パンチおよびダイクリアランスの材料および厚さによる計算

パンチおよびダイクリアランスは通常、シートの厚さと材料依存のクリアランス比から計算されます。

• 片側クリアランス: c = t × r
• 総クリアランス: C = 2c

ここに、 t はシートの厚さであり、 r はクリアランス比を小数点で表します。1辺あたり10%の比率は次のようになります。 0.10 その式の中で。

計算は演算も考慮しなければなりません。ピアスでは、通常はパンチが完成した穴の大きさを制御します。ブランキングでは、ダイの開口部が完成したブランクのサイズを通常制御します。本ガイドはその計算とその実践的な検証のみに焦点を当てています。金型の種類、材料、公差、調達に関するより詳しい情報については、 パンチダイスガイド(推測).

計算された結果は開始値であり、普遍的な生産設定ではありません。材料グレード、引張強度、厚さの変化、工具の摩耗、アライメント、プレスのたわみ、必要な切削刃の状態など、すべてが調整の正当化対象となります。

パンチ&ダイクリアランス計算機

以下の入力をご利用ください:

入力	応募するもの
シートの厚さ、 t	実際の厚さまたは名目上の厚さ(mmまたはインチ)は
素材	アルミニウム、銅、真鍮、鋼、ステンレス鋼、または認証されたグレード
クリアランス比率、 r	明確にラベル付けされた パーサイド パーセンテージ
動作	ピアシングまたはブランキング
ターゲット次元	穴を開けるための完成穴サイズか、ブランキング用に仕上げたブランクサイズ

計算機の順序は以下の通りです:

1. 選択したパーセンテージを小数点に換算します。
2. 厚さに比率を掛けて、片側あたりのクリアランスを得ます。
3. 片側の結果に2倍で総クリアランスが得られます。
4. 操作が貫通型かブランキングかに応じて全クリアランスを適用します。

片側クリアランス:
c = t × r

総クリアランス:
C = 2 × c

ピアシングダイの開口部:
Ddie = Dpunch + C

ブランキングパンチサイズ:
Dpunch = Dblank − C

計算全体を一単位システムで実行してください。厚さをミリメートルで入力すると、パンチおよびダイの寸法はすべてミリメートルになります。最終値をインチに変換するときは必要な時だけ使ってください。

材料、厚さ、動作、ターゲットサイズを入力してください

実際の素材の厚さがあれば、そのまま使ってください。公称ゲージ値は測定されたストックと異なる可能性があり、その差は計算されたクリアランスに直接反映されます。

材料ファミリーは初期比率を示しますが、正確なグレードの代わりにはなりません。例えば「鋼」は、引張強度や切断挙動が非常に異なる材料を指すことがあります。高強度鋼、硬化材、非公開合金の場合は、最寄りの汎用材料を選ぶのではなく、グレード別データを使用するか、エンジニアリングレビューを依頼してください。

操作を慎重に選びましょう:

• ピアス: 必要な特徴はシートに残された穴です。
• ブランキング: 取り外された部分が完成品として必要です。

同じ目標寸法を誤った操作で入力すると、パンチやダイのサイズが誤ってしまいます。

結果を読む:面数、総寸法、パンチサイズ、ダイサイズ

有用な結果は複数の数値を示すべきです。以下を識別すべきです:

• 物質のカテゴリー;
• 選択された比率;
• その比率が片側ごとのものか全体か、
• 片側あたりのクリアランス;
• 完全なクリアランス;
• 演算によって制御される次元;
• 計算されたパンチサイズ;
• 計算されたサイコロの開口;
• メートル法およびインペリアルの等価物;
• 選ばれた素材に付随する制限。

早すぎる四捨五入は避けましょう。計算で計算された完全な値を保持し、最終的な金型寸法を図面公差と実際の製造解像度に基づいて丸めます。

クリアランス計算の仕組み

パンチ・トゥ・ダイクリアランスとは、パンチの切削刃と対応するダイの切削刃の間の隙間を指します。MISUMIは推奨パーセンテージをクリアランスと定義しています 片側ごとこれは、割合が各切削刃ごとに独立して適用されることを意味します。

この区別が重要なのは、他の文献では「ダイクリアランス」をパンチ寸法とダイサイズの全差を指すからです。例えばCONICは、クリアランスをパンチ寸法とダイ寸法の差として定義し、ローパー・ホイットニー風の参照では合計のダイクリアランス値を記述することもあります。パーセンテージは、慣例が確認されるまでは安全に一つの式から別の式へ移すことはできません。

片側クリアランスと総クリアランスの違い

丸パンチの直径が10.00mmで、ダイの開口が10.20mmであると仮定します。

次元の差は次の通りです:

10.20 − 10.00 = 0.20 mm

それは 0.20 mm は 全クリアランスまたは直径クリアランス.各切断面のクリアランスは以下の通りです:

0.20 ÷ 2 = 0.10 mm per side

コンベンション	意味	この例における値
片側クリアランスまたはラジアルクリアランス	片方の切断面での隙間	00.10mm
全クリアランスまたは直径クリアランス	パンチサイズとダイサイズの全差	0.20mm

チャートが10%を推奨している場合 片側ごと、計算 t × 0.10 そして、パンチからダイまでの寸法差を2倍にします。

チャートが20%を推奨しているなら 総クリアランス、計算 t × 0.20 一度だけ。もう二倍にしないでください。

基本式

片側あたりの比率を指定する資料の場合:

c = t × r

ここで:

• c = 片側あたりのクリアランス;
• t = シート厚さ;
• r = 小数点での片側あたりのクリアランス比。

その後:

C = 2c

ここで:

• C = パンチ寸法とダイ寸法間の総クリアランス。

片面8%クリアランスの1.0mmシートの場合:

c = 1.0 × 0.08 = 0.08 mm

C = 2 × 0.08 = 0.16 mm

このパーセンテージは厚さの割合を表しています。したがって、選ばれた比率が変わらなくても厚いシートはより大きな寸法クリアランスを生み出します。

ピアシングとブランキングはクリアランスの使い方が異なります

同じ片側クリアランスは両作業で使用可能ですが、異なる工具寸法に適用されます。

動作	完成品	通常は目標に保持される寸法	交配次元
ピアス	シートの穴	パンチサイズ	ダイオープニングは大きいです
ブランキング	シートから切り離されたピース	開業	パンチは小さいです

Mateの工具ガイドには、ブランキング時のダイサイズがブランクサイズであり、パンチ寸法はダイ寸法から計算されるとされています。

ピアシング計算

ピアスでは、通常、パンチが完成した穴の寸法を決定します。

必要な穴径に対して Dh:

Dpunch = Dh

Ddie = Dh + C

ターゲット穴が12.00mmで、総クリアランスが0.24mmの場合:

• パンチサイズ: 12.00 mm
• オープニング: 12.24 mm

取り出したスラッグはスクラップです。その寸法やエッジの外観は、クリアランスが正しく機能しているかどうかを確認する際に有用な証拠となる場合があります。

ブランキング計算

ブランキングでは、取り外された部分が必要な部品であるため、通常は金型の開口部がその外側寸法を決定します。

必要な空の次元 に対して Db:

Ddie = Db

Dpunch = Db − C

必要なブランクが30.00 mmで、総クリアランスが0.24 mmの場合:

• オープニング: 30.00 mm
• パンチサイズ: 29.76 mm

ブランキングは、直線的な壁、テーパーの減少、特定のバーニッシュ深度が重要な場合に追加の調整が必要になることがあります。メイトは重要なブランク寸法を特定し、ブランキング工具を通常のピアスとは異なる方法で扱うことを推奨しています。

材料と厚さによるスタートクリアランス

以下の表は 標準グレードの片側値 掲載 三隅のクリアランス選択リファレンス.これらのパーセンテージは開始時の参照であり、普遍的な設定ではありません。材料状態ラベルは供給元のカテゴリーであり、実際のグレード、引張強度、合金、またはテンパーと比較して確認する必要があります。

材料カテゴリ	状態	片側ごとのスタートクリアランス
アルミニウム合金	柔らかい	厚さの6%
アルミニウム合金	メディア	厚さの8%
アルミニウム合金	ハード	厚さの10%
タフピッチ銅	柔らかい	厚さの8%
タフピッチ銅	ハード	厚さの10%
ブラス	柔らかい	厚さの8%
ブラス	ハード	厚さの10%
鋼鉄	エクストラソフト	厚さの10%
鋼鉄	柔らかい	厚さの12%
鋼鉄	ハード	厚さの15%
Stainless steel	柔らかい	厚さの12%
Stainless steel	ハード	厚さの15%

例えば、厚さ1.5mmの中アルミニウムを8%の辺比で使うと次のようになります:

c = 1.5 × 0.08 = 0.12 mm per side

C = 0.24 mm total clearance

開始比率の選び方

次のシーケンスを使ってください:

1. 正確な材料グレード、合金、または焼き質を特定してください。
2. 測定または公差制御の厚さを確認してください。
3. 株式に本当に合致する公開された商品カテゴリーを選びましょう。
4. ソースの割合が片面ごとか全体の割合かを確認してください。
5. 寸法クリアランスを計算します。
6. プレスや工具システム、必要なエッジコンディションが異なる推奨事項を課しているかどうかを確認してください。
7. 最終生産前に試しカットで結果を検証してください。

より大きなバーニッシュゾーンを得るために、利用可能な最小の割合を選ぶのは避けてください。クリアランスが狭くなるとアライメントの感度が上がり、摩耗が加速します。

引張強度が材料メニューを上書きすべき時刻

高強度鋼の場合、幅広い「鋼」の選択肢だけでは不十分です。その AHSS申請ガイドライン 引張強度が上がるにつれてクリアランスが一般的に増加することを明示しつつ、最大強度での過度に広いクリアランスはパンチエッジの曲げ応力や欠けリスクを高めることを警告します。したがって推奨値は、グレード、厚さ、引張強度、そして必要な下流エッジ性能の関数となります。

同じガイダンスでは、歴史的な軟鋼の価値は片側の厚さの約5〜10%程度に落ちることが多く、より強いグレードの推奨はかなり高い場合もあります。また、1%だけですべてのAHSS成績で最良の結果が得られるわけではないことも示しています。

以下を扱う際には、学年ごとのデータや管理されたパンチング試験を用いてください:

• AHSS(超高強度鋼)、
• マルテンサイト品位;
• 硬化シート;
• 引張強度が不確かな材料、
• 後でエッジの伸縮や成形を目的とした素材、
• 厳格な疲労や骨折要件を持つ部品。

公開されたクリアランスチャートが意見が異なる理由

技術的に信頼できる2つのチャートは、以下の方法を使うため異なる値を示すことがあります。

• 片側と全クリアランスの慣習;
• 異なる材料条件や引張強度、
• 異なるプレスおよび金型システム;
• 精密グレードと標準グレードのターゲットの区別;
• バリ、ロールオーバー、バーニッシュ、工具寿命の異なる要件;
• 独自の工具の前提;
• 厚さの範囲も異なります。

例えば、 UniPunchの電卓 アルミニウムは15%、軟鋼は20%、ステンレス鋼は25%の係数を「ダイクリアランスが必要」として掲示していますが、ページにはこれらの係数を片面ごとの数値として明示していません。意図された規則を確認する前に、パーサイドの公式に挿入してはいけません。

CONICはまた、機械機械とサーボまたは油圧機械の異なる比率を公表しており、引張強度、厚さ、機械の制限、実際のパンチング試験を考慮するようユーザーに推奨しています。

計算例

ピアシングの例

要件: 1.20mmの中アルミに10.00mmの穴を開けます。

参考表より:

• 素材:中アルミニウム
• 片側あたりの比率:8%
• 厚さ:1.20 mm

片側ごとのクリアランスを計算する:

c = 1.20 × 0.08

c = 0.096 mm

総クリアランスの計算:

C = 2 × 0.096

C = 0.192 mm

ピアスの寸法を適用します:

• パンチサイズ: 10.000 mm
• オープニング: 10.000 + 0.192 = 10.192 mm

計算された金型開口部は、その丸みが図面、工具工程、公差と両立する場合に10.19 mmと表すことができます。合計を計算する前に中間の片側値を丸めないでください。

ブランキング例

要件: 1.50mmのソフトブラスから25.00mmのブランクを作ります。

参考表より:

• 素材:ソフトブラス
• 片側あたりの比率:8%
• 厚さ:1.50 mm

片側ごとのクリアランスを計算する:

c = 1.50 × 0.08

c = 0.120 mm

総クリアランスの計算:

C = 2 × 0.120

C = 0.240 mm

ブランキング寸法を適用します:

• オープニング: 25.000 mm
• パンチサイズ: 25.000 − 0.240 = 24.760 mm

これらの寸法は計算の例です。最終的な金型寸法は、実際の材料、ブランク公差、予想される刃先のテーパー、工具の状態、そして生産試験に依存します。

クリアランスを確定する前にカットエッジとスラッグを確認してください

式ではプレス負荷下で何が起こるかを示すことはできません。最初の試練パーツと、刺すための弾丸を調べてください。

切断辺は通常、4つの観測可能な領域を含みます。

1. ロールオーバー: 入口側の初期塑性変形。
2. バーニッシュゾーン: パンチが材料に切り込む際にできた滑らかな部分です。
3. 破砕帯: パンチやダイの縁から亀裂が広がって生じる粗い部分です。
4. バー: 出口側付近に残る置換物。

AHSSの場合、バリの高さだけでは誤解を招くことがあります。なぜなら、強い品位は比較的少ないロールオーバーやバリで破断する可能性があるからです。バーニッシュから破壊への全体的な移行、破壊帯の滑らかさ、二次的なせん断やエッジ損傷の欠如はより良い証拠となります。

バランスの取れたカットエッジが示すべきもの

以下の点を探す:

• 特徴の周囲に一貫したエッジの外観を持つこと;
• 明確なバーニッシュゾーン;
• 比較的滑らかな破断帯、
• 明らかな二次せん断はなく、
• 部品要件内でのバリとロールオーバー;
• 寸法は公差の範囲内です。
• 繰り返しのストロークでも同様の結果が得られました。

理想的な外観は用途によって異なります。後續のエッジ伸縮を目的とした部品は、単純なクリアランス穴とは異なる最適化条件を必要とする場合があります。

ランニングクリアランスの不均一なサイン

ある特徴の周りに不均一なバーニッシュ、破損、またはバリアがある場合は、誤った名目パーセンテージではなく、ランニングクリアランスの不均等さを示すことが多いです。

考えられる原因には以下のようなものがあります:

• パンチ・アンド・ダイのずれ;
• 摩耗したガイドポストやブッシング;
• パンチサイドローディング;
• 摩耗または損傷した切断刃;
• 不適切に研がれた工具、
• ダイまたは負荷によるたわみを押し付ける;
• レベルが外れたプレス。

AHSSガイドラインは、より高い切断荷重がダイやプレスをたわみ、静的条件下で測定されたクリアランスが変化する可能性があると警告しています。

ガイド要素、パンチ、ダイ部品、アライメント関連の摩耗の詳細については、 ダイ部品ガイド.

クリアランスが少なすぎるか

状態	典型的な症状	比率を変更する前に確認する
クリアランスが小さすぎる	二次せん断、二重破壊、より深いバーニッシュ深度、より高いパンチングやストリッピング荷重、摩耗、擦れ、急速な摩耗、欠け	アライメント、工具の鋭さ、実際の厚さ、材料グレード、そしてソース値が各辺に当たっているかどうかを確認しましょう
使用可能な範囲付近のクリアランス	一貫したロールオーバー、バーニッシュ、破砕、バリ;安定した寸法;管理可能な工具負荷	プロファイル全体と生産速度で繰り返しの結果を確認する
クリアランスが大きすぎる	ロールオーバーの増加、バーニッシュの減少、破壊ゾーンの増加、テーパー、歪み、一部の材料での大きなバリ、寸法制御の低下	材料強度、プレスのたわみ、パンチサイズ、ダイサイズ、そして誤って合計値が2倍になったかどうかを確認しましょう

CONCの比較では、クリアランスが広いほどロールオーバー、破壊面積、バリ、反りが増加し、狭いクリアランスはせん断面とパンチングトン数を増加させる傾向があります。AHSSのガイダンスでは、非常に狭いクリアランスは二次せん断を生じることがあり、非常に広いクリアランスは高強度材料において空洞や転覆による損傷、またはパンチエッジ応力も生じることがあると付け加えています。

クリアランスは工具損傷の一因に過ぎません。パンチの形状、アライメント、材料強度、ストリッピング状態、摩耗、プレス挙動も確認する必要があります。より広範な故障解析については、 プレス金型のパンチ破損.

計算機だけでは足りないとき

アプリケーションが以下の項目を含む場合、一般的な計算に頼るのではなく、工具やプロセスのレビューを依頼してください:

• AHSS、マーテンサイト鋼、硬化板、または非指定合金;
• 非常に小さな穴や狭いパンチセクション;
• 複雑または非対称なプロファイル;
• ファインブランキング;
• 重要なバリ、テーパー、疲労、またはエッジの伸縮要件;
• タイトな空白の寸法;
• 材料の厚さ変動が大きい;
• 繰り返し発生するスラッグ、欠け、破損の問題;
• 特徴周囲のクリアランスが目に見えて不均等であること、
• 材料のグレードや引張強度が不確かで、
• 報道機関専用の最低クリアランス制限。

ファインブランキングでは、この一般的な計算機をそのまま使うべきではありません。特殊な拘束と、プロセス固有のクリアランスをはるかに小さくします。三隅の技術指針では、これは別個の摩耗密集型アプリケーションであり、異なるクリアランス処理が必要とされています。

図面や工具レビューに含める情報

以下の情報を準備してください:

• 正確な材料グレード、合金、またはテンパー;
• 公称厚さおよび厚さ許容範囲;
• 引張強度または硬度は知られている場合、
• 貫通またはブランキング操作;
• 目標の完成寸法;
• 寸法公差;
• 許容されるバリやエッジの状態;
• パンチ&ダイプロファイル;
• プレスまたは工具システム;
• 現行のクリアランス条約;
• 切断面とスラッグの写真やサンプル;
• 現在の症状としては、不均一なバリ、二次せん断、スラッグの問題、パンチダメージなどがあります。

SunshineProリスト パンチダイとピン 標準部品と図面に基づくカスタマイズ部品の両方を供給すると述べています。

非標準材料、臨界公差、未解決の生産問題に対して、 お問い合わせ:SunshinePro 材料仕様、厚さ、必要な操作、ターゲット寸法、利用可能な図面または試料を添えて。計算された値は、普遍的な設定として扱うのではなく、実際の適用と照合して比較することができます。