いかがでしたでしょうか。今回は筐体の精密板金加工におけるポイントについてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センター株式会社では、1,000社を超える独自のネットワークを活かして、設計から加工まで一貫して短納期対応いたします。お困りの方はお気軽にご相談ください。

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