技術ガイド：板金のバンプ曲げ——大半径カーブの成形方法

要約

日常の板金加工では、作業者は通常、90度の直角やその他の標準的な鋭角曲げを扱います。しかし、大きな半径のカーブを持つ板金部品を成形する場合、一般的なプレスブレーキ用ツーリングは標準的なVカーブ向けに設計されているため、特有の課題が生じます。

専用ツーリングを使わずに大きな半径のカーブを成形する最も効果的な方法は、「バンプベンディング」（ステップベンディング）と呼ばれる工程です。本ガイドでは、 バンプベンディング に関する理論的計算式——すなわち、弧長、曲げ回数、および1回あたりの曲げ角度——を解説し、CNCプレスブレーキを用いて高精度な大きな半径カーブを実現するための支援を行います。

バンプベンディングの原理

バンプベンディングでは、標準のVダイと標準のパンチを用い、複数の小さな角度の曲げを連続して行うことで、大きなカーブを形成します。各打刻における送り距離（ステップサイズ）とパンチの押し込み深さを制御することにより、CNCプレスブレーキは実質的に滑らかな大きな連続弧を再現します。

段階的なバンプベンディング計算

計算方法を理解するために、以下のパラメーターを用いた実際の例（参考CAD図面に示す）を考えてみましょう。

・板厚（T）： 2mm

・全曲げ角度： 120°（これは部品が60°曲げられ、内角が120°になることを意味します）

・外径半径： R30

・中立面半径（R）： R29（円弧計算では、通常、内径半径から材料厚さの半分だけ内側に位置する中立面を用います。外径R30－厚さの半分1mm＝R29）

・中立面円弧長（L）： 30.37 mm

CNCプレスブレーキのプログラム作成には、以下の2つの重要な値を算出する必要があります： 曲げ回数 および 1回の曲げ角度 .

1. 曲げ回数の算出

まず、各パンチ間の送り距離（ステップ幅）を決定します。ステップ幅が小さいほど曲線が滑らかになりますが、加工時間は長くなります。ここでは送り距離を 2 mm／ステップ .

FORMULA: 曲げ回数 ＝ 中立面の弧長 ÷ 送り距離

計算： 30.37 mm ÷ 2 mm ＝ 15.185

小数点以下を四捨五入して整数にすると 15回の曲げ .

2. 1回の曲げ角度（理論値）の算出

次に、この15回のステップそれぞれでパンチが達成すべき具体的な角度を計算します。

FORMULA: 曲げ角度（1回あたり）＝ 180° － ［（送り距離 ÷ 弧長） × （180° － 全体曲げ角度）］

注：ここでいう「全体曲げ角度」とは、部品の最終的な内角（120°）を指します。したがって、実際の曲げ変位角は（180° － 120°）＝ 60° となります。

計算： 曲げ角度（1回あたり）＝ 180° － ［（2 ÷ 30.37） × 60°］ ＝ 180° － ［0.0658 × 60°］ ＝ 180° － 3.95° ≈ 176°

よって、この機械は1回あたり 176度の曲げを15回連続で行う必要があります。 .

3．簡易推定式

現場で弧長を正確に測定できない場合、中立面半径を直接用いた簡略化された式を利用できます。

簡略化式： 曲げ角度（1回あたり）＝ 180° － ［（送り距離 ÷ （3.14 × 中立面半径）） × 180°］

計算： 曲げ角度（1回あたり）＝ 180° － ［（2 ÷ （3.14 × 29）） × 180°］ ≈ 176°

（生産を加速するためにステップサイズを3 mmに増加させる場合、数式中の「2」を「3」に置き換えて再計算するだけです。）

バンプ曲げにおけるCNCの精度の重要性

これらは理論上の計算であることに注意してください。実際の製造では、材料のスプリングバックや金型の摩耗により、オペレーターがこれらの数式に基づいて結果を微調整する必要があります。

この方法は、現代のCNC技術の能力に大きく依存しています。大きな曲線の全弧長は標準的な金型幅を大幅に上回るため、機械は全体の曲線を完成させるために、複数の自動位置決めステップを実行する必要があります。

トレードオフ：

・曲げ回数が少ない（ステップサイズが大きい）： 生産が速くなりますが、曲線上に目立つしわ状の痕跡（チャターマーク）が残ります。

・曲げ回数が多い（ステップサイズが小さい）： 見た目は非常に滑らかな曲線になりますが、加工効率は低下します。

バンプ曲げでは、曲げ角度およびバックゲージの正確な位置決めを、繰り返し微細に調整する必要があるため、 高精度CNCプレスブレーキが必要です 機械の精度が低い場合、15か所の曲げそれぞれで生じるわずかな誤差が累積し、最終的な角度や寸法に著しい歪みを生じます。

高品質な大半径シートメタル部品を一貫して製造するには、「 DARDON 」が開発したような、極めて高精度かつ安定性に優れたCNCプレスブレーキへの投資が不可欠です。

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