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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
- 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。
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静かになったようなので、冷静に技術だけの議論にしたいものだ・・・ クランク機構の力学が分からないのではないだろうか？ そういう私も詳しくないのだが、誰でも初めは初心者なのです。 まづ貴殿が学び、どうしても分からないところだけを聞くことが望ましい。 例え本に書いてあっても鵜呑みにせずに自分自身で理解してから進むことだ。 楽をして分かっていそうな人(ココが実に怪しい）に聞いても何にもならない。 そればかりか貴殿にとっては却ってマイナスになるだろうと思われます。 まづ専門書を読み込んで理解できないところだけのポイントを質問すべきかと ohkawa氏(私は技術の森コンセルジュと呼ぶ）のアドバイスに沿うべきだった。 アホターの甘い罠に掛かるから混乱と得意な異次元材力モドキの摩訶不思議な 世界に引き込まれてしまいました。。。がんばろう日本・・・・・・・・・
(ですが、再記載します。) やめたら。三菱偽装は強制的に止めさせられたが。
機械工学又は物理の基礎を少し勉強した方が宜しいかと存じます。 補足要求をしている内容の返答が無いし、ケーススタディーでの記載が全く理解できていない から、以下に締める内容も伝わるかどうかが判断できません。(ですが、再記載します。) 先ず、“モータトルク：14.4kgf・m（仮）”が、モータ出力軸でのトルクである場合、 “クランク偏心量：10mm”なので、トルク伝達の腕長さは10mmとなり、 14.4kgf・m×1000mm/m÷10mm＝1,440kgfが、 クランク偏心量にて形成されるφ20mm上に掛かります。(これは理解できますか？) 回答（１２）で、 ・クランク偏心量：10mm －－－－－－－－－→ 10cm ・上型ダイセット上下駆動量：20mm －－－－→ 20cm と記載しましたのは、上型ダイセット上下駆動量：20mmは極めて小さく、親指の第一関節長さ 位で、単位を間違えているのではないかと推測した内容です。 10cm → 100mmなので、φ200mm上には、前述記載内容より一桁小さい、 14.4kgf・m×1000mm/m÷100mm＝144kgfが、 クランク偏心量にて形成されるφ200mm上に掛かる仕様が変化したので変化します。 次に、増力の考え方ですが、これはエネルギー保存の法則で説明がつきます。梃子の原理も同じで、 力Ｆ1kgf×移動距離Ｌ1m÷動作時間Ｔ1sec＝力Ｆ2kgf×移動距離Ｌ2m÷動作時間Ｔ2sec から、動作時間は同じなので、動作時間Ｔ1sec＝動作時間Ｔ2secとなり、 動作時間Ｔ1sec÷動作時間Ｔ2sec＝1 力Ｆ1kgf×移動距離Ｌ1m÷(動作時間Ｔ1sec÷動作時間Ｔ2sec)＝力Ｆ2kgf×移動距離Ｌ2m 力Ｆ1kgf×移動距離Ｌ1m÷1＝力Ｆ2kgf×移動距離Ｌ2m 力Ｆ1kgf×移動距離Ｌ1m＝力Ｆ2kgf×移動距離Ｌ2m 力Ｆ1kgf＝力Ｆ2kgf×移動距離Ｌ2m÷移動距離Ｌ1m 梃子の原理は、構成する三角形が相似なので、実際の移動距離より、支点からの距離で 代用した比率で計算をしているだけです。 戻って、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。 増幅力；38.6倍は、1÷sin15の値で、構成する直角三角形の15°に対して、 斜辺がφ20mm円弧移動距離の近似値で、対辺がプレスの駆動量 1,440kgf×斜辺がφ20mm円弧移動距離の近似値＝プレス力kgf×対辺がプレスの駆動量 プレス力kgf＝1,440kgf×(斜辺がφ20mm円弧移動距離の近似値÷対辺がプレスの駆動量) プレス力kgf＝1,440kgf×(1÷sin15)＝1,440kgf×(1÷(2.6mm÷10mm))＝1,440kgf×3.86 ＝5,56kgfで5.56tonとなります。(38.6倍→3.86倍の計算ミスでした) 最後に、フライフォイール効果は、見込まない方が得策のサイズと回転数と考えます。 補足内容追記 > 回答（10）では打ち抜き力25ton以上で、こちらでは4.32tonなのですが、この違いは > なんでしょうか。 ・クランク偏心量：10mm －－－－－－－－－→ 10cm ・上型ダイセット上下駆動量：20mm －－－－→ 20cm と、単位を誤記しているかと推測で。(理由；上下駆動量：20mmは、掌の厚み程なので) > 回答（10）では「予想ではボールエンド＋タイロッドねじにて」の一文がありますが、 > 回答（12）とは予想して頂いた機構が異なっていたからでしょうか。 前述の如く、関係ありません。 > 今回はクランクの回転による上下運動で金型ダイセットを上下させる単純な部品構成になっています。 > この機構だと回答（12）の方に当てはまるのでしょうか。 当てはまります。 少し計算ミスを小生がしておりますが、解り易く記載したつもりです。 機械工学の初歩や高校の物理での内容ですから、理解くださいませ。
公算が高い。。。憶測でお仕事 ⇒ 公算が未達。。。ﾊｲ ｅＫワゴン 兎に角アタマを出さねば。。。⇒ 前置きが長くなりましたが。。。以下の無内容繰返し ﾊｲ ｅＫワゴン ピッタンコ !! 日産ダメよ。下っ端までこの三菱体質だから直せんよ。 ほっとけばこのパターン。捨てアド登録なら構わないけど http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=281654&event=QE0004 51個 !! 行数ではコイツのゴミが過半 JISが保証する蓋・グレーチングの使い方で済む件を、俺様が設計しちゃるとあーだこーだ。 質問者そっちのけ。誰が妥当性を検証？ 悪臭ぷんぷんで手出しする者無く、管理者さえ放置。 本題、打抜力４トンを満たさないプレス機はないであろうから、もうこの件は棚に置き金型設計に進むべし。しかし此処で質問すると又これの二の舞 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=312042&event=QE0004 専門家 ＜ また頭が痛い事を記載している、頭のかたい融通のきかない奴がいる 金型は硬くせずに融通きかしちゃダメ!! コイツのグダグダを黒塗りして読むべし ＜前置きが長くなりましたが＞ もっと酷いのもあったが最近の例 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=313030&event=QE0004 ＞内容は全く異なりますが ----------- ＞番外ですが ----------- 無駄どころか却って理解を妨げる分を除けば冒頭２、３行のみじゃん。 やはり ｅＫワゴン 。無駄に重いから燃費わるいのに 重工をお払い箱で自工へ？ http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=309576&event=QE0004 小生も、繊維産業にはお世話になり、エンジン等の冷却水用加工穴（細くて長い） 等でお世話になりました 嘘を見抜かれたのでは ⇒私自身が誤解される表現は差し控えてください http://www.tyuuko-kikai.com/products/detail.php?product_id=5182 銘板を拡大 小型であっても特殊であっても、プレス機を名乗るものは（加圧）能力、ストロークなどの諸元を表示する義務あり、モグリは違法。 なのでそれ調べるだけ。 マルチフォーミング・マシン http://www.kikuchi-kikai.co.jp/fk-3_pro-form.html 大スライド 5ton 40mm たいへん複雑な機械にもアリ。この型設計は初心者の手におえないシロモノ。 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=295570&event=QE0004 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=258678&event=QE0004 回答（3） 参考になるサイトは、他の回答者さんも記述されているので、 “マルチフォーミングマシン”の用語検索で確認下さいと記述しておきます。 裏付けあって書いた内容を真似ただけの、キブンを害する無駄書き でしょ。盗っ人でしょ ↑追加 マルチフォーミング・マシン http://www.kikuchi-kikai.co.jp/fk-3_pro-form.html 大スライド 5ton 40mm これはカム駆動。小スライドは複数本の合計トン数。 表ではその上、写真では右の離れたメカ プレス能力 7ton ストローク 12mm はクランク機構かも。 全てモーターひとつで駆動。経験ある機種には大きなフライホイールが付き調整ではそれを手回し。 いずれも ＜上限＞表示であって実際には 約、大凡、これっくらいの66.66666667％、なことを確認 するのです!! プレス機しろうとのｺﾞﾁｬｺﾞﾁｬ計算信じて設計？ それは ｅＫワゴン の監督官庁、ユーザーと同じ結果に。
これだけ突っ込み満載の記載をしているが、 相も変わらずiwanaiこと岩魚内は、誹謗中傷ネタしか、もう持ち合わせていない。 ◆◆◆自動車は、年収を含めた待遇改善をしないと、良き人材を雇用できないと云い、 自動車業界へ入り、上場も果たした。 ですが、リコール隠し、米国セクハラ問題、フィナンシャル詐欺事件で、2000億円を◆◆◆グループ から支援を受ける。 が、今回の燃費＊＊事件で、良き人材が集まったなと◆◆◆重工関係者は怒り心頭。 賠償も、キャッシュフローはあるある発言？？の真意に、2000億円＋α返済計画は失念？？ ◆◆◆化学や電機が地道に……で、支援に対しては内外から問題化で、日産の参加にで決着。 （賃金カットも前に余分に上がったものが、元に戻っただけとの話しが多いのも事実） 前置きが長くなりましたが、概略構想計画をしました。 1.5kWの1/15又は1/18減速機付きモータは、出力軸径でφ30mmを超えます。 ですから、 ・クランク偏心量：10mm －－－－－－－－－→ 10cm ・上型ダイセット上下駆動量：20mm －－－－→ 20cm の公算が高い。 それなら、R=10cmでφ20cmの円運動上の力は、 モータトルク：14.4kgf・m×1000mm/m÷100mm＝144kgf 下死点付近の増力は、機械損失を含め約30倍として、4,320kgfの4.32ton これが質問の真相と感じます。(iwanaiが突っ込み処万歳にしたのだがね) 日産の参加→傘下、どちらでも良いが、…。 それと、計算の根拠は、前出等を要確認。 φ30cmでも、フライホイール効果は、期待しない方が得策ですな。
補足
ご回答ありがとうございます。 回答（10）では打ち抜き力25ton以上で、こちらでは4.32tonなのですが、 この違いはなんでしょうか。 回答（10）では「予想ではボールエンド＋タイロッドねじにて」の一文がありますが、 回答（12）とは予想して頂いた機構が異なっていたからでしょうか。 今回はクランクの回転による上下運動で金型ダイセットを上下させる単純な部品構成になっています。 この機構だと回答（12）の方に当てはまるのでしょうか。 質問ばかりで申し訳ありません。 ご回答頂けると大変助かります。 宜しくお願い致します。
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
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。
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
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。
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お礼
ご回答ありがとうございます。 お礼、遅くなりまして申し訳ありません。 >14.4kgf・m×1000mm/m÷10mm＝1,440kgfが、 >クランク偏心量にて形成されるφ20mm上に掛かります。(これは理解できますか？) これについては理解出来ております。 >回答（１２）で、 > ・クランク偏心量：10mm －－－－－－－－－→ 10cm > ・上型ダイセット上下駆動量：20mm －－－－→ 20cm すみません、見落としていました。 単位は「mm」で合っています。 エネルギー保存の法則、梃子の原理については理解出来ました。 >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・・・ から以下の計算については、円の方程式の導き方含め、すぐに理解出来そうになかったので、 ご回答頂いた内容を熟読して少しずつ理解していこうと思います。 今回私が一番知りたかったのが衝撃力（＝増幅力？）を加味した計算でしたので、 増幅力や円の方程式等、いろんな考え方を学ぶことがとても勉強になりました。 時間は掛かるかと思いますが少しずつ理解を深めていこうと思います。 今回、数回に渡り親切丁寧に教えて下さいまして本当に感謝しております。 ありがとうございます。