材料の塑性変形

Question

かなりのど素人ですが、宜しくお願いします。

簡単なプレス加工(上からプレスして加締める程度)をしていますが、
突然とプレス後の素材の異常変形がでました。
発生率は0.6％ですが、クレームにつながることなので困っています。

一番は原因が分からないことが問題なのですが、本題の質問です。
φ20.0、片側肉厚2.5mm程の円筒状の素材で上からプレスするのですが
素材はプレス側端面から2.8mmの位置に、高さ3mm、幅9mmの楕円状の穴が空いています。その楕円状の穴の下は(内側から溝があり)肉厚が0.8mmと非常に薄くなっています。
通常は楕円状の穴の高さ3mmがプレス後2.8mm～2.9mmでつぶれるのですが
不良品は2.2～2.4mmとなります。材料の硬度はHRB85～90、プレスのエアシリンダー直径φ100mm、圧力0.3MPaがプレス条件です。
硬度がどこまで低くなると不良品レベルまで変形するのでしょうか？

ながながとすみません。分かりづらいかと思いますが宜しくお願いします。

Answer

品質改善の為の答えは既に、回答（1）、（2）の方から「当て止め」とでており、私もそう思います。当て止め治具の製作も容易と思います。
何故、それ以上の真の原因（？）を追求されるか分かりません。
回答（1）の方より（材質？）→（はまるよ！）はその通り。
材料に就いて少し書かせて頂くと・・・
・材質での事を知りたいのであれば、材質を記載される事。
・「仮定」でアルミ合金、Ｔ処理材として考えた場合ですが、
　イ、硬度HRB85～90は85～95も有り得る。（87.5±5は通常使わない）
　ロ、硬度だけで無く、他の機械的性質（引張り、伸び、耐力等）のバラツキも有る。
　ハ、材料記号が同じでも処条件の少しの違いで大きな差となる。（組成成分、熱処理等）
材料を社内で追求するには、時間やコスト的に問題が有ります。
（超大手で有れば別ですが）

あと気になるのが、シリンダーが１０年間問題無い
　→　シリンダーメーカーは保証ストローク数等があるのでは・・・？

Answer

＞その楕円状の穴の下は(内側から溝があり)肉厚が0.8mmと非常に薄くなっています。
上記のように表現なさっている形状をうまく把握できていませんが、
高さ2.8mm程度より押しつぶすと、ある種の座屈状態になって一気に変形が
進むように想像します。

材料硬度も要因の一つと思いますが、肉薄部の材厚や非対称性、プレス機の
剛性なども要因になりそうにおもいます。

真の原因追求を否定するつもりは全くありませんが、
＃１さんご指摘の「強制的に止める」は、難しい制御ではなく、2.8mm厚の
邪魔物をワークの脇に置いて、プレスがそれ以上降りないようにすることと
を仰っていると思います。メカプレスではなくエアプレスをお使いなので、
このようなことが可能なのだと思います。

Answer

2.8mmで　強制的に止めてしまえばいいと思うよ

>>何mm変形させるというコントロールができないのが現状です。
シリンダーなので当て止め

原因

元圧の圧力変動
材質のばらつき
↑
こっちの解析に入ると　はまるよ

>>過去10年は一度もでていない現象なので

文面見ると数値管理されてないように感じました
客先から不具合が発見されて
対処と感じられます

このばあい

実は
実際には
10年前から　不良品が発生しているのですが
検出されず
垂れ流しのことが　非常に多いです

実際に、検査してみると　すごいデータが出てしまい
見なかったことにしよう
と思えるぐらいです

とりあえず　抜き取り検査をして
管理図を　作ることが　（データ管理）
先決です

本来は全検したいのですが

そんなに難しくはない　
設備側にその機能を待たせれば　
　　　手間も時間もかからない　
　　　けどお金がかかっるのでやらないだけ

取るデータとしては

圧力（エアー圧）
素材ロット
変形量　を
最低　直２　直始まり　に　１つ　終わりに一つ　取り　検査
↑
これISO9001　の話

これで　データ管理してみて
エアー圧　ロット　変形量の因果関係を　見つけてください

↑
はまるよ

材料の塑性変形によるプレス加工の異常変形についての質問