円筒の絞り加工とは？仕組みからカシメ加工による代替方法まで解説

円筒の絞り加工とは？仕組みと工程を解説

円筒の絞り加工とは、金属の板材を金型ではさみ込み、金属を破断させることなく円筒形状へと成形する技術です。金属が持つ延性を利用し、板材の厚みをほぼ均一に保ちながら立体形状へ変形できる点が特徴です。

工程としては、まず金属の板材を機械に正確にセットし、しわ押さえで板材を固定します。その後ポンチを押し込み、板材を金型の穴に沿って引き伸ばしながら円筒状に成形。必要に応じて複数回の絞り工程を重ね、目的の高さや径に仕上げます。

円筒の絞り加工は、継ぎ目のない一体成形が可能で、溶接や接合の工程を必要としません。量産性・寸法精度にも優れることから、缶容器や自動車部品、電子機器筐体など幅広い円筒部品の製造で採用されています。

円筒の絞り加工以外の成形方法を比較

円筒部品の成形方法は、絞り加工だけではありません。それぞれの方法は異なる原理で円筒形状を作り出しており、得意な板厚や生産量、コストのバランスが異なるためです。

板厚や生産数量、要求される精度によっては、他の方法のほうが適しているケースもあります。

代表的な方法としては、複数の部材を絞り加工によってはめ合わせて固定するかしめ加工、板材を丸めて円筒状にする曲げ加工、回転する材料に工具を当てて成形するスピニング加工（ヘラ絞り）などが挙げられます。

これらの原理や特徴、絞り加工との違いを理解しておけば、用途に合った方法を選びやすくなるでしょう。以下では、この3つの加工方法について詳しく解説していきます。

絞り加工（カシメ機での内絞り）

絞り加工（カシメ機での内絞り）とは、金型を使用する絞り加工とは異なり、ポンチとアンビル（受け治具）を用いて板金を塑性変形させる技術です。

絞り加工が一枚の板から一体で円筒を成形するのに対し、内絞り加工は筒状の部品を内側に絞り、底面の部品とカシメることで接合する点が異なります。

メリットとしては、1枚の板を伸ばして成形するのではなく複数部品を組み合わせるため、製品の厚みが均一になります。また、同じように複数部品を接合する溶接と比べると、つなぎ目の目立ちにくい滑らかな仕上がりを得られる点も大きな利点です。

一方で、絞り加工は複数部品を組み合わせるという特性から、管理する部品数を少なくしたい製品には適していません。

曲げ加工+溶接

曲げ加工とは、金属の板材を折り曲げて円筒形状に近づけ、端部同士を溶接で接合する成形方法です。絞り加工が一枚の板を金型に押し込んで一体成形するのに対し、曲げ加工は板を変形させたあとに、底面の板材を別工程で接合する必要があるため、どうしても継ぎ目が残ります。

継ぎ目があることから密閉性や強度の面では絞り加工や内絞りカシメに劣る場合がありますが、専用の金型を必要としないため、比較的低コストで対応できる点が特徴です。大径の円筒部品や、生産数量が少ない部品を製造する場合に適した方法として利用されています。

スピニング加工（ヘラ絞り）

スピニング加工（ヘラ絞り）とは、回転させた金属材料にへらと呼ばれる工具を押し当て、少しずつ変形させながら円筒形状に成形する技術です。

絞り加工が専用のパンチとダイを必要とするのに対し、スピニング加工は旋盤などの回転設備とへらがあれば成形できるため、金型が簡易で済み、少量生産や試作に向いています。この特徴から、大径で薄肉の円筒部品や、頻繁に形状を変更する必要がある部品の製造にも適した方法です。

デメリットとしては、作業者の技術力に仕上がりが左右されやすく、大量生産には不向きな点が挙げられます。

円筒の絞りカシメ加工を依頼する際のポイント

絞り加工の一種でもある、円筒の絞りカシメ加工を外部に依頼する際は、いくつか確認しておきたいポイントがあります。

絞りカシメ加工は、加工条件や金型設計の専門的なノウハウが必要な方法であり、依頼先の技術力によって仕上がりが大きく変わります。

依頼先を選ぶ段階で品質や量産性をしっかり見極めておくことが、後々のトラブルを防ぐためには大切です。

以降では、依頼先を選ぶ際に押さえておきたい2つのポイントについて紹介していきます。

円筒の絞りカシメ加工の実績があるか確認する

円筒の絞りカシメ加工を依頼する際は、まず絞り加工全般の実績があるかどうかを確認しましょう。

絞りカシメ加工には条件の設定や金型設計に関する独自のノウハウが必要であり、経験が少ない会社では、しわや割れといった不良が発生しやすくなります。品質の安定した円筒部品を得るためには、類似した製品や材質での実績が豊富な会社を選ぶことが大切です。

過去にどのような形状や材質の円筒部品を手がけてきたか、どの程度の量産実績があるかなども確認しておけば、依頼後のミスマッチを防ぎやすくなるでしょう。

試作から量産まで対応できるか確認する

円筒の絞りカシメ加工を依頼する際は、絞り加工全般について試作から量産まで一貫して対応できるカシメ機の販売会社かどうかも確認しておきたいポイントです。

絞り加工はポンチカシメの他に、特に割れやしわを防ぐためローラー治具でかしめをすることも多く、試作段階での仕上がり確認が非常に重要です。

同じ会社が試作から量産機の販売〜メンテナンスまでを担当することで、試作段階で見つかった課題や改善点を量産工程の条件設定にそのまま反映でき、品質の安定した円筒部品を効率よく製造しやすくなります。

試作は得意でも量産設備の設計実績が少ない会社や、量産のカシメ作業のみで試作対応を受け付けていない会社も存在します。依頼先を選ぶ際は、試作向けの体制だけでなく、想定する生産数量に見合う量産設備の製作実績があるかを確認しておくことが大切です。

なお、弘機商会は1937年の創業以来80年以上にわたって技術を磨き、国内外累計1万社以上の企業に採用されてきたカシメ機メーカーです。実績に裏打ちされた技術力で、円筒の絞りカシメ加工を試作から量産設備導入まで安心してお任せいただけます。

円筒の絞りカシメ加工なら弘機商会にお任せください

弘機商会では、円筒の絞りカシメ加工に関するあらゆる課題に、経験豊富なスタッフが対応いたします。試作で得られた条件をそのまま量産へ引き継ぎたい、他社製品から切り替えたいなどのお悩みも、お気軽にご相談ください。

また、弊社はカシメ機導入後のサポート体制も充実しています。羽田空港に近い立地を活かし、国内だけでなく海外のお客様のもとにも迅速に駆けつけ、トラブルに対応いたします。

円筒の絞りカシメ加工でお困りの際は、ぜひ一度弘機商会までお問い合わせください。