プレス加圧力計算機

スタンピング用プレストン数はどのように計算しますか？

プレス必要トン数の計算では、打抜き(ブランキング)、曲げ、絞り加工に必要な力を求めます。打抜き/穴あけの場合、力は切断周長 × 板厚 × せん断強さに等しくなります。せん断強さは、合金にもよりますが通常その材料の引張強さの 60-80% です。

曲げ力は工法によって異なります: エアベンディングが最も小さい力で済み(F = K×S×t²×L/W、W はダイ開口幅)、ボトミングはその 3-5 倍、コイニングはエアベンディングの 5-8 倍を必要とします。深絞り力はパンチ径、板厚、引張強さ、絞り比に依存し、限界絞り比(LDR)を超えると破断が生じます。

材料特性のばらつき、金型摩耗、ダイの位置合わせ、工程の不確実性を考慮し、計算されたすべての力に 20-30% の安全率を適用します。選定するプレスは、安全率を含む合計計算力を上回らなければなりません。プレス能力を 1 段階大きめに選定するのが標準的な実務です。

Formula: 打抜き力 = 周長 × 板厚 × せん断強さ エアベンディング力 = (K × UTS × t² × L) / W 絞り力 = π × D × t × UTS × ((D₀/D) − C) 合計 = 力の合計 × 安全率

計算例

2 mm の SPCC 鋼板（せん断強さ 190 MPa）から直径 50 mm の円形を打ち抜く場合: 周長 = π × 50 = 157.1 mm。力 = 157.1 × 2 × 190 = 59,698 N ≈ 6.09 トン。25% の安全率を加えると: 6.09 × 1.25 = 7.61 トン。本ツールは 10 トン単位で切り上げるため、10 トンと表示されます。

このツールの使用場面

• 新しいスタンピング金型の正しいプレス能力の選択
• 新しいスタンピング作業の見積もりで、工場のどのプレスが必要トン数を処理できるか決定
• 複数ステーションのプログレッシブ金型の設計で、プレスサイズを決定するためにすべての工程の力を合計
• 既存のプレスがより厚い材料やより硬い合金の新部品に十分な能力を持つか評価

避けるべき一般的な間違い

• ブランキング力計算で引張強さの代わりにせん断強さを使用すべき — せん断強さは一般的に引張強さの60-80%
• 安全率の含め忘れ — 工具摩耗、材料変動、アライメント不良を考慮した20-30%の余裕が不可欠
• 工具せん断角を考慮しない — パンチのせん断はストローク全体に力を分散させ、より小さいプレスの使用を可能にする
• ストリッピング力の無視 — 材料からパンチを引き抜く力は総プレス要件に5-10%を追加する

結果の解釈方法

• 推奨プレストン数がプレス能力に近い（>80%）場合、工具せん断角で力を削減するか操作を複数ステーションに分割することを検討
• プログレッシブ金型の複数操作はすべての力を合計する必要がある — ブランキング、ピアシング、ベンディング、ドローイングステージすべてが同時に寄与
• ディープドロー力は絞り比が2.0を超えると急激に増加 — 高い絞り比で高い力が表示されたら多段絞りを計画

関連規格・参考文献

• ISO 11093 — プレス — 油圧プレスの安全要求事項
• JIS B 0130 — 金属プレス成形に使用される用語集
• Machinery's Handbook — プレス作業公式とトン数計算
• OSHA 29 CFR 1910.217 — 機械式動力プレス安全要求事項

よくある質問

実際のプレス力が計算値と異なるのはなぜですか？

計算値は鋭利な金型と理想的な条件を前提としています。実際の力は刃先の摩耗に伴い10〜15%増加します（鈍った金型では最大50%多くの力が必要になることもあります）。その他の要因：板厚公差、せん断部での加工硬化、複数工程の同時実施、芯ずれなどです。常に20〜30%の安全余裕を見込み、ロードセルでトン数を監視してください。

必要なプレストン数を減らすにはどうすればよいですか？

打抜き加工の場合：パンチにシャー角（板厚の2倍）を付ける、穴抜き工程をずらして配置する、大きな外周にはニブリングを使う。曲げ加工の場合：Vダイの開口幅を広げる（広いダイ = 小さい力）、ボトミングではなくエアベンディングを使う。絞り加工の場合：1回の深絞りではなく多段絞りにする、適切な潤滑を行う、しわ押さえ圧力を最適化する。

プレス能力と必要トン数の違いは何ですか？

プレス能力は定格点（機械式プレスでは一般的に下死点上12.7 mm）でプレスが発揮できる最大力です。必要トン数は実際に力が必要なストローク位置での能力を超えてはなりません。機械式プレスにはストロークを通じて変化するトン数曲線があり、最大力は下部付近でのみ利用可能です。