加工屋さんから「この図面だと加工が難しい…」と相談され、設計変更をした経験はありませんか？原因は、その図面通りに部品製作を進めてしまうと、変形などの不具合が生じる恐れがあるからかもしれません。
今回は、「曲げ近くに切り欠きがある形状」で不具合が生じた実際の部品を例に、その原因と考慮しておきたいポイントをご紹介！今後の設計の際、ご参考にしてみてください。
目次
「曲げ線のずれ」や「めくれ」が生じる原因と、考慮しておきたいポイント
突然ですが、下記2つの「切り欠きがある形状の図面」は、加工の際に変形などの不具合が生じています。どのような不具合が生じていると思いますか？
＼上記の図面で生じた、不具合をご紹介します／
曲げ線位置の「ずれ」や
曲げ部分の「めくれ」
外側
めくれ部分：外側
めくれ部分：内側
曲げ線位置の「ずれ」や
曲げ部分の「めくれ」
外側
めくれ部分：外側
めくれ部分：内側
なぜ、このような不具合が生じるのでしょうか？
原因と考慮しておきたいポイントを解説！
「曲げ線のずれ」や「めくれ」が生じる原因と、考慮しておきたいポイントを解説
「曲げ線のずれ」や「めくれ」が生じる原因を詳しく解説。設計時にどのようなことに注意が必要かご紹介します。
狙いの曲げ位置に対しワークの両側が、金型に支えられているから曲がる
まずは、平板の曲げ加工の基本からご紹介します。
切り欠き部位がない平板の曲げ加工の際、ワークは図1_1のように金型（ダイ）の上に置きます。図1_2は金型（パンチとダイ）でワークを曲げる様子を横から見た図です。狙いの曲げ位置に向かって、上からパンチを押し当て、力を加えて変形させます。
ポイントは図1_1と2のように、狙いの曲げ位置に対しワークの両側（a部分）が、どちらもダイ（緑色部分）にのっていること。ワークの両側がダイに支えられているため、バランスが取れ、パンチの力が均等にワークへかかり、その曲げ位置で曲がります。
片側のみ金型にのっていても曲がらない
しかし図2_1と2のように片側しかダイにのらず両側が支えられていない状態では、上からパンチを押し当ててもワークにかかるパンチの力が逃げてしまい、ワークは曲がりません。
曲げ線よりも外側に切り欠きがある形状「A」は、片側のみ金型にのる部位があるため不具合が生じる
前述の不具合が生じた「A」の形状（図3_1）は、図2_1のように片側しかダイにのらない部位が含まれます。
「A」の形状を曲げ加工する場合、ワークはダイの上に図3_2のように置きます。狙いの曲げ位置に対しワークの両側（a部分）が、下記の2つある状態になっています。
（1）で示している部位：
両側ともダイにのっている…曲がる
（2）で示している部位：
片側のみダイにのっている…曲がらない
このままパンチを押し当てて曲げると、（1）の部位は、狙い通りの曲げ位置で曲がろうとします。しかし（2）の部位は、パンチからの力が逃げて曲がらず、切り欠きの頂点に向かい曲げ位置がずれていきます。
その結果、図3_3 の赤線のように曲げ線が斜めにずれ 、「めくれ」の変形が生じます。
中央に切り欠きがある形状「B」の場合
前述の「B」の形状（図4_1）も、不具合が生じるメカニズムは同じですが、曲げ線のずれ方が異なります。
曲げ加工の際、ワークは図4_2のようにダイに置かれます。「A」の形状との違いは、両側がダイにのっている部位（1）が2か所ある点です。
「B」の形状をパンチを押し当てて曲げると、（1）は狙い通りの曲げ位置で曲がろうとしますが、（2）はパンチの力が逃げ、切り欠きがある方向へ狙いの曲げ位置から平行にずれて曲がり、「めくれ」の変形が生じます。
考慮しておきたいポイントは「曲げ加工時に使用するダイの幅」
「曲げ近くに切り欠きがある形状」を設計する場合のポイントは、狙いの曲げ位置に対しワークの両側（a部分）が、どちらもダイ（緑色部分）にのる寸法にすること。その寸法は、曲げ加工時に使用するダイの幅を考慮する必要があります。ワークの材質や板厚によって使用する金型（ダイ・パンチ）の種類は異なるため、ダイの幅を考慮した寸法の参考値は下記をご参照ください。
>>材質・板厚によって変わる金型の幅を考慮した参考値はこちら
これまでご紹介した図5のような「曲げ線よりも外側に切り欠きがある形状」は、（2）の部位を（1）の部位と同じく両側ともダイにのるようにする必要があります。そのため bの寸法を赤の矢印方向へ向かって伸ばすことが、両側ともダイにのり、「曲げ線のずれ」「めくれ」を回避することにつながります。
「曲げ線よりも内側に切り欠きがある形状」の場合
図6のように「曲げ線よりも内側に切り欠きがある形状」の場合も同様に、（2）の部位があるため「曲げ線のずれ」「めくれ」が生じますが、この形状の場合は逆に片側がダイにのっていることが問題です。
不具合を回避するには、片側がダイにのらないようにする必要があります。そのため図6の cの寸法を赤の矢印方向へ伸ばすことが、（2）の部位の両端がダイにのらなくなり、不具合を回避することにつながります。
具体的な事例を元に変更箇所やその方法をご紹介！
事例（1） 曲げ線よりも外側に切り欠きがある形状
冒頭でご紹介した、不具合が生じた片側に切り欠きがある形状「A」は、金型の幅に合わせて寸法を調整したことで不具合が解消できます。
不具合が生じる設計
材質：SUS304（2B） 板厚2mm
【修正前】
曲げと切り欠きの距離（b）が
確保されていない
不具合が生じない設計
材質：SUS304（2B） 板厚2mm
【修正後】
曲げと切り欠きの距離（b）を
7.1mm以上確保※
※修正した数値は、材質：SUS304（2B） 板厚2mm での寸法です。材質、板厚により、修正数値は異なります
事例（2） 中央部分に切り欠きがある形状
中央に切り欠きがある形状「B」も、「A」同様に金型の幅に合わせて寸法を調整し不具合を解消できます。
不具合が生じる設計
材質：SUS304（2B） 板厚2.5mm
【修正前】
曲げと切り欠きの距離（b）が
確保されていない
不具合が生じない設計
材質：SUS304（2B） 板厚2.5mm
【修正後】
曲げと切り欠きの距離（b）を
11.3mm以上確保※
※修正した数値は、材質：SUS304（2B） 板厚2.5mm での寸法です。材質、板厚により、修正数値は異なります
汎用的に使用できる金型の幅の寸法範囲一覧をご紹介
事前に不具合を回避するための参考値としてぜひ、ご活用ください！
汎用的に使える「切り欠きと曲げ加工」の寸法範囲
「曲げ近くに切り欠きがある形状」を設計する場合は、曲げ加工時に使用するダイの幅を考慮することがポイントです。曲げに使用する金型は、ワークの「材質」や「板厚」によって利用する種類やサイズが変わるため、考慮する寸法範囲も異なります。以下の参考値一覧を参照し、設計時にお役立てください。
【切り欠きと曲げの寸法範囲の参考値】
（A）曲げ線よりも外側に切り欠きがある形状
（B）曲げ線よりも内側に切り欠きがある形状
| 材質 | 板厚 | （A）参考値 b | （B）参考値 c |
|---|---|---|---|
| SPCC SPHC SS400 |
0.8 | 4.2 | 0.8 |
| 1.0 | 4.3 | 1.0 | |
| 1.2 | 5.5 | 1.2 | |
| 1.6 | 6.8 | 1.6 | |
| 2.0 | 8.2 | 2.0 | |
| 2.3 | 9.3 | 4.6 | |
| 3.2 | 13.3 | 6.4 | |
| 4.5 | 17.4 | 9.0 | |
| 6.0 | 23.5 | 12.0 | |
| 9.0 | 33.5 | 18.0 | |
| SECC | 0.8 | 4.2 | 0.8 |
| 1.0 | 4.3 | 1.0 | |
| 1.2 | 4.5 | 1.2 | |
| 1.6 | 5.8 | 1.6 | |
| 2.0 | 7.0 | 2.0 | |
| 2.3 | 8.3 | 4.6 | |
| 3.2 | 11.1 | 6.4 | |
| SUS304（2B） SUS304（片面#400研磨） SUS430（2B） |
0.8 | 4.2 | 0.8 |
| 1.0 | 4.3 | 1.0 | |
| 1.2 | 4.5 | 1.2 | |
| 1.5 | 6.0 | 1.5 | |
| 2.0 | 7.1 | 4.0 | |
| 2.5 | 11.3 | 5.0 | |
| 3.0 | 11.5 | 6.0 | |
| 4.0 | 17.2 | 8.0 | |
| 5.0 | 23.5 | 10.0 | |
| 6.0 | 25.0 | 12.0 | |
| A5052 | 0.8 | 4.2 | 0.8 |
| 1.0 | 4.2 | 1.0 | |
| 1.2 | 4.3 | 1.2 | |
| 1.5 | 6.0 | 1.5 | |
| 1.6 | 6.0 | 1.5 | |
| 2.0 | 7.1 | 2.0 | |
| 2.5 | 10.0 | 4.0 | |
| 3.0 | 11.5 | 6.0 | |
| 4.0 | 17.2 | 8.0 | |
| 5.0 | 17.9 | 10.0 | |
| 6.0 | 23.0 | 10.0 | |
| パンチングメタル -丸孔60°千鳥タイプ- |
0.8 | 4.2 | 0.8 |
| 1.0 | 4.3 | 1.0 | |
| 1.2 | 6.0 | 1.2 |
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