金型を成形機に取り付ける際、松葉のボルト位置

質問

松葉クランプを使った射出成型金型の固定の教育を受けましたが

松葉クランプの中心にボルトを設定するのではなく
金型の取り付け盤に近いほど締め付け力があがるので
そのほうがいいと教えられました。

松葉の中心にボルトを設定することで
松葉がたわむことでボルトのゆるみ止めや金属膨張にも追従して
金型を安定して固定できると教わってきましたが逆行しており
理解ができませんでした。

正しい位置について検証された力学的なものってないでしょうか？
危険作業を強要されてるみたいで非常に怖いです。
取り扱いの型は0.9tonです。1ton越えも多々ありますが・・・

回答No.1

okvaio · ベストアンサー

どちらも合っているようにも思えますが、
「クランプの中心にボルトを設定する」と言っても、真の中心
からは目分量ですのでずれると思います。従って、
やや金型の取り付け板側に位置することが良いかと思います。

回答No.2

kon555

松葉クランプの固定力は、ボルトが固定対象に近いほど向上します。
　ナベヤのHPで解説されていますのでご一読下さい。
https://www.nabeya.co.jp/jig/academy/8_clamps-point.html

「松葉がたわむ」というのがクランプアームが曲がるという事であれば、それはアームの強度が不足している状態です。むしろ危険な固定のように思いますが・・・。
(業界的に金型ではないので、そこのズレという可能性はあります)

お礼

ご指摘通りだと思います。
たわむ＝変形とは言葉が間違えておりましたのでひずむとさせていただきました。

なかなか松葉の正解？を解説しているところがなく、独自で調査したところ、ねじの軸力の発生のメカニズムにたどり着きました。
トルク法によりねじにトルクをかけることで、ねじが伸び、その応力で被締結物がひずむことで軸力が発生していることから、松葉クランプの締結において剛体でまったくひずまないかもしれない被締結物が近く来た際に、そちらがわに寄せてしまうことで、被締結物が異常に硬く、松葉事態がひずまなくなる可能性がある？(そもそもそんなもの存在しないから寄せてもいいと言われたらその通りだと思います)、軸力が発生しない可能性があるかも？しれないことから、ベクトルの力学の考えに同意ですが、松葉がひずまない可能性を考慮する(+下記)と中心より金型側にすることを取り付けやすい考え方としてベストアンサーとさせていただきました。

簡易ですが計算も行いM16ねじ摩擦係数0.3だとしても
280Nでの締め付けで6tonもの軸力が発生することから
1tonの金型も軸方向に対しては十分だということもわかりました。こわいのでトライはしませんが・・・

摩擦係数に関しても、潤滑油があったとしても十分な安全側の係数0.3で見ておけばよさそうでした。

以上のことから、M16の十分な軸力が発生できる状態、つまり２点締めでも12tonと十分足りるような状態で設計されている設備やボルト径にもかかわらず、金型側に寄せればよせるほど良いから無理に軸力をそれで稼ぐという状態がそもそも不安全な選定であるという認識に落ち着きました。トルク法によるばらつきが+-20～+-50と大きいですが、3tonまで落ちたとしても４点で締めてるので12tonあるので間違って使わなければ全然安全なんだなと再認識しました。
業界が違うと思いますが、様々なクランプを使って見える方からすれば、寄せるよいうよりボルト径アップ(クラスアップ)を対策として推奨するのではないでしょうか。中には締め付け方やロックタイトで軸力を出す方法などもあるようですが。

まずは手計算してみて、CAEを勉強して構造解析してをやってみようと思います。
下記参考にしたサイト/pdfです。

これからも日本の成形が安全安心で行えますよう
「ご安全に！」

https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/2108/23/news003.html
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/2105/18/news004.html
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/2104/19/news012.html
https://www.jstage.jst.go.jp/article/kikaia1979/71/702/71_702_204/_pdf/-char/ja
https://gijyutsu-keisan.com/webapp/mech/calc_thread/select.php
https://mechanical-engineer48.com/post-1454/
https://mechanical-engineer48.com/post-1289/
https://sukinakotode-ikiteiku.com/mecha004/
https://www.xn--wtqs2dg0rl97bjfa.com/2018/bolt-axial-force/
https://www.xn--wtqs2dg0rl97bjfa.com/2018/bolt-axial-force/
https://gijyutsu-keisan.com/webapp/mech/calc_thread/explain/explain1.php
https://gijyutsu-keisan.com/mech/engineer/element/thread/thread_2.php
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jime/46/3/46_406/_pdf
https://www.bolt-engineer.net/lab/06.html
https://www.feps.co.jp/tech/paper/pdf/27/27borutotouketu1.pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jime/46/3/46_413/_pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jime/46/3/46_419/_pdf/-char/ja
https://www.jstage.jst.go.jp/article/kikaic1979/66/647/66_647_2388/_pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/tribologist/61/12/61_16-00018/_pdf
https://gijyutsu-keisan.com/mech/engineer/element/thread/thread_2_6.php
http://www.nfas.co.jp/pdf/cat_fas_fas.pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe/81/7/81_619/_pdf