バーリング加工とは、板金にあけた下穴の周囲を押し広げ、穴の縁を筒状またはフランジ状に立ち上げる加工方法です。

薄い板材では、そのままタップ加工をしてもねじ山の掛かり代が不足する場合があります。バーリング加工によって穴周辺を立ち上げることで、板厚以上の高さを確保でき、タップ加工やねじ締結がしやすくなります。

バーリング加工は、薄板部品にねじ部、補強部、位置決め部を作るために有効な板金加工です。

■バーリング加工の仕組み

・バーリング加工では、まず板材に下穴をあけ、その穴にパンチを押し込んで穴周辺を塑性変形させます。

・パンチとダイによって材料を引き伸ばしながら立ち上げることで、穴の周囲に円筒状の盛り上がりを作ります。

・この立ち上がった部分を利用して、タップ加工、差し込み、位置決め、補強などを行います。

◆バーリング加工は、切削で材料を削る加工ではなく、板材を変形させて機能形状を作る塑性加工です。

■バーリング加工の目的

・バーリング加工の主な目的は、薄板にねじ締結できる厚みを確保することです。

・板厚が薄い場合、タップを立てても有効ねじ山数が少なく、ねじが緩みやすくなったり、締結強度が不足したりします。バーリング加工で穴周辺を立ち上げれば、タップ長さを増やせるため、締結力を高めやすくなります。

◆バーリング加工は、薄板でもねじ固定や部品取付を可能にする実用性の高い加工方法です。

■バーリング加工のメリット

・バーリング加工には、ねじ山確保、部品点数削減、軽量化、コスト削減といったメリットがあります。

・ナットや溶接ナットを使わずに、板材自体にねじ部を作れる場合があります。これにより、部品点数や溶接工程を減らせます。また、追加部品を使わないため、軽量化や組立工数の削減にもつながります。

◆バーリング加工は、板金部品の締結構造をシンプルにし、製造コストと組立工数を抑えるのに有効です。

■バーリング加工が使われる主な用途

・バーリング加工は、筐体、カバー、ブラケット、制御盤部品、機械装置部品、自動車部品、家電部品などで使用されます。

・これらの部品では、薄板にねじを締めたり、別部品を取り付けたり、位置決めピンを通したりする場面が多くあります。バーリング加工を使えば、板材だけで締結部や補強部を形成できます。

◆バーリング加工は、薄板板金部品に機能性を持たせるための代表的な加工方法です。

■バーリング加工とタップ加工の関係

・バーリング加工後にタップ加工を行うことで、薄板にねじ穴を形成できます。

・バーリングによって立ち上げた円筒部にタップを立てることで、通常の板厚だけでは不足するねじ山の長さを補えます。特にM3、M4、M5などの小ねじを使う板金部品ではよく用いられます。

◆バーリング加工とタップ加工は、薄板にねじ締結部を作るために組み合わせて使われることが多い加工です。

■バーリング加工と下穴の重要性

・バーリング加工では、下穴径の設定が非常に重要です。

・下穴が小さすぎると、加工時に材料が割れたり、立ち上がり部が不均一になったりします。反対に下穴が大きすぎると、十分な高さや肉厚を確保できず、タップ強度が不足する場合があります。

◆バーリング加工では、材質、板厚、ねじサイズ、立ち上げ高さに合わせた適切な下穴設計が必要です。

■バーリング加工に適した材料

・バーリング加工は、鉄、ステンレス、アルミ、銅、真鍮などの板材に対応できます。

・ただし、材料の伸びや硬さによって加工性は変わります。延性の高い材料は立ち上げやすく、割れにくい傾向があります。一方、硬い材料や伸びの少ない材料では、割れや変形不良が発生しやすくなります。

◆バーリング加工の可否は、材質、板厚、穴径、加工高さのバランスによって判断する必要があります。

■ステンレスのバーリング加工

・ステンレスでもバーリング加工は可能ですが、加工条件に注意が必要です。

・ステンレスは強度が高く加工硬化しやすいため、鉄やアルミに比べて割れや工具摩耗が起きやすい材料です。下穴径、パンチ形状、加工速度、潤滑状態を適切に管理しないと、立ち上がり部に割れが発生する場合があります。

◆ステンレスのバーリング加工では、加工実績のある条件設定と金型管理が重要です。

■アルミのバーリング加工

・アルミは比較的バーリング加工しやすい材料ですが、変形や傷に注意が必要です。

・アルミは延性があり加工しやすい一方で、柔らかく傷が付きやすい材料です。また、材料によっては割れやすい種類もあります。外観部品では、加工時の押し跡や擦り傷にも注意が必要です。

◆アルミのバーリング加工では、加工性だけでなく、外観品質や表面保護も考慮することが重要です。

■バーリング加工の注意点

・バーリング加工では、割れ、板厚減少、寸法ばらつき、変形に注意します。

・穴周辺を引き伸ばして立ち上げるため、加工部の肉厚は元の板厚より薄くなる場合があります。また、無理に高く立ち上げると、先端部が割れたり、円筒部が不均一になったりします。

◆バーリング加工では、必要な高さやねじ強度を確保しながら、材料に無理をかけない設計が重要です。

■バーリング加工と板厚の関係

・バーリング加工は、板厚によって加工できる高さや形状が変わります。

・薄すぎる板では、立ち上げても十分な強度が得られない場合があります。一方、厚すぎる板では、加工荷重が大きくなり、金型や設備に負担がかかります。また、板厚に対して高すぎるバーリングは割れの原因になります。

◆バーリング加工では、板厚、穴径、立ち上げ高さ、ねじサイズを総合的に設計する必要があります。

■バーリング加工と溶接ナットの違い

・バーリング加工は板材自体を立ち上げてねじ部を作る方法で、溶接ナットは別部品のナットを板材に溶接する方法です。

・バーリング加工は部品点数を減らせますが、締結強度には限界があります。溶接ナットは高い締結強度を得やすい一方で、ナット部品、溶接工程、溶接品質管理が必要です。

◆軽負荷や小ねじにはバーリング加工、高い締結強度が必要な場合は溶接ナットを検討するなど、用途に応じた使い分けが重要です。

■バーリング加工とプレス加工の関係

・バーリング加工は、プレス加工の一種として行われることが多い加工です。

・量産では、穴あけ、バーリング、曲げ、抜き加工などを金型内で連続して行うことがあります。タレットパンチプレスやプレスブレーキ周辺工程でも、専用工具を使ってバーリング加工を行う場合があります。

◆バーリング加工は、板金加工の中でもプレス技術と密接に関係する機能成形加工です。

■図面指示で注意すべきこと

・図面では、バーリング方向、下穴径、ねじサイズ、加工高さ、表裏方向を明確にします。

・バーリングには表側へ立ち上げる場合と裏側へ立ち上げる場合があります。方向を間違えると、組立不能や干渉の原因になります。また、タップ加工が必要な場合は、ねじサイズと有効ねじ長さも確認が必要です。

◆バーリング加工を依頼する際は、方向、寸法、ねじ仕様、使用用途を明確に伝えることが重要です。

■依頼時に確認すべきこと

・バーリング加工を依頼する際は、材質、板厚、穴径、ねじサイズ、数量、後工程の有無を確認します。

・材質や板厚によって加工条件が変わり、ねじサイズによって必要な立ち上げ高さも異なります。また、曲げ加工や溶接、表面処理がある場合、バーリング位置や高さが干渉する可能性があります。

◆バーリング加工は、単体の穴加工ではなく、組立・締結・後工程まで見据えて設計することが大切です。

■まとめ

バーリング加工は、板金の穴周辺を立ち上げて、筒状のフランジやねじ下地を形成する加工です。

薄板ではそのままタップ加工してもねじ山が不足するため、バーリングによって厚み方向の寸法を補い、締結強度や部品取付性を高めます。ナットや溶接部品を減らせる場合もあり、コスト削減や軽量化にも有効です。

◆バーリング加工は、薄板板金に機能を持たせる重要な加工方法です。材質、板厚、下穴径、立ち上げ高さ、ねじサイズを適切に設計することで、締結性・組立性・コストのバランスを高めることができます。