自動車金属スタンピング・ノッチ加工：プロセスと設計ルール

要点まとめ

切断 自動車用金属プレス加工におけるノッチングは、板金ストリップやブランクの外周から材料を精密にせん断して除去する工程です。内部のパンチングとは異なり、ノッチングは部品の外部形状を作り出すものであり、「ピッチノッチ」がストリップの送りとプレス内での位置決めを制御する点で極めて重要です。 プログレッシブダイ この工程により、素材を変形させることなく曲げや絞り加工が可能になり、車体シャシーやブラケット、構造補強部品など複雑な形状の成形が実現します。

エンジニアや調達担当者にとって、切断クリアランス、幅厚比、コーナー半径などのノッチング条件を正確に管理することは、特に現代の高張力鋼材や軽量合金を扱う際に、金型摩耗、バリ発生、構造的な亀裂といった欠陥を防ぐ上で不可欠です。 超高張力鋼板（AHSS） .

自動車プレス加工におけるノッチング工程

自動車製造の大量生産環境では、ノッチ加工は単独の工程として行われることはめったにありません。通常は、鋼材の連続コイルをプレス機に通し、各ストロークで複数の工程を実行する プログレッシブダイ工程 に統合されています。ノッチ加工のメカニズムを理解することは、部品品質を最適化するための第一歩です。

せん断の力学

基本的には、ノッチ加工はせん断プロセスです。パンチ（雄型工具）が板金をダイス（雌型工具）内に押し込みます。パンチが材料に接触すると、金属にせん断応力が働き、破断が発生するまで続きます。この切断面の品質は 切断クリアランス —パンチとダイスの間隙— 材料の厚さの10% によって決まります。標準的な間隙は一般的に

• せん断ゾーン： パンチが最初に貫通する際にできる、切断エッジの光沢があり滑らかな部分。
• 破断ゾーン： 金属が最終的に破断する部分の粗く角度のついた領域。
• バリ： 底辺に残る鋭いリッジ。過剰なバリは通常、クリアランスの不適切さまたは工具の鈍りを示している。

「ピッチノッチ」の重要な役割

プログレッシブ金型において、 ピッチノッチ （フランチノッチまたはサイドノッチとも呼ばれる）は、キャリアストリップの端部に特定の形状を切断することで、機械的パイロットが各工程でストリップを正確に位置決めできるようにするという極めて重要な物流機能を持つ。正確なピッチノッチがなければ、ダイ内をストリップが移動する際に位置ずれが生じ、重大な工具損傷や公差外れの部品が発生する可能性がある。このため、ノッチ加工工程はストリップレイアウト設計において最も重要な要素の一つである。

自動車用ノッチの設計における重要ガイドライン

堅牢なノッチを設計するには、厳格な工学的制約に従う必要がある。これらの規則を無視すると、工具の早期破損や不良品の発生につながる可能性が高い。以下に、標準的な自動車用薄板金属（鋼およびアルミニウム）に対する一般的なガイドラインを示す。

ノッチ形状の黄金律

エンジニアは、きつい形状を求めるニーズと材料および工具の物理的限界との間でバランスを取る必要があります。以下のパラメータは、製造可能性を確保するための業界標準です。

高張力鋼（AHSS）に関する詳細な考慮事項

自動車ボディは軽量化と安全性の維持を両立するため、ますます高強度鋼（AHSS）に依存しています。複相鋼（DP）やマルテンサイト系鋼などの材料は、軟鋼とは異なる挙動を示します。高張力鋼（AHSS）をノッチ加工する場合、 工具への衝撃荷重 最小ノッチ幅を拡大すべきです 材料厚さの1.5倍 十分な角部半径を使用して、衝突時や疲労サイクル中に部品が割れるのを防ぎます。

自動車分野特有の課題とその解決策

自動車業界では、高速でのゼロ欠陥製造が求められます。この環境では、標準的な加工業者が対応できない独自の課題が生じます。

スラグ取り出しとスクラップ管理

ノッチが切断される際、除去された金属片（スラグ）を金型から排出する必要があります。高速プレス加工では、パンチの引き抜き時に発生する真空がスラグを再び金型表面へ引き戻すことがあります。この現象は スラグ引き 「スラグ引き戻し」として知られています。スラグがストリップ上に残った場合、次のプレス行程で部品内に押し込まれ、「ニキビ」状の欠陥が生じるか、または金型が破損する可能性があります。

解決策:

• エジェクターピン： スラグを物理的に下方へ押し出すために、パンチ内部にスプリング式ピンを設ける方法。
• 真空金型： ダイブロックの下部に吸引システムを設置し、スラグを遠ざける方法。
• シャー角： 真空シールを低減するために、パンチ面にわずかな角度を研削すること。

大量生産における工具摩耗

自動車部品のスタンピング工程では、毎月数十万回もの打撃が必要になることがあります。研磨性の強い自動車用素材をノッチ加工する場合、標準的な工具鋼（例：D2）は迅速に劣化してしまうことがよくあります。そのため、主要メーカーは現在 粉末冶金（PM）鋼 または 超硬合金パンチ にTiCN（チタンカーボニトリド）コーティングを施すことで、寿命の延長と刃先品質の維持を実現しています。

プロトタイピングと量産の橋渡し

自動車開発において最も困難な段階の一つが、少量生産のプロトタイプから量産への移行です。プロトタイピングではレーザー切断（バリや応力が発生しない）がよく使用されますが、量産ではハードツール（せん断応力を発生）が用いられます。この差異により、検証段階で予期しない故障が生じる可能性があります。

このリスクを軽減するためには、早期から量産条件を模擬できる製造業者と提携することが極めて重要です。 シャオイ金属技術 急速なプロトタイプから大量生産まで 幅広いスタンプソリューションを提供しています IATF 16949 認証の精度と 600 トンまでのプレス能力により 制御アームやサブフレームなどの重要な部品を処理し 製造の量産への移行に 耐えるようにしています

機械と道具: 進歩型と 移動型

切断の仕方が根本的に変わります 切断の仕方が根本的に変わります 正確な選択は部品の複雑さと年収に左右されます

プログレッシブダイ

進行型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型 切断が部品の形を 段階的に定義します これは,小型から中型自動車部品 (ブレーキット,クリップ,コネクタ) の最も効率的な方法であり,各ストロークで完成した部品を生成する. 労働力 ストリップレイアウト キャリア網が必要であるため,材料の利用は低くなることがあります.

トランスファーダイ

カーソリーパネルや柱や横肢のような大きな部品では,転送型模具が好ましい. 機械指で次の駅に機械的に転送されます 機械指は機械指で次の駅に機械指で移動します 移動式マースのノッチングは,しばしば使用されます 開発された空白 ぎれのない深さで引き上げられた部品を作るのに必要な複雑な平らな形を作ります 移動式マースは,よりよい材料利用を可能にしますが,進歩式マースよりも遅い速度で動作します.

精度 と 性能 を 追求 する エンジニアリング

切断 は 単なる 金属 の 切断 だけ で なく,切断 ライン の 効率 や 車両 の 部品 の 構造 整合 性 を 決定 する 戦略 的 な 作業 です. 進歩型型型機でピッチノッチを最適化するか AHSS ブラケットの角半径を計算するか,成功は細部にあります. 試された設計比率を遵守し 高いトンネージュの要求に対応できる適切なツールパートナーを選択することで 自動車エンジニアは 設計が製造可能であるだけでなく 未来に向けて 十分な強さを持つことを保証できます

よく 聞かれる 質問

1. 労働力 切り削りと切り刻みとの違いは何ですか?

両方とも切断作業ですが 違いは目的と幾何学にあります 切断 折りたたみや組み立てを容易にするため,通常,作業物の外側の縁から特定の形を取り除く. 切り替え 描かれた部品または形状された部品の周縁から余分な材料 (フラッシュ) を切断して最終的な寸法に達させるための仕上げ作業である.

2. 信頼性 金属加工における"切断"過程とは

切断は,金属シートまたはストライプの縁から材料の一部を除去するために使用される切断プロセスです. 切削ツールが金属を切断縁に押し付け,それを切断して後続の形作りのステップのためにプロファイル,リレフ,またはクリアランスを作成するパンチプレスを使用して実行されます.

3. 信頼する 幅と厚さの比は なぜ 切断時に重要か?

幅と厚さの比は 道具の寿命に不可欠です 材料の厚さより狭いノッチ幅 (比率が1:1) は,パンチに過剰な圧縮ストレスを課し,それを曲げたり割ったりします. 制限された使用量は,使用可能なツールに限らず,