1. 材料の選択
- 金型材料: 金型材料は高い硬度、耐摩耗性、靭性を備えている必要があり、一般的に使用される材料には工具鋼 (Cr12、Cr12MoV など)、高速度鋼、超硬合金が含まれます。
- ワーク材料: ワーク材料の特性 (硬度、延性など) に従って、適切な金型材料と設計パラメータを選択します。
2. 金型構造設計
・上型、下型の設計：曲げ精度を確保するため、曲げ角度やワークの形状に応じて上型（パンチ）と下型（凹型）の形状と寸法を正確に設計する必要があります。
- ギャップ制御: 上型と下型の間のギャップは、材料の厚さと硬さに応じて合理的に設定する必要があります。ギャップが小さすぎると材料の損傷につながり、大きすぎると曲げ精度に影響します。
- ガイド機構: 上型と下型の位置合わせを確実に行うためには、曲げ加工中の金型の安定性を確保するためのガイド機構 (ガイド コラム、ガイド ブッシュなど) を設計する必要があります。
3. 曲げ角度とスプリングバックの補正
- 曲げ角度: 成形品を確実に成形するために、金型設計ではワークピースの曲げ角度を考慮する必要があります。
- リバウンド補正: 金属を曲げるとリバウンドが発生します。リバウンドを制御するには、金型の角度によって設計を調整するか、補正量を増やす必要があります。
4. 金型の強度と剛性
- 強度計算: 金型はより大きな圧力に耐える必要があるため、曲げ加工時に変形や破損が生じないように設計を強度計算する必要があります。
- 剛性設計: 曲げ精度に影響を与える不均一な力による変形を避けるために、金型構造は十分な剛性を備えている必要があります。
5. 表面処理と潤滑
・表面処理：金型の耐摩耗性や寿命を向上させるために、表面処理（焼入れ、窒化、クロムメッキ等）を施します。
- 潤滑: 設計では、金型とワークピースの間の摩擦を低減し、金型の寿命を延ばし、ワークピースの表面品質を向上させるための潤滑システムを考慮する必要があります。
6. 金型の設置と試運転
- 設置設計: 金型は設置と解体が簡単である必要があり、設計は曲げ機械とのインターフェースと固定方法を考慮する必要があります。
- 試運転: 金型の設計は、曲げ角度とサイズが要件を満たしていることを確認するために、デバッグが容易である必要があります。
7. 安全性とメンテナンス
- 安全性: 金型の設計では、鋭利な角や突起した部品による怪我の発生を避けるために、操作の安全性を考慮する必要があります。
- メンテナンス: 金型はメンテナンスと修理が簡単である必要があり、設計では摩耗部品の交換と定期的なメンテナンスを考慮する必要があります。
8. 経済性と生産性
・経済性：要求性能を満たすことを前提に、金型製作コストの削減を図る。
- 生産効率: 金型設計は生産効率を向上させ、金型交換とデバッグの時間を短縮する必要があります。