カット・穴あけの基礎知識

カット・穴あけの基礎知識

目次
  1. 板金のカット方法と切断加工機/穴あけ加工機
  2. 穴あけ加工の限界寸法(端面からの距離/穴径/板厚)
  3. 穴あけ加工の種類

板金のカット方法と切断加工機/穴あけ加工機

板金製品は、1枚の長方形の板である板金から製作するため、ほぼ全ての製品においてカット、切断加工が必要になります。板金をカット、切断する加工法としては

・シャーリング

・レーザーカット

・タレパン加工

・レーザータレパン複合加工

が主なものになります。

板金のカット方法として、まずシャーリング加工があります。

シャーリング加工のイメージ絵

シャーリング加工

シャーリング加工とは、シャーリングマシンを用いて板金を一定の長さに切断する加工のことを言い、原理としてはハサミで紙を切る原理と同になります。シャーリングマシンの上下二つの刃の間に板金をセットし、上下から挟むようにして板金を切断します。

一般的に流通している板金のサイズは各材質ごとに決まっているため、板金製品を製作する際はまずシャーリング加工によって1枚の板から製品に必要な大きさの板に切り分けます。

シャーリング加工は一度の挟み込みで切断することが可能なため1回あたりの加工時間が短く作業効率の良い加工法であると言えますが、直線的な切断加工しかすることはできません。

そのため、複雑な形状に板金を切断する必要がある製品は主に以下の加工を行うことになります。

・レーザーカット

・タレパン加工

・レーザータレパン複合機

レーザーカット

1つ目がレーザーカットです。レーザーカットはレーザー光を用いて板金を切断する加工法です。レーザーを用いて板金を切断する原理は、アシストガスを噴射しながらレーザーの出力をかけることによって母材を溶かすことによります。母材を溶かしながら切断したい方向に進むことで、板金を自由自在にカットすることができます。

レーザーカットのイメージ絵

タレパン加工

2つ目がタレパン加工です。タレパン加工とは、タレットパンチプレス加工の略称であり、タレパン加工機を用いて板金をカットします。タレパン加工によって板金を切断する原理は、タレパン加工機に内蔵された金型で何度も連続的にプレスするというものです。

タレパン加工による板金カットの特徴として、比較的高い精度を保つことができる点があります。もう一方のレーザーカットのように熱を用いないため、歪みなどが少ないためです。ただし切断できる形状の自由度はレーザーカットの方が高いと言えるでしょう。また、プレスによる加工になるためバリなどが発生しやすくなります。そのため、タレパンによる切断加工の後にはバリ取り処理が必要になる場合があります。

タレパン加工のイメージ絵

レーザー複合機

また、レーザータレパン複合加工とはその名の通りタレパン加工とレーザー加工を組み合わせた加工法です。レーザータレパン複合機は1台で両方の加工ができるようになっているため、作業コストを抑えることができるタレパン加工の利点と、複雑な形状の加工に対応することができるレーザー加工の利点を組み合わせたものになり、費用対効果が高い加工法になります。レーザータレパン複合機は、高精度でありながら作業時間を短縮することのできる、非常に優れた加工機であるといえます。

つまり、板金切断加工の工程としては、

  1. シャーリングで大きな板金から製品に必要なサイズにカットする

  2. レーザーカットかタレパン加工、もしくは両方により板金を製品の形状にカットする

  3. 穴のある製品はその際穴あけ加工も行う

となります。

穴あけ加工は主にレーザー加工もしくはタレパン加工によって行われ、カットする際にプログラムされて同時に加工されます。

穴あけ加工の限界寸法(端面からの距離/穴径/板厚)

穴あけ加工には加工できる限界あります。なぜならば、穴と穴の距離が近すぎたり、穴が板金の端面付近に位置していたりすると加工が困難になるためです。

具体的には、穴が板金の端から約1.5mm以上離れていないと加工が難しくなります。板金の端面に加え、曲げ加工などがある製品の場合は曲げ部分からも離れている必要があります。

さらに、板金の端から穴までの距離は板厚の約2倍ほど離れていないと、タレパン加工による穴あけが困難になります。その場合レーザー加工により穴あけをするため、コストが高くなってしまう可能性があるということです。

また、穴径が小さすぎる場合も穴あけが困難になります。穴径が1.5mm以上であり、かつ板厚の2倍以上でないと加工は難しくなります。穴径が小さすぎると、レーザー光の熱により大きく歪み精度を保つことが難しくなるためです。

さらに、穴と穴との距離は、約2mm以上かつ板厚の約2倍以上離れている必要があります。穴と穴が近すぎるとタレパン加工のプレス作業、レーザー光によるレーザー加工が困難になるためです。

穴あけ加工の種類

ここまで述べてきた穴あけ加工は、特に目立った特徴のない、一般的な穴の穴あけ加工についてですが、穴あけ加工と一言で言っても様々な種類に分類することができます。

例えばタップ加工が挙げられます。タップ加工により開けられるタップ穴は、特徴のある穴になります。タップ穴とはネジを通すための穴なので、穴の内側が山と谷のあるギザギザした表面になります。

他にも、バーリング加工やザグリなど、特徴的なものがいくつもあります。

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