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ワイヤーを正しく曲げるには、素材と直径に合わせた方法を使用してください。 1.5mm 未満の柔らかいワイヤーの場合は、曲げ点の近くをつかみ、マンドレルの周りを形成し、材料のスプリングバック角度によって過剰に曲げます。 2 mm を超える硬いワイヤーの場合、または同一の部品で生産を行う場合は、CNC ワイヤー曲げ機が実用的な選択肢です。その短い答えは、宝石の留め金から自動車のスプリングまであらゆるものをカバーしており、以下の詳細でその理由が正確に説明されています。
ワイヤの曲げは、曲げがよじれる、最終的な角度が間違っている、外面に亀裂が入る、の 3 つのいずれかの原因で失敗します。これら 3 つはすべて同じ根本原因に遡ります。つまり、ワイヤーが応力を再分散するよりも早く力が加えられるということです。修正方法は小規模な工場でも大規模なばね工場でも同じです。つまり、曲げ点を制御し、曲げ速度を制御し、弾性回復を補正します。
このガイドでは、重要な曲げ機構、実際に機能する手動テクニック、実数を使用したスプリングバックと曲げ許容値の計算、よくある間違い、CNC マシンが論理的な投資となる生産のしきい値について説明します。
ワイヤは、外側の繊維の曲げ応力が材料の降伏強度を超えた場合にのみ塑性的に曲がります。そのしきい値を下回ると、変形は弾性になり、荷重が取り除かれると完全に回復します。これが、ワイヤーが押した場所に正確に留まらない理由です。外側半分は伸び、内側半分は圧縮され、中立軸と呼ばれるそれらの間の境界は元の長さを維持します。
曲げ後のスプリングバックの量は、次の 3 つの変数によって決まります。 材質の気質 (焼き戻しが硬いほど、より多くの弾性エネルギーが蓄えられます)、 線径 (ワイヤーが太いほど、より多くの力が必要になり、より多くの角度回復が見られます)、および 内側の曲げ半径 (半径が小さいとひずみが集中し、弾性部分が増加します)。これらを制御しないと、すべての部分が異なる角度で出てきます。
以下の表は、ワイヤ直径の 2 倍に等しい直径を持つマンドレルの周囲に形成された 90 度の曲げの代表値を示しています。これらは参考値であり、保証ではありません。正確なスプリングバックは、粒子の方向、表面状態、工具の形状によって異なります。
| 線材 | 状態・規格 | 降伏強さ(MPa) | 90度でのスプリングバック |
|---|---|---|---|
| なまし銅、無酸素 | ソフト | 50～70 | 1～3度 |
| アルミニウム5052 | H32気質 | 190～220 | 3～6度 |
| 半硬質黄銅(70/30) | カートリッジ真鍮 | 300～450 | 4～7度 |
| ステンレス304 | 春の気質 | 1,200～1,500 | 8～12度 |
| ミュージックワイヤー | ASTM A228、0.5 ～ 2.0mm | 1,600～2,400 | 12～18度 |
これらの数字は、なぜ柔らかい銅線が親指の圧力で完全に 90 度まで誘導できるのに対し、2 mm ミュージック ワイヤーは目標を 10 度超えても 78 度のままである理由を説明しています。高張力ワイヤに蓄えられる弾性エネルギーは本物であり、それを扱う唯一の信頼できる方法は、それを計画することです。
単体、プロトタイプ、修理作業、少量のサンプルの場合、ハンドツールはどの機械のセットアップよりも高速です。目標は強さではなくコントロールです。ワイヤーを長さ方向に沿って支えながら、プライヤーのジョーの近くでゆっくりときれいに曲げます。
スプリングバックはエラーではありません。それは予測可能な量です。 特定の材料、直径、工具のスプリングバック角度がわかれば、最初の部品を作成する前に正しい曲げ位置を計算できます。
関係は単純です: 最終角度 = 曲げ角度 - スプリングバック角度。 90 度で終了するには、90 S 度まで曲げる必要があります。S は測定されたスプリングバックです。たとえば、スプリングテンパー処理された 1.5mm のステンレス鋼 304 ワイヤは、3 mm のマンドレル上でおよそ 10 ～ 12 度のスプリングバックを示します。したがって、手または機械は 100 ～ 102 度曲がるように設定する必要があり、ワイヤは 90 度近くで安定します。
ワイヤの曲げ許容値の計算式: L = pi x (D k x d) x theta / 360。ここで、L は曲げによって消費されるワイヤの長さ、D は曲げの内径、d はワイヤの直径、theta は度単位の曲げ角度、k は中立軸係数で、きつい曲げの場合は 0.33、大きな半径の場合は最大 0.5 です。
作業例: 2 mm ワイヤ、内径 10 mm、90 度曲げ、k = 0.4。 L = 3.14 x (10 0.4 x 2) x 90 / 360 = 3.14 x 10.8 x 0.25 = 8.48 mm。実際には、この曲げにより、真っ直ぐなワイヤの長さが約 8.5 mm 消費されます。この公式を一貫して使用すると、部分長エラーの最も一般的な原因が排除されます。
| 線径 | ソフト copper | アルミニウム5052-H32 | 軟鋼 | ばね調質鋼 |
|---|---|---|---|---|
| 0.5mm | 0.5mm | 0.8mm | 1.0mm | 1.5 mm |
| 1.0mm | 1.0mm | 1.5 mm | 2.0mm | 3.0mm |
| 2.0mm | 2.0mm | 3.0mm | 4.0mm | 6.0mm |
| 4.0mm | 4.0mm | 6.0mm | 8.0mm | 12mm |
用途でこれらの値を下回る半径が要求される場合、外側の繊維に亀裂が入り、後で疲労により部品が破損します。実際的な解決策は、成形前に焼きなまされたワイヤに切り替えるか、より大きなマンドレルを使用するか、生産時に CNC プログラムで曲げを複数の増分に分散させることです。
ワイヤ曲げの問題のほとんどは一貫性があり、回避可能です。以下の表は、ワークショップで最もよく見られる 6 つの間違いと、それぞれの実際的な修正を示しています。
| 間違い | 典型的な結果 | 実用的な修正 |
|---|---|---|
| ペンチの先端に近づきすぎて曲がる | 曲げ根元のよじれや切り込み | ワイヤーを顎の奥まで移動し、顎の平らな基部に対して曲げます。 |
| 突然の動作で曲がる | 伸びた外側の亀裂 | 2 回または 3 回に分けて徐々に力を加えます |
| スプリングバックを無視する | 最終角度はいつも広すぎる | 表 1 のスプリングバック角度によるオーバーベンド |
| マンドレルのサイズが間違っています | サイズが大きすぎる曲げまたは潰れた曲げ | マンドレルの直径を必要な内径に一致させます |
| 同じ箇所を何度も曲げ直す | 加工硬化により脆性破壊が起こる | 成形前の修正やアニールを最小限に抑える |
| 間違った基準点からの測定 | 曲げ代により部品が短くなったり長くなったりする | 曲げの内側から測定し、計算式から許容値を追加します |
手作業による曲げには、一貫性という隠れたコストがかかります。経験豊富なオペレータは、一連の部品にわたっておよそプラスまたはマイナス 0.5 mm の公差を保持します。 CNC ワイヤー ベンディング マシンは、プラスまたはマイナス 0.05 mm (10 倍のきつさ) を保持し、疲労や気分、気を散らすことなく作業を行います。切り替える決断はスキルの問題ではありません。それは数字に関するものです。
実際には、1.5 ～ 4 mm の範囲のワイヤの場合、クロスオーバー ポイントは月あたり約 500 本に達します。この量を下回ると、マシンのセットアップ時間は元に戻らない可能性があります。それを超えると、部品あたりのコストが急激に下がります。部品、工具、メンテナンスごとのコストの詳細な比較は、 工業用ワイヤーベンダーの完全なバイヤーズガイド .
現実的な例: それぞれ 2 つの 90 度曲げと 1 つの 45 度曲げを備えた同一の曲げワイヤー ブラケットを月に 1,800 個生産するメーカーは、単一の曲げワイヤー ブラケットを製造できます。 4軸CNCスプリングワイヤー曲げ機 そしてフルタイムの肉体労働者2名を交代させる。機械はあらゆる角度をプラスまたはマイナス 0.1 mm 以内に維持し、形状欠陥の年間再現率はほぼゼロに低下します。
中国 CNC バネ曲げ機メーカー、サプライヤー WNJ は、中国のカスタム スプリング曲げ機メーカーおよびスプリング曲げ機サプライヤーであり、ZW-480 4 軸 CNC スプリング ワイヤー ベンディを提供しています。 製品を見る→ CNC ワイヤー ベンディング マシンはモーター付きのペンチではありません。これは、ワイヤを供給し、成形ヘッドを回転させ、調整された動きで曲げアームを振るサーボ制御の成形システムです。出力は 3D 座標のセットであり、同じプログラムを実行している他のマシン上で正確に繰り返すことができます。
4 軸機械は、製品全体で使用されるブラケット、フック、フレームの大部分をカバーします。 自動車 そして建設業。コイル状セクションも必要な部品の場合、6 軸または 7 軸機械により同じサイクルでコイリング機能が追加されます。だからこそ現代 CNCワイヤー曲げ機 単一目的のツールではなく、構成可能なプラットフォームとして構築されています。
WNJマシン |卸売CNCワイヤー曲げ機工場、会社 Omnipotent Spring Machine Co.,ltd (WNJ Machine) は、中国の CNC ワイヤー曲げ機械工場およびワイヤー曲げ機械会社であり、全製品を提供しています。 製品を見る→ 制御システムは、各材料ファミリーのスプリングバック テーブルを保存します。オペレータが 90 度の目標角度を入力すると、機械は自動的に 90 S 度まで曲がります。S はテーブルからの角度です。オペレータは、ワイヤロットが変更された場合にのみ S を調整します。これにより、手動成形で最も変わりやすい部分、つまりどこまで曲げすぎるかという人間の推測がなくなりました。
サーボ駆動のワイヤ曲げ機は、小型ブラケットの場合、1 時間あたり 1,500 ～ 3,000 個のサイクル タイムに達し、シフト全体にわたって /-0.05 mm 以内の位置再現性を維持できます。ワイヤ曲げ機の実際の制限は、速度ではなく、ワイヤの直径と工具の形状です。 4 mm ワイヤに対応する機械は、ほとんどの 0.5 ～ 4 mm の材料を曲げることができますが、直径範囲ごとに異なるツールセットが必要です。
曲がったワイヤーではなく真のコイルスプリングであるコンポーネントの場合、専用のコイラーの方がより適切にフィットします。その場合、 6/7軸CNCスプリングコイリングマシン 直径範囲が約 1.5 ～ 8 mm の圧縮および引張スプリングを 1 回のパスで製造できます。ワイヤー ベンダーとスプリング コイラーの違いを理解することで、間違った機械を購入するのを防ぐことができます。
カスタム TK-760 6-7 軸 CNC スプリングコイリングマシン工場、会社 - WNJ マシン Zhejiang Omnipotent Spring Machine Co.,ltd (WNJ Machine) は、中国の卸売 TK-760 6-7 軸 CNC スプリング コイリング マシン工場およびコムです。 製品を見る→ 成形ヘッド、フィード システム、制御ループの背後にある機械の詳細が必要な場合は、次の記事を参照してください。 ベンディングマシンの仕組み メカニズムをステップバイステップで説明します。
曲線にはラジオペンチを、90度のコーナーにはフラットノーズペンチを、一定の直径にはマンドレルを使用します。特定の材料のスプリングバック角度によるオーバーベンド。数百以上の同一の部品については、CNC ワイヤー曲げ機が推測を完全に排除します。
ワイヤーは降伏強度まで弾性があります。弾性部分は力を取り除くとすぐに元に戻ります。スプリングバックは、降伏強度が高く、曲げ半径が小さいほど増加します。ソリューションは常に、より強い力ではなく、測定されたスプリングバック角度によって過剰に曲げられます。
軟鋼の場合は、線径の少なくとも 1 倍を使用します。スプリングテンパー鋼およびミュージック ワイヤーの場合は、直径の 2 ～ 3 倍を使用します。これらの値未満で曲げると、外側の繊維に亀裂が入り、疲労寿命が短くなります。一般的な材料の完全なリストを上の表 2 に示します。
はい。条件は 2 つあります。半径を直径の 2 ～ 3 倍以上に保ち、一度の衝撃ではなく、制御された増分で徐々に曲げます。 CNC ワイヤ曲げ機は、正確な速度と角度を適用できるため、より適しています。そのため、生産ではほとんどの場合、高張力ワイヤが機械で成形されます。
式 L = pi x (D k x d) x theta / 360 を使用します。k = 0.4 の 90 度曲げの場合、L = 0.785 x (D 0.4d) となります。この許容値を、曲げ間のすべての直線セグメントに追加します。
公差が /-0.1 mm 未満の場合、生産量が 1 か月あたりの同一部品の数が 500 個を超える場合、または形状が 3 次元で複数の平面に曲がりがある場合に切り替えます。速度、精度、ツールによる出力への影響の詳細な比較については、次のサイトを参照してください。 ベンディングマシンの性能 記事.
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