金属部品、シート、プレートを水平にすることで、製造工場が無駄をなくすことができます

Apr 08, 2023

TOP: 特に穴あき材料では、平坦度の偏差や高い内部応力が日常的に発生します。 高品質の最終製品を実現するには、穴あき部品やシートを平らにすることが絶対に必要です。 下: レーザーカットしたパーツをパーツレベラーに通すと、応力が取り除かれ、パーツが平らになります。 下流工程を正確かつ効率的に実行できるようにするためには、平坦性を維持することが重要です。

正確に形成されなかったり、うまく曲がらなかったり、適切に溶接できなかったりする部品を何度製造したことがありますか?

皿穴を開けたり、エッジを面取りしたりしている場合があります。 部品に労力と時間を費やしたのに、今度はそれをスクラップ箱に放り込み、来週スクラップ置き場に運ばれ、ポンドでニッケルが貯まるのを待つことを強いられます。

パーツレベラーを使用すると、スクラップビンを回避することができます。

レーザーカット、プラズマカット、またはスタンプされた部品を水平にすることは、必ずしも必要なことだとは思わないかもしれません。 ただし、下流プロセスでは、部品が水平になっているということは、最終組み立てでの適合性が向上することを意味します。 そしてそれはほんの始まりにすぎません。

工場での初期の鋼生産中に、原材料に多くの変形や応力が発生します。 平坦変形には、エッジ ウェーブ、センター バックル、クロスボウが含まれます。 さらに、内部応力によりスプリングバックや反りが発生します。 コイルは、コイリングプロセスによって生成される自然な曲率を保持する傾向があります。

閉じ込められた内部応力を解放するには、材料の降伏点付近または降伏点を超えて材料を曲げる必要があります。

応力緩和。 溶接または組み立てが必要なものはすべて、隙間や曲がりがなく正確にフィットするように平らである必要があります。 ただし、切断や溶接を開始するとすぐに部品に熱が加わるため、部品が反りやすくなります。 反らない場合は、内部応力が高くなります。 材料内のこれらの内部応力は、スプリングバックや反りの形で明らかになり、一貫した切断や溶接の結果を達成することが非常に困難になります。

パーツとコイルのレベラーは、材料を降伏点付近または降伏点を超えて曲げ、その後平らな状態に戻すことで、これらの変形を取り除きます。 それが残留応力の最大 99% を除去する唯一の方法です。 強く曲げないとその緊張やストレスは解放されません。

降伏点は、変形の程度、部品の切り抜きの数、その他の材料仕様によって異なります。

大まかな経験則として、レベラーの最初のローラー セットは実際の材料の厚さよりも小さく、通常は 40% ～ 70% の間に設定されます。 ローラーの最後のセットは常に実際の材料の厚さに近く設定されます。

レベラーには最大 21 個のローラーを取り付けることができます。 材料 (赤で表示) が一連のローラーを通過すると、応力が除去され、目的の平坦度が達成されます。 メインレベリングローラーの下にあるローラーは、最大限の剛性と機械の寿命を実現するためのバックアップです。

たとえば、21 個のローラーを備えたレベラーには、上部に 10 個、下部に 11 個のローラーがあります。 材料がレベラーに入る最初のセットのローラーの間には隙間があります。 通常、実際の材料の厚さよりも薄く設定されるため、材料が挿入されると非常に大きく曲がります。 次に、材料が最後のレベリング ローラー セットを通過して排出されると、材料は平らになり応力が解放されます。 レベリングプロセスでは、材料の物理的なサイズや内部構造は変わりません。

レベラー、ストレートナー。 レベラーとレベラーに関しては誤解が残っています。 ストレートナーは 3 つまたは 4 つのロール ベンダーである場合があります。 多くの場合、部品を回転させて再度挿入して部品を平らにするのには、熟練したオペレーターが必要です。 しかし、これでは残留応力はまったく除去されません。 単純なストレートナーの問題は、部品をある程度平らにすることはできても、内部応力を押し広げるだけで、内部応力を取り除くことはできないことです。

部品は真っ直ぐで平らに見えても、製造中に加熱されるとすぐに反ってしまいます。 降伏点付近または降伏点を超えて平準化されていないため、部品には依然として高い内部応力が残っています。 彼らが溶接工のところに着くと、6 つの部品を一緒に溶接しようとします。彼らはすべての部品を所定の位置に固定します。 しかし、溶接中に何が起こると思いますか? 部品が曲がり始め、溶接が正確ではなくなります。

手戻りを排除します。 部品を水平にすると、平らで応力が緩和された部品を製造すると、すぐに次の製造プロセスに進むことができるため、製造業者はやり直し作業を省くことができます。 アセンブリ内で一緒に溶接するには、それらは完全に平らである必要があります。

マシンのパワーに関しては、通常は制限がありません。 ただし、シートやパーツのサイズ、厚さによって制限される場合があります。 曲げることができれば、ほとんどの場合、水平にすることができます。 これらの精密レベラーは非常に堅牢で強力です。 銅などの軟合金から戦車用の弾道装甲 AR-500 素材に至るまで、あらゆるものを扱うことができます。

素材の厚さ、幅。 ほとんどのコイルは、厚さ約 1/2 インチから幅 72 インチです。 コイルレベラーはその範囲を平準化することができます。

プレートの厚さのブランクの場合、スタンドアロンのレベラーは最大 2.5 インチの厚さのプレートを処理できます。

床面積。 他の機械と同様に、施設内に機械を設置するための物理的なスペースが必要であることは明らかです。

平面度仕様材料の平面度仕様が一貫して達成できるかどうかを判断するには、技術分析と物理的レベリング テストを実行する必要があります。

穴あきパーツ。 部品のレベリングが実際に必要となる用途の 1 つは、穴あき部品です。 どんなにうまく穴を開けても、パーツに穴が開いた瞬間に反ってしまいます。 穴あき部品は、HVAC グリルや複雑な切り欠きを備えた建築カバーなど、建築業界で最も一般的に使用されています。

板金のレベリングは、切断ヘッドを損傷することなく、一貫して正確な切断結果を達成するために非常に重要です。

ロボット溶接。 ロボットは、人間の溶接工のように溶接中の平坦度の偏差を補正することはできません。

溶接アセンブリ。 溶接される部品の多くが思ったほどスムーズに結合しないため、これらはボトルネックになることがよくあります。 溶接中に部品が曲がる可能性があり、再加工が必要になるため、リードタイムが長くなります。

レーザー切断前のシートメタルのレベリング。 シートが水平になって応力が解放されていないと、切断中に部品が反り上がり、レーザー ヘッドが破損する可能性があります。 これには数千ドルの費用がかかる可能性があり、その後 1 ～ 2 週間はダウンしてしまいます。 レーザー切断前にシートを平らにすると、シートが可能な限り平らになり、応力が取り除かれるため、レーザー ヘッドを損傷するリスクがなくなり、より正確な切断結果が得られます。

プラズマ切断前の厚板のレベリング。 プラズマまたは酸素燃料で切断する前のシートに適用されるのと同じ原理がプレートにも適用されます。

自動車、医療、航空宇宙産業のセグメント。 これらの業界セグメントでは、非常に厳しい平面度公差が必要です。

B級素材。 パンデミックとそれに続くサプライチェーンの混乱の間、多くの製造業者は規格外の材料、高価格、長い納期遅延に悩まされました。 場合によっては、製造業者が十分な速さで材料を入手できないこともあります。 安価な外国金属が市場に氾濫した。 精密レベラーを使用すると、メーカーはこれらの低級部品、シート、プレートを平らで応力を軽減した材料に変えることができます。

スタンピング。 コイルレベラーは、部品を打ち抜くためにプレスに供給される前にコイルストリップが平坦であることを確認するために、プレス設備で長い間インラインで使用されてきました。 一部のスタンパーには、施設内に独立型レベラーがあり、コイルラインから個々の部品を送ります。

レベラーは機械式または油圧式です。 違いの理由は、薄い金属には機械的な調整が必要ですが、厚い金属には油圧が必要であるためです。

入口を 0.6 mm、出口を 1 mm に設定して、厚さ 1 mm の板金をレベラーに入れることを想像してください。 シートメタルが薄い場合、レベリングローラーを押し離すほどの力が実際にはありません。 金属はその狭い開口部を通過したくないでしょう。 したがって、薄い金属シートの場合は、機械的な調整を使用します。ネジ ジャッキとホイールを回すだけです。 または、電動調整機能を装備することもできます。上部レベリング カセットの重量だけでレベリング設定が一定に保たれます。

ただし、厚さ0.2インチ以上の板材を扱う場合は、油圧レベラーが必要です。 各コーナーに 1 つずつ、計 4 つのシリンダーがあり、入力した設定を常に一定に保つギャップ制御があります。 たとえば、厚さ 1/2 インチの AR-500 防弾装甲鋼を挿入すると、材料は自然にレベリング ローラーを押し広げようとします。 部品をそのような厳しい曲げに通すのに耐えます。 そのため、厚い部分には油圧レベラーを使用します。 油圧ギャップ制御を備えた油圧レベラーは、一貫して良好なレベリング結果を達成するのに役立ちます。

応力が緩和されていない材料に熱が加わると、反り、反り、スプリングバックが発生する可能性があります。 このプラズマ切断された部品などの部品を部品レベラーで水平にすると、部品が平らになり応力が軽減され、すぐに下流での処理ができるようになります。

必要なローラーの数と残留応力の量の間には相関関係があります。 調査によると、機械に装備すべきローラーの最大数は 21 個です。 それを超えると、ストレスの軽減は無視できます。

一般に、薄い材料は厚い材料よりも多くの内部応力を含む傾向があります。 薄い金属シートを曲げようとすると、スプリングバックと呼ばれるスナップバックが発生することがあります。 メモリが多すぎるので、曲がったり平らになったりすることは望ましくありません。 したがって、薄いゲージの金属では、最大 21 個のローラーを使用できます。 最良の結果を得るには、交互に何度も曲げる必要があります。

ただし、ローラーが厚く大きくなるほど、必要なローラーの数は少なくなります。 業界の専門家が、いくつかの要素に基づいて必要なローラーの数とサイズを決定するお手伝いをします。

レベリングするにはどのような素材が必要ですか? 降伏強度は何ですか? サイズはどれくらいですか？ 厚さはどれくらいですか？ これらの質問に対する答えがわかったら、計算を行って、「これらの値に基づいて、このレベラーが最も適切であると考えられます。」と言うことができます。

4×4フィートのピースがあればよいでしょう。 波紋のあるアルミニウム。 あるいは、全く同じサイズの波紋とたくさんの切り抜きのある作品を作ることもできます。 どちらもレベリング中に異なる動作をします。 カットアウトのある方は材料の欠落が多く、材料の強度がそれほど高くないため、一方は他方とは異なる設定が必要になる場合があります。 そこまで深く潜る必要はないかもしれません。

材料が厚すぎたり、幅が広すぎたりするため、レベラーが材料を処理できない場合があります。 理想的には、材料の厚さが増すにつれて、レベリング ローラーの直径も大きくする必要があります。

レベリング ローラーが大きくなると、薄い材料を平らにする能力も一部失われます。

最終的に、マシンを 1 台しか購入できない場合は、部品の 90% を確認してください。 厚い材料で作られているのが 10% のみである場合でも、基本的な部品の 90% が薄い材料で作られている場合は、非常に大きな機械を購入する価値がない可能性があります。

前、後、または両方? 製造業者によっては、レーザー切断前に板金を水平にする人もいますし、切断した部品を後で水平にする人もいます。 実際には、平坦度の公差と材料の流れに依存します。

多くの場合、切断してバリ取りをしてから平らにします。 レベリングの前にバリ取りをすることが重要です。バリが多い部品をレベラーに入れると、レベラーがバリを材料に押し込んでしまい、研磨で取り出すことになるからです。 ただし、ウォータージェット切断などの一部の切断プロセスではバリが発生しないため、バリ取りステップは不要です。

公差がどの程度厳しいかによっては、切断中に材料にある程度の応力が加わっている可能性が高いため、切断前に未加工のシートまたはプレートを水平にして応力を除去し、その後切断部分を再度水平にすることが有益な場合があります。 。

医療分野など、非常に厳しい公差が必要な業界では、切断前にシートを水平にし、切断した部分を水平にすることが不可欠です。 これにより、最適な切断結果が保証され、レーザー切断中のクラッシュが防止され、完全な平坦性と応力が緩和された最終部品が保証されます。

すべてをレベルアップします。 レベラーを最大限に活用してください。 社内にレベラーがある場合は、すべての生のシートやプレート、およびカットされた部品を平らにすることを妨げるものは何もありません。 余分な時間がかからず、プロセス フロー内で機能する場合は、すべてを平準化します。 曲げ、成形、溶接がより正確で一貫性のあるものになるため、将来的には時間とお金を節約できます。

マテリアルフローを最適化します。 部品を平らにするためにプラントの端から端まで部品を運ぶことがないように、プロセスを配置することが最善です。 施設のレイアウトを検討してください。 厚板の部品がプラズマ切断テーブルまたは酸素燃料テーブルで切断されるとします。 たぶんその直後にバリ取り機があると思います。 その直後にレベラーを配置します。 それらの部品は重いです。 距離を移動するのは潜在的に危険です。 カートに入れて何度も積み降ろしする必要がなければ、時間とお金を節約できます。 マテリアルフローがすべてです。 ロボットは、取り扱い上の危険を軽減し、従業員を他の重要な作業に充てるための大きな助けとなります。

料金処理業者としての役割を果たすことを検討してください。 レベリングプロセスはかなり高速です。 ほとんどの場合、プロセスは下流プロセスの速度を上回ります。 ファブリケーターは余った時間を利用して、他のファブリケーターのために作業を実行できます。 お住まいの地域の他の製造業者や金属サプライヤーに有料加工サービスとして提供できます。

シート、プレート、または部品をレベラーに通すことによって特定の平坦度を保証できる能力に基づいて、ビジネスを獲得できる可能性があります。 レベラーを使用すると、見込み客に見積もりを提供することができます。 「レーザー切断機能はすでにあります。曲げ機能もあります。塗装やコーティングも可能です。これで、部品全体が平らであることも確認できます。」と言うことができます。 そしてそれは大きな競争上の利点となります。