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丸棒の曲げ加工を解説!

曲げ加工 | 2022年03月17日

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曲げ加工といえば、板金を使用した施工が一般的です。一方で、丸棒やパイプといった曲線的な素材でも、曲げ加工によって任意の形に変えることができます。

丸棒の曲げ加工には様々な種類があり、素材や形状、サイズによって適切な方法が異なります。仮に加工方法を間違ってしまうと、コーナー部分にシワが寄ってしまったり、両端部が楕円形になってしまうといった弊害が表れるので注意が必要です。

今回は、丸棒の曲げ加工について、合計5種類の方法を紹介していきます。この記事で正しい加工方法を知ることで、製品をより美しく、完璧な状態で仕上げることにつながるはずですので、参考にしていただければと思います。


丸棒の曲げ加工方法について

曲げ加工とは、硬質な金属を目的の形状へと変える加工方法のことです。曲げ加工に対応した素材は、線材やパイプなどが代表的ですが、丸棒を使用すること多くあります。

丸棒は主にステンレス製で、耐久力の高さが特徴です。また、幅広い鋼種やサイズに対応できることから、産業機器、家電、精密部品など多彩な製品に採用されています。

一方で、もともと線状だったものを曲げたり、特定の形に変えるにはその材料の寸法や厚みなどの情報が必要です。


一概に丸棒といってもステンレスのほか、鉄やアルミ、真鍮、銅、チタンといった素材があります。また、形状にも丸棒はもちろん、角棒、丸パイプ、角パイプといったものまで曲げ加工に対応でき、発注を行う際には欠かせない情報です。

加えて、曲げ加工を依頼する場合は、「R(アール)」という言葉も覚えておいて損はありません。

Rとは、もともと真っ直ぐだった素材を曲げることにより発生する、「曲げ半径」のことです。半径はミリ単位で表されるため、曲げ半径10mmのものは「10R」、50mmのものは「50R」といった表現になります。


さて、丸棒の曲げ加工に関して基礎的な部分がわかりました。それでは、次に曲げ加工(ベンディング)に関して次の5種類の方法をお伝えしていきましょう。以下をご覧ください。


  • ドロー・ベンディング
  • コンプレッション・ベンディング
  • プレス・ベンディング
  • ロール・ベンディング
  • ストレッチ・ベンディング


曲げ加工には複数の加工方法が存在しており、それぞれ最大曲げ角度や最小R範囲、適用できる素材などが異なります。一般的には、低コストで曲げ加工ができるドロー・ベンディングを利用することが多いですが、使用する材料によって費用がかさんでしまうこともあるため、加工方法をよくご検討ください。

ドロー・ベンディング(回転引き曲げ加工)

ドロー・ベンディングは、回転するベンディングフォームに金属を固定し、クランプダイといった固定器具で丸棒を曲げていきます。一般的なパイプや丸鋼、アルミ、アングルなど様々な素材に対応しているため、もっとも汎用的な加工方法です。

断面がキレイな円形状に仕上がりやすく、なおかつ小半径の曲げ、最大180°の角度まで加工が可能と、数あるベンディングのなかでも精密さが光ります。


コンプレッション・ベンディング(圧縮曲げ加工)

コンプレッション・ベンディングは、先ほどのドロー・ベンディングと似ています。固定したベンディングフォームと、プレッシャダイを押さえ合わせて金属を曲げることが可能です。


パイプやチャンネル、角鋼といった幅広い材料を加工できる一方で、素材が圧縮されやすい点に注意しましょう。管の外側から大きな力が加わるため、棒材の全長が短くなって仕上がることがあります。また、プレス・ベンディングほどではありませんが、中央に小さなシワが発生することも考慮に入れておいてください。


プレス・ベンディング(プレス曲げ加工)

プレス・ベンディングは、丸棒の両側を支持した状態で、曲げたい箇所に型を押し付けて成形する方法です。一般的なパイプや丸鋼に適しています。加工には、曲げRが大きく、薄肉の材料に限定される一方で、安価なコストで行えることもあり大量生産に向きます。


型を押し付けるだけなので作業そのものは難しいものではありません。しかし、曲げ型の中央付近に大きな力が加わるため、その箇所にシワが発生しやすい点に注意してください。また、断面が楕円型に仕上がることもあるため、使用する素材を選ぶ点がデメリットです。


ロール・ベンディング(3本ロール曲げ加工)

ロール・ベンディングは、3つのロールに丸棒を配置し、徐々にロールに圧力を加えていくことで曲げ加工を行う方法です。ほかの曲げ加工より深く曲げることに適しており、最大360°までに対応しています。


また、パイプやアングル、フラットバー、鋼板など加工できる素材の幅広さも魅力です。ロール・ベンディングを用いることで、被加工物をコイル状、もしくはアーチ状に曲げることができます。深い角度で円形曲げを行う際にご利用ください。


ストレッチ・ベンディング(引張り曲げ加工)

ストレッチ・ベンディングは、固定式の方に丸棒を添え、逆方向に強く引っ張ることで曲げる加工方法です。範囲の広いR曲げに対応でき、さらに不規則曲げもできることから特殊加工に向いています。


丸棒の曲げ加工製品事例

丸棒に曲げ加工を施した場合、どのような製品に仕上がるのでしょうか。ここでは、複数の曲げ加工製品の事例を紹介していきます。単純な曲げ加工のほか、複雑な曲線を描いたものまで施工可能です。

引用元:株式会社ハセテック

上画像は給湯器で部品として用いる曲げ加工製品です。給湯器は複雑な曲線を使った部材が多く、またステンレス以外の素材を使用することもあります。

引用元:日本伸管株式会社

上画像はアルミフレームの曲げ加工製品です。コーナー部分はエルボを使用し、緩やかで美しいRで仕上がっています。

引用元:曲げ加工.com

エクステンションフレームのように、丸棒を円形に曲げてつなぎ合わせることもできます。パイプを円形にするなど、特注型にする場合は寸法や費用などの面でご相談が必要となります。

まとめ

今回は、丸棒の曲げ加工について、5つのベンディング方法や複数の製品事例をお伝えしてきました。一般的な曲げ加工はドロー・ベンディングとなりますが、加工する素材や形状、予算によって使い分けてみることをおすすめします。


もちろん、丸棒以外でも板金の曲げ加工も可能となりますので、ほかの材料を使ってみたい場合には、ぜひ別の方法も調べてみてください。

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この記事を書いた人
株式会社Catallaxy

株式会社Catallaxyは "未来の製造業をつくる" をミッションに掲げ、製造業における従来のサプライチェーン/バリューチェーンの刷新を目指しています。記事内容に関するお問い合わせはこちらへ。

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