皆さん、本題に移りましょう。コイル プレス金型を使用する場合は、コイルの厚さに関して 1 つのサイズがすべてに適合するわけではないことをご存知でしょう。小型ステーター用の薄い 0.1 mm 銅をプレスする場合でも、頑丈なコンポーネント用の厚い 2 mm 合金をプレスする場合でも、工具設定の不一致はコイルの無駄や不良部品、納期の遅れにつながります。コイル プレス金型のサプライヤーとして、私たちは毎日このまさに頭痛の種に対処しています。そこで今日は、プロのようにさまざまなコイルの厚さを処理するために、10 年以上にわたってテストし洗練させてきた、科学に裏付けられた実践的な動きを詳しく解説します。
まず、ほとんどの人がスキップしている基本的なことから始めましょう。プレス金型にとってコイルの厚さがなぜ重要なのかです。コイルの厚さはパッケージに刻印されている単なる数値ではありません。わずかな変動 (0.05 mm であっても) によって、ツールの位置合わせ、プレス力、および材料の流れが変わります。たとえば、低電圧モーターのステーター用の薄いコイルは、厚い発電コイルに使用するのと同じクリアランスを使用すると潰れてしまいます。だからこそ、コイルプレス金型調整可能なコアコンポーネントで構築されているため、交渉の余地はありません。一般的な金型は一度は機能するかもしれませんが、厚さを切り替えると大惨事になります。
ステップ 1 に進みましょう。前処理コイルの検証です。仕様書をざっと見るだけではなく、実際の検証のことです。私たちがお客様に教えていることは次のとおりです。コイルの出荷が到着したら、ランダムに 10 個のサンプルを採取し (端は飛ばしてください。出荷中に伸びることがよくあります)、デジタル マイクロメーター (精度は 0.001 mm) を使用して、それぞれ 5 か所の厚さを測定します。なぜ？なぜなら、1.0mm とラベル付けされたバッチが実際には 0.97mm から 1.03mm の範囲にあるのを見たことがあり、工具を平均に設定すると不合格になるからです。たとえば、昨年、ある小さな自動車部品店は、ステーターのスロット金型がコイルに破れを生じていると私たちに告げました。結局、コイルのサプライヤーは厚さが一定ではなく、彼らはそれを測定していなかったことが判明しました。検証を開始すると、拒否率が 22% 低下しました。特にステーターを扱う場合、これは特に重要なので、ステータースロットモールドは、ボックス番号だけでなく、これらの測定された厚さに一致する精度調整を備えています。
次は、「ネジを回す」だけではない工具の調整です。ここで多くの人が混乱します。コイルの厚さを変更する場合、プレス力を調整するだけで終わりというわけにはいきません。私たちがサポートしている金属スタンピングクライアントの実例を使用してみましょう。彼らは、コイル成形プロセスで 0.8 mm から 1.5 mm のアルミニウムコイルを使用していました。まず、ギャップ調整について説明しました。パンチとダイの間のダイのクリアランスは、柔らかい金属 (銅、アルミニウム) の場合はコイルの厚さの 5 ～ 8%、より硬い合金 (鋼) の場合は 8 ～ 12% である必要があります。 0.8 mm コイルの場合、クリアランスは 0.056 mm (7% - 良好) でしたが、1.5 mm にジャンプしてもその数値が維持され、コイルの固着や断裂につながりました。クリアランスを 0.105mm (1.5mm の 7%) に調整すると、問題の半分は解決しました。また、ステーター バーを使用している場合は、ステーターバー成形金型単一の固定プレートではなく、曲げダイにセグメント化されたアジャスターが必要です。これにより、コイルの長さ全体にわたる厚さの変化に合わせて各セグメントを微調整できます。ここでのプロのヒント: ツールの調整ネジに基準スケールを付けておくと、毎回最初から再調整する必要がなくなり、セットアップごとに 15 分を節約できます。
次にプレス力の調整ですが、これは単に PSI を高めるだけではありません。薄いコイルに力がかかりすぎると、材料がダイのギャップから押し出される「押し出し」が発生します。厚いコイルに加える力が小さすぎると、ステーターのスロットがワイヤーを適切に保持しないなど、不完全な形状になります。軟質非鉄コイルには簡単な公式を使用します: 力 (トン) = (フォームの面積 (mm²)) x (コイルの引張強度 (MPa) x (厚さ (mm)) / 10,000。鋼の場合は、その数値に 1.2 を掛けます。ただし、ここに問題があります。小規模な実行をテストする必要があります。先月、顧客は 1.2 mm の銅コイルにこの計算式を試し、計算された力を正確に使用しましたが、ラム速度が不安定な古いプレス機を使用したため、部品にはまだわずかなシワが残っていました。私たちは、ラムの速度を 50 SPM (ストローク/分) から 30 SPM に遅くすると、しわが修正されることを提案しました。厚いコイルでは、材料を均一に流すためにラム速度を遅くする必要があります。薄いコイルはより高い SPM を処理して生産を継続できます。を使用している場合は、コイルプレス金型プログラム可能な制御を使用すると、厚さごとに力と速度の設定を保存できるため、次回からは推測する必要がなくなります。
待てよ、厚さに伴うコイル材質のバリエーションはどうなるのでしょうか？サプライヤー A の 1.0 mm 銅コイルはサプライヤー B の 1.0 mm 銅コイルよりも柔らかいため、厚さが同じであっても設定を変更する必要があります。だからこそ私たちのコイル成形金型にはクイックチェンジインサートセットがあり、材料を切り替えるときに工具全体を再調整するのではなく、パンチとダイのインサートを交換するため、切り替えにかかる時間を節約できます。銅コイルとアルミニウムコイルを一日中切り替えているクライアントがいましたが、金型を入手する前に毎回再校正に 2 時間を費やしていました。現在では、インサートの交換とギャップのわずかな調整に 10 分を費やしているため、1 日の生産量は 18% 増加しました。
もう 1 つの見落とされがちな詳細は、ストリップの潤滑です。コイルが厚いと、成形中の摩擦を減らすためにより多くの潤滑剤が必要になります。そうでないと、材料がダイに押し込まれるときに裂けてしまいます。薄いコイルでは必要な潤滑油が少なくなります。潤滑油が多すぎるとプレス内で滑りが発生し、部品の位置ずれが生じるためです。私たちはお客様に、1mm 未満のコイルには軽量の合成油を使用し、1.5mm を超えるコイルには強力なエポキシ化潤滑剤を使用するように指示しています。前四半期、モーター メーカーから当社に電話があり、ステーター バーの成形により厚い 2 mm の銅バーに傷がついたとのことでした。どうやら、薄い 0.5 mm コイルに使用したのと同じ軽い潤滑剤を使用していたことが判明しました。潤滑剤を交換したので、傷はなくなりました。
さて、コイルの厚さが 0.2mm から 2.0mm になるなど、極端な厚さの違いを処理する場合、これが一般的な金型では困難な点です。私たちは、クライアントがこの範囲に万能の金型を使用しようとして、最終的に 40% の不良率に終わるのを見てきました。ここでの解決策はモジュール式ツールです。たとえば、私たちのステータースロットモールドはモジュラーダイインサートと調整可能なスプリング張力を使用しているため、低張力スプリングと小さなインサートを使用して薄い 0.2 mm コイルに設定し、その後張力を上げて 2.0 mm コイル用の厚いインサートに交換することができます。この方法では、厚さごとに 2 つの別々の金型を使用する必要がなく、適応するのは 1 つの金型だけです。以前、厚さ 0.5mm、1.0mm、2.0mm の 3 種類のステーター スロット金型を使用しており、床面積を占有し、追加費用がかかっていたクライアントがいました。当社のモジュラー金型に切り替えた後、それらは 1 つに統合され、工具コストが 12,000 ドル節約され、セットアップ時間が 70% 削減されました。
また、セットアップ後のテストを省略しないでください。フルバッチを実行する前に、10 個の部品でテストを実行し、各部品の重要な寸法 (ステータのスロット幅、バーの曲げ半径など) を測定します。部品が外れている場合は、力を微調整するだけでなく、まずダイのギャップを確認してください。これが最も一般的な原因であるためです。以前、厚さを変更し、力を調整したにもかかわらず不良部品が得られたクライアントがいましたが、最後のセットアップ後にダイの位置がわずかにずれていることに気づきました。簡単なアライメントチェックにより、さらに 1 時間かけて調整する必要がなく、2 分で修正されました。
私たちが常に目にするよくある間違いについて話しましょう。 1) コイルエッジの品質を無視する - エッジが悪いと、特に薄いコイルの場合にミスフィードが発生します。エッジが不均一に見える場合は、各ジョブの開始時に小さなトリム パスを実行することをお勧めします。 2) 磨耗した金型の交換を忘れると、金型に小さな傷が入っただけでも、厚さ全体で形状が不均一になります。私たちはクライアントに、50,000 サイクルごとに金型検査を行うように指示しています。 3) 設定を文書化しない - 特定のコイルの厚さと材料に対して完璧なギャップ、力、速度を見つけたら、それを書き留めます (または金型のコントローラーに保存します)。そうすれば、次回ホイールを再発明する必要がなくなります。
さまざまなコイルの厚さに対応していて、現在のセットアップに時間と費用がかかっているのは、あなただけではありません。良いニュースは、最新のモジュラー コイル プレス金型と精密調整ツールにより、この方法が 10 年前よりも簡単になったことです。当社は、小規模な作業工場から大手の自動車メーカーや航空宇宙メーカー、あらゆる厚さの範囲に対応する特注の工具に至るまで、あらゆる企業と協力してきました。必要かどうかコイルプレス金型、コイル成形金型、ステータースロットモールド、 またはステーターバー成形金型特定の厚さのニーズに合わせて構築されているため、不良品を削減し、切り替えを迅速化し、収益を向上させるお手伝いをします。お客様の正確な要件については、当社のチームにお問い合わせください。お客様の業務に最適なものを喜んでご案内させていただきます。
参考文献:
- スタンピング金型技術: 可変ワークピース厚さの調整 (製造技術協会、2021)
- 電動モーター部品のコイル材料形成のベストプラクティス (IEEE Transactions on Industry Applications、2022)
- 柔軟なプレス操作のためのモジュール式ツーリング (Journal of Manufacturing Processes、2020)
- 薄肉成形のための潤滑戦略 (Metal Stamping Magazine、2023)
