特注部品加工の専門業者として図面設計検討の段階からご相談承ります。

特注部品加工事例 PARTS PROCESSING

超音波援用で加工したガラスコレットです。

 石英ガラスで作成した吸着用ノズル(コレット)になります。

ガラスやセラミックス等のいわゆる「脆性材」は砥石を使った研削加工が主体となりますが、穴あけが困難な素材です。ドリルやエンドミルなどの刃物では固すぎて刃が立ちませんし、円筒砥石を使っても周速が確保できず深さ方向に加工が進まないためです。

そこで円筒砥石を深さ方向に超音波で加振して、あたかも掘削機で穴を掘るように加工する「超音波援用加工」という加工技術があります。

 この加工技術を使うと写真のような微細な加工が出来ます。

写真のサンプルは、外形 8×12×13、中心部にはφ0.3、深さ5の微細穴、側面にはM1.6のタップ加工が施されています。中心の穴のまわりは□2のザグリ加工の後、透明化処理が施されており、裏面から画像モニターできるようになっています。

 従来このような吸着コレットは金属で制作されていましたが、ワークの微細化に伴い、位置決めを画像認識で行うニーズが高まり、ガラスで製作するケースが増えてきています。

S45Cへ超硬を圧入した巻芯(全長100、S45C部30×25×20、超硬部20×70)です

0184011-001 巻芯

母材はS45C、突起部分に超硬材料を使用しております。超硬材料は材料費が他の金属と比べ高額になりやすいので、少しでも使用量を減らす工夫が必要となります。特に必要な部分に絞って使用箇所を限定することで安価で耐久性のある治工具を製作することが可能です。

S45Cの角柱に超硬の角形状の板を圧入することで一体物の形状を作り上げております。この超硬板の長手方向の角には4-R0.5の指示がうたわれております。

超硬板には4-R0.5の指示がうたわれているため、弊社ではプロファイル加工を行うことで全長方向に向けてR加工を行っております。また超硬部分は突出し部分で70mm必要なため、圧入しろを含めて80mm程度の全長にしておく必要があります。プロファイル加工ではこのような形状加工を行うことに適しています。

HPM38へダイヤモンド電着をしたチャックツメ(最外角25×70)です

ツメ

HPM38へダイヤモンド電着を行ったツメです。ダイヤモンド電着とはワーク上にダイヤモンドの砥粒が接触した状態でメッキを行うことで表面にメッキ層をつくり、砥粒を物理的に固定する工法のことを言います。ダイヤモンド以外にもCBNなどを固着することもあり、多くは工具や砥石の製造工程で行われます。治工具などで使用する場合は特に耐久性を求められるような部分に使用すると効果的です。

全体的に複雑な形状をしており、寸法公差±0.03~±0.05での位置関係が数カ所にうたわれています。また上下面には平行度0.05が指示されております。

位置関係が寸法公差によって厳しく指定されているため、弊社では最初に上下面の平面研削を行い平行度をしっかり出した後に、ワイヤー放電加工機にて一体加工を行っております。それにより位置関係をより高精度に出しております。

CFRP(炭素繊維強化プラスチック)の三次元加工事例

CFRP加工事例

CFRP(carbon-fiber-reinforced plastic)は炭素繊維強化プラスチックと呼ばれ、プラスチック(主に母材はエポキシ樹脂が用いられる)を炭素繊維によって強化した炭素強化複合材料です。CFRPは軽量でありながら高強度を有することから様々な用途で使用されております。なじみのあるものとしては、釣竿やゴルフクラブのシャフトなどで黒色をしているものを目にすることがあります。昨今では自動車、航空機などにも応用されており産業界で欠かせない材料となっています。

炭素繊維(硬くて、脆い)とプラスチック(軟質で弾性変形しやすい)という加工条件としては相反する材料を用いているため、加工する際には注意が必要です。CFRPは切削性が非常に悪く加工条件、工具選定など様々な問題点をクリアしなければ適切な加工を行うことが難しいとされております。

弊社ではマシニングセンターに特殊な加工ユニットを装着しております。そして超音波援用加工をすることによって、三次元形状の加工を行うことが可能です。

SUS304 + カナック処理のノズル(8×15×40)です

1047846-004 ノズル

SUS304へカナック処理(独自のガス窒化処理)を行ったノズルです。カナック処理はガス雰囲気中にて窒化をする処理で、処理温度は500℃程度になり表面より窒素を拡散浸透させ硬化層を形成します。各種鋼材にて表面硬度に差があるものの、SUS304使用時のカナック処理後の表面硬度は一般的にHv1200~1400となります。しかし表面より浸透しているためより深い部部になると徐々に硬度は減少していきます。

先端部分にある角柱突起部分は0.9±0.02×0.6±0.02でありとても微細な形状をしております。かつ突起端面にはφ0.25±0.01の穴が二カ所空いています。このφ0.25には端面部分からの位置公差±0.02もはいっております。

ブランク加工をマシニングセンタにて行った後。先端角柱部分をワイヤー放電加工にて2-φ0.25±0.01を細穴放電加工にて行います。写真からだと分かりにくいですが、φ0.25には裏側よりφ2.5の下穴が開いており貫通しております。この下穴は最終的に埋栓を行い塞いでしまいます。

超硬へダイヤモンド焼結体をロー付したガイドレール(3×15×210)です

1015594-005 ガイド

一般的な超硬材料にダイヤモンド焼結体をロー付けしたガイドレールになります。人工ダイヤモンドは耐摩耗性に優れ、既に超硬材料を使用しているにも関わらず摩耗してしまうような場合に、特に消耗の激しい箇所へ部分的に使用することでその消耗量を大きく軽減することができます。

3×15×210の超硬の板材に対して、ダイヤモンド焼結体(グラフィック上の色の濃くなっている部分)をロー付けしている部分は3×4×100となります。板厚公差は±0.02、各穴のピッチ公差は±0.03となっています。

超硬材へダイヤモンド焼結体をロー付けした後に平面研削、ワイヤー放電加工を行うことで加工部品仕上げます。今回のような部品の場合加工時に注意をするべきはロー付けです。全長が210mmある超硬材へロー付を行うため、熱膨張率の違いによる割れに注意する必要があります。ロー付け時にかかる熱の影響によりそれぞれの素材が伸び縮みします。その変化量の違いにより割れてしまうのです。

SUS440C(焼入)のヒートコマ(70×110×6)です。

0488634-002 ヒート駒

SUS440C(焼入)を使用したヒートコマです。SUS440Cはマルテンサイト系のステンレスのため磁性があります。そのため平面研削を容易に行うことが可能です。(平面研削盤の別途にくっつくため)そのためステンレス材料の中では精度を出しやすい材質となります。

板厚公差が5±0.01となっており。上面に2.3幅で深さ0.5±0.02の溝、仮面に23、15幅で深さは一般寸法の溝がそれぞれ入っています。幅方向の寸法公差は全箇所+0.01/0となっています。また貫通穴としては12-φ2 +0.007/+0.002(2.3幅溝の中)と72-φ1 +0.007/+0.002の精度穴が多数あります。これらの精度穴はX,Y方向ともに±0.01のピッチ公差が入っているために焼入れを行った後に仕上げ加工を行う必要があります。

本部品においてはフライス加工にてブランク加工(複数の穴もブランク加工時に下穴をあけておきます。)を行った後に、焼入れを行います。これにより素材に硬度がはいります。そして上下面及び溝部を平面研削にて仕上げ加工を行います。下穴加工をしておいた各穴をワイヤー放電加工機にて精度穴に仕上げていきます。

SKD11(焼入)+ブラスト処理のブロック(20×20×60)です

アンビル

SKD11(焼入れ)を使用したブロックになります。熱処理を行い硬度を得た母材に#20のブラスト処理を行い表面を荒らしております。ブラスト処理は他の研削砥石、サンドペーパーなどと同様に番手があります。数字が小さいほど荒く、数字が大きいほど細かいメディア(吹き付ける粒子)となります。またメディアの材質としてはガラス系やセラミック系、植物系などがあり、形状としては球状、円柱、多角形などその種類や仕様は多岐にわたります。

□20×L60の角柱形状で四辺には深さ1mm幅10のニゲが入っています。そしてそのそこ辺にはザグリ穴が開いております。20□面には寸法公差±0.002、幾何公差としては平面度0.002、平行度0.005が指示されております。そして端面とニゲ溝部を除いた前週にブラスト処理を行っております。ブラストを行う際には必要面以外の部分にはマスキングを施しております。

マシニング加工にて形状加工を行った後に熱処理を行います。熱処理後は少なからず変形が起きておりますので、平面研削によって□20部の仕上げ加工を行って行きます。加工時は反りや捻じれに気を付けながらの加工が必要になります。

非磁性超硬製のカットパンチ(10×8×40)です

パンチ

超微粒子超硬を使用したプレス金型部品のパンチです。超微粒子超硬は一般の超硬材料と違いより細かいタングステン粒子を焼結して製造しているため、より高い耐摩耗性を持つ超硬材料になります。その分衝撃には弱くカケやチッピングなどが生じやすくなるので鋭利な部分などの加工には注意が必要です。

厚み公差が0/-0.005、一般公差部でも±0.005で仕上げる必要があるため全面を平面研削にて仕上げる必要があります。その後先端に2本入っている溝部を仕上げるためにプロファイル加工を行います。そのため砥石の大きさ分のRにカキアゲ形状となります。

本部品は先端部が15°と45°にて両方向から角度がついており交点が非常に鋭利なエッジになります。そのため超微粒子超硬だとチッピングが出やすいため、注意を払って加工する必要があります。またプロファイル加工を行う際に先端部の板厚が2.5mmしかないためワークが振れてしまう可能性もあります。こちらに注意が必要です。

SKD11+超硬ロー付けのカッター(111×30×5)です

J1027075-002 カッター 超硬 SUS 平面研削 ロー付 電子部品 角形状

このカッターの先端に用いられている超硬合金は、超微粒超硬を用いており、耐摩耗性・硬度に優れています。
(お客様のご要望によっては非磁性超硬合金での製作も可能です。)

刃部はカッターとして正確な切断を実現するため、反り(0.01以下)、チッピング(0.01以下)共に高い精度が要求されます。

SKD11の母材に対して、超硬合金の刃部をロー付しています。このロー付部をロー付後に反りの修正、およびチッピングの除去を行うために、高い平面研削加工技術必要となります。

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