絞り加工技術の基礎知識／自社の強み／加工事例

絞り加工とは、金属の板に圧力を加えて引き伸ばすことで容器状の金属製品を作ることができるプレス加工技術です。

素材に対して一定方向から圧力を加えて成形することで、溶接や切削加工をせずに継ぎ目のない円筒や角筒、円錐形状などの金属製品を製作できるという特徴から、納期や価格などにおいて多くのメリットがあるため、絞り加工品は多岐に渡る産業で使用されています。

絞り加工に使用される金型は、「パンチ」「ダイ」「ブランクホルダ」の３大要素で構成されています。まず、ダイと呼ばれる箇所に鉄やステンレス、銅などの金属板をセットし、ブランクホルダで押さえつけます。その後パンチで圧力を加え、材料を絞り込みます。パンチで圧力を加えた際に材料に歪みが生じて、フランジ及びダイの入口部にシワが生じますが、ブランクホルダで材料を押さえつけることにより変形を抑えます。

しかし、しわを押さえる力が強すぎると円周方向に縮むことができず、また容器状の部分に材料が流れ込むこともできずに千切れてしまい、製品に割れが発生します。絞り加工が抜き加工や曲げ加工より難しく、豊富なノウハウが必要とされるのは、しわを発生させずに割れも発生させない最適条件を製品形状や材質・材厚に合わせて設定することが容易ではないからです。

絞り形状は「浅絞り」と「深絞り」の２つに大きく分けられ、「浅絞り」は絞り深さが直径よりも小さい形状のことを指し、反対に「深絞り」は絞り深さが直径より大きい形状のことを言い表します。深絞りの製品は１回の絞り加工では成形できないため、絞り加工を複数回繰り返して成形しますが、平らな板から最初に絞る加工のことを「初回絞り」、２回目以降は「再絞り」と呼びます。
この時、初回絞りではしわ押さえの設定が重要となり、再絞りでは前工程の加工状態に対して直径と高さのバランスがとれた適切な絞り率を設定することが重要な要素となります。絞り率は後工程の製品の直径を前工程の製品の直径で割った値で、初回絞りでは50%程度が適当となり、ブランク直径に対して約半分の直径まで絞ることができますが、
工程が進む度に加工が難しくなるため、再絞りでは絞り率を大きくする必要があります。この絞り率が小さすぎると製品に割れ等のダメージが発生し、大きすぎると金型の工程が増えてしまいます。

絞り加工品の側面部の板厚を減少させて底部より薄くする、円筒度や真円度を向上させる、表面の仕上がりを良くすることなどの必要がある場合には、しごき加工を行います。
この加工法は、一度絞った製品を側壁の厚さよりクリアランスの小さい型の中へ強制的に通過させることで行われ、軽度のしごきであれば通常の絞り加工において型のクリアランスを小さくすることにより、絞りと同時に行うことができます。

絞り加工はプレス加工の中でも特に難しいとされている加工方法であることから、金型製作及び量産において高度な専門知識と絞りに適した高精度な工作機械やプレス設備が必要となります。その難易度から依頼を受け付けていないプレス加工メーカーもありますので、絞り加工を依頼するのであれば豊富な実績のあるメーカーを探し出すことが重要です。

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