圧入する為のプレス能力

質問

素材ＦＣ２５０厚さ２０ｍｍにΦ２０公差Ｈ７の加工穴（貫通）が開いています。
そこに素材　ＳＣＭ４３５Φ２０公差ｍ６　のスタッドボルトを　３．５ポンドの銅ハンマ－で作業者が数回　叩いて打ち込んでいます。

　これを機械化する為に圧入プレスを製作しようとしています。
プレス能力（打ち込みトン数）をいくつにしたら良いかご教授願います。

回答No.4

noname#230359

現在エアーシリンダで作業をなさっているとのことですが

金属部品の圧入は油圧のほうがよろしいと思います
理論圧入力は計算できると思いますが

相互の部品の仕上げ面精度が圧入には一番影響します
そして金属凝着は避けられません、凝着が発生すると
理論式は砂上の楼閣です（散々悩みました外形１５０の鋳鉄ブシュを
ＳＣＭ材に１５０ｍｍ程圧入する作業です）先輩から色々伺いましたが
最後は力業での押し込みです（潤滑油は塗布済ですが）

＞打ち込める時と、最後まで入らない時があります。

これが凝着している状態だと思います

しめ代と圧入力の相関をはかり理論式のパラメータに加えられたら
如何ですか、それから確実に圧入出来る設備設計をされたらと思います

エアーシリンダでは一度かじると再圧入はほとんど無理に近いと思います

@@@@@

回答No.3

noname#230359

スタッドは何本でしょうか。１本づつ作業するか何本かまとめてやるかは、自動化の目的によって判断が必要です。圧入力で品質保証記録を残すのであれば、１本づつかな。圧入力は押し込み方向にかなり依存しますので、ガイドの精度（平行度）が効きます。かじらないようなボルトパイロットは設定されていますか？

もう一度、自動化の目的は何でしょう？ハブボルトのように軸にぎざぎざつければ、圧力は低くてすみます。ハブボルトは安く売ってますよ。
１本づつやるなら　ハンマーでたたいてもあまり効率コストは変わらないような気もしますね。

しつこいですが、もう一度自動化の目的は何でしょう。ワークの精度や形状がコントロールできなければ、品質はよくなりません。いわれたとうりにやって手間賃を稼ぐのが目的でしたら、６本まとめて圧入するか、ハンマーでたたいたほうがましかもしれません。油圧１０トンくらいで圧入力監視して、不良をはじくべきではありませんか？入ればいいというものではなくて、異常な圧入力品は工程不良のセンサーともいえます。
品質を良くするための自動化　という考えはいかがですか。　そうすると
ワークをコントロールしたくなりませんか。力づくで押し込むというのはどうも　いただけませんね。

補足

現在、エア－シリンダ、φ１００、ＳＴ１００、０．８５ＭＰａで１本ずつ打ち込むプレスを作ってみました。　が、打ち込める時と、最後まで入らない時があります。（シリンダ－にクイックエキゾ－ストを取り付け叩くようなスピ－ドにしてあり、追加のシ－ケンスで２．３回叩くようにしても未だ発生します）

　調査した所、加工穴の精度､スタッドボルトの精度、によって入りにくい個所が有る事が、解かりました。

　今回は加工穴の公差内で一番細い数値の物に、スタッドボルトの公差内で一番太い物でも入る、プレス能力を知りたかったのです。

ガイドは取り付けてありません。よろしくお願いします。

　１個５０Ｋｇ位のワ－クに６本のスタッドボルトを打ち込みます。その後ワ－クを反転して加工穴から出たボルトにナットを取り付け客先指定のトルクで本締めします。
　ワ－ク、ボルトは支給品で有り社内でＡｓｓｙするだけとなっています。前後工程でＡｓｓｙする物が有り、　叉１人で作業してもらう為自動化できる所は自動化させたいのが目的です。　　（ワ－ク、ボルト、の変更は出来ません）
　確実に打ち込める装置（プレス？）が欲しいのです。

回答No.2

noname#230359

3.5ポンドの銅ハンマ－がどの程度の出力がなのかが解らないですよね。
そのため、実験を行います。
例として、10kgの錘を高さ500mmからピンの上に自然落下させ、その衝撃でピンが何ミリ沈んだかを測ります。この時10mm沈んだとすると、
(式) 500mm÷10mm×10kg＋10kg＝510kg
510kgでピンが動き始める最低限の荷重です。
重さや距離が変ってもこの式に当てはめて下さい。
実験ではワークが衝撃を回避しないよう、しっかりとした台座の上で行ってください。
回答(1)の方が言われてるように、2倍程度の安全率を見込んで、この例では1t程度のプレスが必要と思います。

回答No.1

noname#230359

締め代に対して、面圧がどの程度になるか計算しましょう。
円筒部品の焼きばめの面圧計算式を応用して、

Ｐｍ＝Ｅδ（r2^2-r1^2)(r3^2-r2^2)/(r2^3(r3^2-r1^2)
　　Ｐｍ：面圧
　　Ｅ　：縦弾性係数
　　δ　：最大締め代
　　ｒ１：内側円筒内半径（０で計算する）
　　ｒ２：内側円筒外半径及び外側円筒内半径（呼び径で計算）
　　ｒ３：外側円筒外半径（十分に大きな値にする）

圧入に必要な荷重＝Ｐｍ×スタッドボルト径×π×打ち込み長さ×素材とスタッドボルトの摩擦係数

これに安全率２位かけておけばＯＫだと思います。

計算はご自分で