金型製造の基本ガイド

工具と金型の製造
ジャック・ライ CNC加工のエキスパート

専門とする CNCフライス, CNC旋, 3Dプリント, ウレタンキャスト、 と 板金加工 サービス。


耐久財の製造には、工具、金型、金型の使用が含まれます。工具と金型の製造プロセスでは、金属やその他の材料を切断して成形し、工具を使用し、金型と呼ばれる金属フォームを使用して、さまざまな物質を特定の形状に打ち抜き、鍛造、または成形します。このプロセスには、プラスチックを成形するための金型の作成も含まれます。 射出成形、および金型 セラミックス と他の材料。

このブログは、ツールとダイの製造プロセスの基本ガイドとして機能し、このタイプの製造の定義、関連するプロセス、ツールとダイの違い、およびダイの詳細に焦点を当てています。詳細については、読み進めてください。

金型製造とは

ツールとダイの製造は、さまざまな製造プロセスで重要なさまざまな器具を作成するために使用される機械加工方法です。 「工具」とは部品を作るための道具、「金型」とは金型のように複雑な形状のものを作ることを指します。 ツールとダイの製造プロセスは、ファスナー、 ツールビット、自動車部品など。

ツールと金型製造の基本要素は、次の要素で構成されます。

  • 金属やその他の材料の精密な切断および成形ツール。
  • 鍛造やプレスなどで金属を成形する金型。 プラスチック, セラミック、または複合材料。
  • 中ぐり、穴あけ、プレス加工時に金属を確実に保持する治具。
工具と金型の製造プロセス

工具と金型の製造プロセス

ツールと金型の作成には、次のような生産ツールの作成が含まれます。 治具と備品、プレス金型、大量生産用のプラスチック金型。

工具および金型工場での作業の大部分は、プレス加工金型の作成を伴います。これらの金型は製造に使用されます 板金 小さな電話部品から大型の自動車ボディパネルまで、さまざまなサイズの部品。各プレス金型は、パンチとダイ、またはオスとメスとして知られる 2 つのセクションで構成され、電動または油圧式のプレスに取り付けられています。作業サイクル中、オス セクションは固定メス セクションに下降し、セクション間の金属を切断または成形します。金型とプレスの両方のサイズは、小さなベンチ プレスから、大量の力を発揮できる巨大なマシンまでさまざまです。たとえば、自動車の屋根を型押しするプレスは、多くの場合、3 階建ての高さであり、大量の力を加えることができます。

プラスチック成形のプロセスは、スタンピング金型と多くの類似点がありますが、スタンピングには力が必要ですが、成形には必要ありません。プラスチック成形では、中央の開口部に接続されたキャビティの閉じたシステムを形成する 2 つのユニットが必要です。液状のプラスチックがオリフィスから金型に押し込まれ、固まると金型が開き、完成品が取り出されます。

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ツールとダイ: その違い

ツールとダイを区別するために、ダイはツールのタイプまたはカテゴリであると考えることができます。したがって、すべてのダイをツールとして分類できますが、すべてのツールがダイと見なされるわけではありません。のツール 金属スタンピング 金属を成形、成形、またはサポートするものは何でも含めることができます。このように、治具や治具を工具に分けることができます。ただし、金型は金属の形状を変更する目的にのみ使用され、一般に、より大きなツールまたはプレスの一部であるメスのコンポーネントです。

サイコロは 工作機械 主に製造業で使用される特定の焦点を使用して、目的の形状またはプロファイルに従って材料を切断または成形します。金型と同様に、金型は製造プロセスでの使用目的に合わせてカスタマイズされます。金型は、ペーパー クリップなどの単純な事務用品から、航空宇宙産業で必要とされる複雑な部品まで、幅広い製品を作成するために使用されます。逆に、ツーリングまたはマシンツーリングとは、本格的な製造に必要な専用の機械とコンポーネントを取得するプロセスを指します。

CNC加工金型

ツールメイキングとは?

ツール作成のプロセスには、通常、商品の生産を支援する器具の作成が含まれます。これらのツールは、 備品切削工具 製造中に製品を保持、テスト、または生産するために使用される工作機械および金属成形ロール。仕事の固有の要件により、工具メーカーは、カスタマイズされた工具を作成したり、既存の工具を強化したりする必要がある場合があります。

治具と備品

金型製作とは

金型製作のプロセスは、金型の生産と維持に焦点を当てた工具製作の専門分野です。ダイセット、パンチ、スチールルールダイなど、さまざまなダイが通常このプロセスで作成されます。ダイス鋼とパンチは、正確なコンポーネントを作成するために厳密なクリアランス レベルを維持する必要があるため、精度と精度は非常に重要です。さらに、部品の機械加工では、多くの場合、1/1000 インチ未満という非常に小さな公差が要求されます。

金型とプレス機が連携することで、素材を成形したりサイズを変更したりして、オブジェクトを作成できます。プレスにより金型内の材料に圧力がかかり、金型固有の形状とサイズに一致する製品が得られます。これらの金型は通常、特定の目的のために作成され、金属、プラスチック、または複合材料をベースとして使用できます。ダイが形成されると、その形状とサイズに一致するオブジェクトのみを作成できます。メーカーは、作成する前に投資に見合う価値があるかどうかを判断する必要があります。その結果、ツールと金型の製造は、多くの場合、大量生産用に予約されています。

スタンピングダイ
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ダイのパーツ

ダイブロック間、特にワークピースの切断または形成 (またはその両方) の間で変動がある場合がありますが、大部分のダイは標準的な部品セットを共有しています。

  1. パンチ – パンチは、ワークピースに力を加えて形状を変化させるダイのオス部分です。
  2. パンチ プレート – パンチ プレートは、パンチ機能をラムに接続し、ラムを動かせるようにします。
  3. ストリッパー プレート – ストリッパー プレートは、各ヒット後にパンチからワークピースを分離するために使用されます。
  4. プレッシャー プレートまたはバックアップ プレート – パンチによって加えられる高圧を均等に分散するために、さまざまなプレッシャー プレートがダイの内側に配置されます。
  5. ダイ ブロック – ダイ ブロックは金型に似ており、コンポーネントの目的の形状を作成するための穴とくぼみが設計されています。パンチやプレスで押し込んで形を整えており、通常はメスです。
  6. ダイ ホルダー – ダイ ホルダーは、ダイ ブロックを支持するために使用され、上部または下部のダイ シューに取り付けられます。ボルスタープレートで支えられています。
  7. ガイド ピン – ガイド ピンは、ダイの上部と下部を正確に位置合わせするために重要です。
金型の構造
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ダイスの構造-2
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金型の種類

金型の分類には、一般的なものから特定のものまで、さまざまな用語が使用されています。最高レベルでは、金型は切削または成形のいずれかに分類できます。切断ダイは、そのメカニズムに関係なく、材料を除去、切断、またはせん断するダイであり、成形ダイは材料を除去しません。

ただし、一部の金型は切断と成形の両方の機能を実行するため、この分類は完全に包括的なものではありません。さらに、コイニング ダイのような特定のダイには、プロセスに基づく独自の特定の分類があります。

金型を分類するもう 1 つの便利な方法は、ツーリング プロセス中にプレスの各ストロークで何が発生するかを分析することです。

1. シンプルダイス

その名前が示すように、単純な型には、各動きで 1 種類のカットまたは形状を実行する機能しかありません。このタイプのツールは、手頃な価格という点で利点があるかもしれませんが、複数の成形操作を必要とするより複雑な設計にはそれほど効果的ではありません。

2. 複合金型

複合金型は、1 回のヒットで複数の切断および成形プロセスを実行するために作成されました。これによりストロークの速度が低下する可能性がありますが、工具製造プロセスの過程でより効果的であり、さまざまなステーション間でワークピースを移動する際のミスの可能性を減らします。さらに、コンパウンド ダイは通常、プログレッシブ ダイよりもコストを削減できます。

3. プログレッシブダイ

プログレッシブ ダイは、単一の金属片に対して多数の操作を実行する非常に効果的な手段を提供します。同時処理とは異なり、これらの変更は、供給メカニズムが材料をダイに連続的に進めるため、個別のステーションで行われます。

このように、各ストロークは、原材料のさまざまな部分に適用されるいくつかの切断および成形アクションを生成し、独自の洗練された作品になります。操作の最終的な場所では、より長いワークピースからそのようなコンポーネントを 1 つ抽出します。これは、各ストロークが 1 つまたは複数の部品を製造し、他の部品がまだ開発中であることを意味します。

プログレッシブダイ

4. トランスファーダイ

トランスファー ダイの構造はプログレッシブ ダイに似ていますが、単一の金属ストリップを使用する代わりに、ステーション間で機械的に移送する必要があるプレカット ブランクを使用する点が異なります。移送フィンガーまたはコンベア ベルトは、移送プロセスを容易にする役割を果たします。トランスファー ダイを使用すると、特に順送ダイ カットと互換性のない大型または複雑な部品をカットする場合に、効率が大幅に向上します。

5. 複数のダイ

マルチ ダイ プレスまたはギャング プレスは、1 回のストロークで複数のコンポーネントを製造することで有名です。これを実現するために、複数の同一の金型が 1 つの制御機構に接続され、それらが一斉に動作できるようにします。

男性と女性の死: その違い

男性と女性のダイは大きく異なる可能性があるため、定義を明確にすることは有用です。電子機器と同様に、通常、突出したコンポーネントはオスのコンポーネントであり、メスのコンポーネントはくぼみまたはへこみが特徴です。

  • 金属プレス加工では、オス パンチを使用して、ワークピースをダイ ブロックに打ち込んで切断または成形します。前述のように、切断と成形の両方をオス パンチで行う場合もあります。
  • メス コンポーネントはオス パンチを補完し、コンポーネントの形状を定義します。ダイブロックにワークを押し付けるくぼみだけでなく、切断や穴あけした金属を取り出しやすくするため、メス部に穴をあけることもできます。

単純な金型以上のものを必要とするプロセスでは、オス部分は通常、複数の鋼の切断または成形パンチで構成されます。次に、女性の部分は男性のパンチのパターンと一致します。

金型製作と成形:その違い

金型と金型は同じものであるという一般的な誤解があります。どちらの技術も、原材料のサイズと形状を変更し、空洞を利用してそれらを形成することを伴いますが、それらは異なるプロセスです。金型は液体または粘性の原材料を使用し、事前に成形された 3 次元の中空のテンプレートに注入され、部品または製品に固化するまで放置されます。一方、金型も、事前に作成された 3 次元のテンプレートに依存しますが、原材料を液体状態ではなく固体で打ち抜きます。

射出成形プラスチック部品

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結論

工具と金型の使用は、長持ちする製品を確実に製造するための製造プロセスにおいて重要です。ツールと金型の作成は、大幅なコスト削減につながるため、大量生産に携わる企業にとって特に有益です。工具、金型、および機械工の重要性は幅広い業界で明らかになっているため、この記事がこの種の機械加工についての理解を深めるのに役立つことを願っています。

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