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ボルトの強度について
2023/10/18 11:46
- ミスミのプレス金型用標準部品カタログにはボルトの強度についての記載があります。
- 鋼の場合の繰り返し荷重の片ぶりと両ぶりでの安全率には大きな違いがあります。
- パンチプレートにボルトを直接固定する場合、安全率8で考えるとスペースが足りなくなる可能性があります。
ボルトの強度について
2011/11/29 05:00
ミスミのプレス金型用標準部品カタログの
P1255にはボルトの強度についての記載があります。
表の許容荷重(これは降伏応力のようです。)
を上のタップをしている材料の安全率で割った範囲で使うという亊ですが、
例えば鋼の場合の繰り返し荷重の 片ぶり 両ぶりでは安全りつが5と 8と
大分違ってきます。 ストリッパボルトなどはボルトに対してどちらからも
力がかかるので、両ぶりでしょうが、 パンチをパンチプレートに固定するためのボルトは 両ぶり 片ぶり どちらの安全率で考えるべきでしょうか?
とくに パンチプレートをカットしてそこにパンチをいれこまないで、
直にボルトとノックピンで 固定する場合ですが。 安全りつ8 で考えると
カストリ力10パーセントで考えた時に ボルトの本数が多くてスペースが
足りなくなってしまいます。 考えなどアドバイスお願い致します。
回答 (2件中 1~2件目)
ページ数が違うが、これのことでしょうか?
http://fa.misumi.jp/pdf/fa/p2849.pdf
>表の許容荷重(これは降伏応力のようです。)を上のタップをしている材料の安全率で割った範囲で使うという・・・
右上の ■引張強さを基準としたUnwinの安全率a■ これはボルトの安全率計算に使い <タップをしている材料> ではありません(ストリッパも鋼なので値は同じ)
2)ストリッパボルトのように引張の衝撃荷重を受ける・・・
なので、鋼 → 衝撃荷重 → 安全率 = 12
引張とあるように
抜き ↓ 下死点 ↑ ストリップ完了 ↑ ストリッパボルト下限・ガツーン
ボルトはこの衝撃力を受け続けてやがて吹っ飛ぶ・・・のストーリ
>ボルトの本数が多くてスペースが足りなくなってしまいます
思惑より安全率を高くしなければならないです。
スペースでいうならばボルトよりスプリングの格納が問題になるはず。
満たせるサイズまで全体を大きくすることしか策ありません。
設計で苦慮したことを伺わせる型はよく見かけます。
それと設定条件はボルトの疲労強度200万回。型によっては到達してしまう回数。設計にゆとり無ければ以下で折れることも想定しなければならない。
この辺は絶対に事故起こせない乗り物などと設計思想が違い、異常事態が検出できて停められるか否か、その時の被害予想なども勘案します。予防保全としては、適当な時期に全数交換を実施。安いモノです。
余談ながら衝撃荷重を受けるストリッパボルトについては、強度区分10.9(材質SCM435:HRc33~38)を使うとなってます。
表は他から持ってきたもので判りにくくなっている。ボルトもストリッパも鋼で一括り、鋳物やアルミは別と言ってるだけです。
>今回の場合はストリッパボルトではなく
質問はそう解釈しづらかったが、読み直せば、ナルホド、、、
ストリッパボルトは回答した通りですが、それはもう考えないとして
>ストリッパ力は計算できるので、一般的にはそれで計算するのでしょうか?
パンチボルトの荷重としては同じです。
しかし受ける荷重は衝撃的ではなく、抜ける方向のみで働くから
片振りの安全率 = 5
パンチボルトのサイズはパンチより太く出来ない。タップが切れないから。しかし
抜き力×0.1=ストリップ力
とすると、パンチが耐えない抜き力でない限り、ストリップ力は桁落ちするから細いパンチボルトでも耐えるはずで、設計も苦労することないです。
どうしてもダメなら丸パンチのようにツバを使う方法も。それはパンチの異形具合が激しくタップスペースが充分取れないときに段付きにするのと同じで、ワイヤーカットが使えなくなるが仕方ないです。
ワイヤーカットのパンチでもキー固定にすればよいが、パンチは弱くなります。
↓(航空機部品等のように)
には苦笑・・・・金型と同じ考え方のヒコーキなんて格安でも乗らない・・・
パンチボルトは折れることが殆ど無いが、折れると確実にミスフィード検出が働き、被害は出ないと思う。
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繰り返し荷重の“片ぶり”と“両ぶり”の概念は、URLで先ず確認下さい。
さて、
> パンチをパンチプレートに固定するためのボルトは 両ぶり 片ぶり どちらの安全率で
> 考えるべきでしょうか?
基本的なボルトの使用方法は、ボルトの張力以上の力がボルトに掛からないため、
“片ぶり”と考えます。
> とくに パンチプレートをカットしてそこにパンチをいれこまないで、直にボルトと
> ノックピンで 固定する場合ですが、……
詳細な使用方法が理解できませんが、基本的なボルトの使用方法をしているなら“片ぶり”です。
> ボルトの本数が多くてスペースが足りなくなってしまいます
であれば、雌ねじ長さに余裕があれば、より強度区分の高いボルトを使用するか、
大きな径のボルトを使用するようにするです。
ボルトに“両ぶり”の力が加わることは、軸力がなくなることを意味してします。
この事は、ボルトが緩む最大の要因となります。
そして、ボルト本来の使用方法から外れることを意味します。
また、スペース上で問題があるのであれば、部品の寿命管理をしての使用方法もあります。
(航空機部品等のように)
補足
2011/12/04 12:01
ありがとうございます。
はいそのPDFの亊です。
>■引張強さを基準としたUnwinの安全率a■
> これはボルトの安全率計算に使い <タップをしている材料> ではありません(ストリッパも鋼なので値は同じ)
その表の材料というのはボルト自身の材料ということでしょうか?
銅などありますが、 それは銅のボルトの場合ということですか?
銅のボルトなどはないから ネジを切るプレートの材料だと思っていたのですが。
>2)ストリッパボルトのように引張の衝撃荷重を受ける・・・
>なので、鋼 → 衝撃荷重 → 安全率 = 12
ストリッパボルトの場合は両ぶりではなく 衝撃荷重の安全率でしょうか?
今回の場合はストリッパボルトではなく
そのPDFの表の ボルトの強度計算に使う(例)の所の絵のように
パンチプレートをワイヤーカットで穴を抜かずにパンチを入れこまず 直接ボルトでパンチを固定する
場合のパンチ固定のボルトの必要本数の問題ですが、
この場合のボルトに対する 安全率の計算は 衝撃でしょうか? 両ぶり
片ぶりではなく。
>思惑より安全率を高くしなければならないです
ボルトに対する負荷の予想される力、
パンチ固定の今回の場合のボルトではどのように計算するのかわかりませんが、
ストリッパ力は計算できるので、一般的にはそれで計算するのでしょうか?
それで計算しボルトの安全率をみたした本数を配置して
いたらいいのでしょうか?