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

SUS316 薄肉治具(φ63×L40)

 

製品の組み立てに用いる薄肉の治具加工の事例です。

もともとSUS303で作られていましたがさらに腐食性の高い環境下で用いる場合にも耐えることができるようにSUS316を材料に選定されました。組立治具であるがゆえに、形状精度は組立制度に影響してきます。薄い肉を残しながら形状に歪みを出さずに加工することが必要になります。

まず全体をNC複合旋盤を使用して円筒を作り、同時に脇からの窓部の彫り込みまで行います。ボトムの方に爪のように残っている突起部が特に形状精度を求めますが、工具で削っていくと加工応力で品物が潰れるように形状が崩れるリスクがあります。

爪部は加工応力の掛かり方が異なるワイヤー放電を利用することで高精度な仕上がりが可能になります。

64チタンシャフト (φ5×L70)

64チタンを使用して製作したシャフトとなります。

アルミほどの軽量さがありながらスチール並みの強度がある材料として、様々な機構部品として広く採用されています。64チタンは質量ベースでその名の通りアルミ(Al)が6%、バナジウム(V)が4%含有されており強度や靱性のバランスの良い材料です。

近年ロボット技術が進化、普及していく中でも汎用性が高く注目されている材質。また、人体への親和性が高くチタン成分は身体に埋め込んでも溶け出すことがありません。医療分野でも活用が進んでおり、人工骨や人工関節に使われてきています。

粘りの強い材質ですが、先端のネジ部の仕上がりも旋削加工で滑らかに仕上げていくことが可能です。

インバー材にM0.8のネジ加工を行いました

熱膨張率がきわめて小さいインバー材をネジに活用した事例です。

インバー材にもいろいろありますが、汎用のインバーは常温付近が最も小さいと言われており、これらは時計や測量に使用される計器類などに重宝されています。あくまで常温付近で最も効果が高く130℃を超えると寸法変化が大きく表れるようになってくると言われます。使用環境によってインバーを使い分けていくと良いですね。

これ以外にも熱膨張率が小さい材料は世の中にはありますが、インバー材の長所は金属特性が得られることです。特に電気伝導性や溶接性やはんだ特性なども得られることから選定する価値があるといえる。また、価格的には安いとは言えないものの貴金属材料と比べればまだまだ手頃に入手可能。

インバー特性はその社会的な影響の大きさからノーベル物理学賞にも取り上げられていますが、機械加工者泣かせの扱い方の難しい材料のひとつです。ニッケルが多く含有されているものですから、とても粘り強い材料であり切りくずの排出が難しくなっていきます。

こちらは小径の微細ネジを加工した品物ですが、ネジ部はM0.8となっています。難削材料ではありますが、このように正確に加工することで高精度な用途での活用が期待されます。

 

 

セラミックを使用した合わせゲージ(最外径φ15 × L80)です

1041273-001 合わせゲージ

セラミック(アルミナ)を使用した合わせゲージになります。製品の測定に使用するゲージ類は製品の合否を判定するうえで非常に重要な部品になります。そのため摩耗や経年変化が極力少ない材質を使用する必要があります。そういった観点から考えるとセラミックはこれらの用途にうってつけな材質と言えます。また金属材料に比べ軽量化できるところもメリットの一つです。

全長が80mmに対して最外径φ15±0.005、先端最小径部φ4.5 0/-0.005の公差がうたわれています。またφ15を基準としてφ4.5には円周振れ精度0.01があります。

前述の通りφ15とφ4.5には円周振れ精度0.01がうたわれているためワークの取り付けの際には注意が必要です。そうすることにより円筒研削加工を行った際により精度よく加工を行うことが可能となります。

NAK80へカニゼンメッキをしたツメピン(最外径φ10 × L20)です。

ツメピン

NAK80にカニゼンメッキをしたツメピンです。NAK80はプリハードン鋼であり、同じくプリハードン鋼であるNAK55と一緒に紹介されることの多い材質です。既に焼入れがされている材料でHRc40程度の硬度があります。そのため切削加工を行うことが可能でありつつも、耐久性も兼ね備えております。またNAK55に比べると鏡面加工性に優れていることも特徴の一つです。

3本1セットで使用するツメピンで、根元にφ2.6 0/-0.01(Dカットのある部分)の取り付け部があります。そこからR5のツバが1mm厚みであり、先端に向かってR1.5の突起が13mmあります。3本を組み合わせるとちょうど丸棒になるような形状をしています。

弊社では3D CAD/CAMを導入しているため、3D CADにてモデリングを行った後に、3D CAMを活用して加工手順、使用工具の選定、加工条件の最適化を行っております。そのため今までは複数の加工機を用いての加工が必要でしたが、現在では自動旋盤のみでの加工を行うことが可能です。

SUS303+窒化処理のツメ(最外径φ50×L25)

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SUS303へ窒化処理(塩浴軟窒化)をすることで耐摩耗性を向上させたツメです。一般的に窒化処理と言っても処理をする工法によって様々な種類があります。本部品で行った塩浴軟窒化は 520~540°程度の温度にて処理を行い、金属の表面に各種元素を浸透させます。これにより表面に化合物相とその下層に拡散相を形成します。化合物相は優れた耐摩耗性、耐焼付性、耐かじり性を示します。

最外径φ50でその先にφ16.9 +0.01/0があり内径はφ15が貫通しています。Φ16.9の端面には幅0.3±0.01の突起が高さ0.5で25箇所ついております。

先端部の突起が0.3±0.01の寸法公差が入っているため、まずは外径φ16.9およびφ16.3±0.01深さ0.5のザグリ形状の加工を旋削加工にて行います。これにより0.3±0.01の突起を作る上でのブランク形状が出来上がります。この状態からエンドミル加工にて25箇所の突起を仕上げていくことになります。弊社では複合旋盤加工機での単機加工を行っております。

アルミ製の吸着ブロック(八角形対辺62×L45)です

吸着ブロック

A7075を使用した吸着ブロックです。A7075は超々ジュラルミンと呼ばれ、アルミ合金のなかでは特に高い強度をもつ材料です。航空機の材料としても使用されることでも有名です。その反面複数の添加物を多く含んでいるため耐食性などは他のアルミ合金に比べると劣ります。そのため使用する環境に合わせた選定が必要になってきます。

八角形の角柱形状で対辺寸法が62、平行度0.05が指示されています。また全長方向L45には端面基準での直角度0.02が指示されております。同じく端面にP・C・D32±0.02にて精度穴φ3H7とφ5.6±0.05が配列されています。もっとも複雑な形状としては8角形状面に配列されている7×7(1面あたり)のφ2です。この穴は一般寸法ですが各穴をそれぞれの角度にて中心に向かって斜めに加工する必要があります。

本部品では旋盤加工とフライス加工のそれぞれの要素を含んだ加工内容となるため。旋盤加工にてブランクを製作し、マシニング加工にて仕上げを行う必要があります。ですが弊社では旋盤とマシニングの融合した複合旋盤加工機にて加工を行っております。そのため丸材を一度チャッキングすればそのまま取り外しをせずに仕上げ加工まで行うことができます。そのためより幾何公差などもより精度よく出すことが可能です。

HAP10+超硬ロー付けのクイルです(最大外径φ90、同芯度0.002)

J1025862-001 クイル 超硬 HAP10 丸形状 円筒研削 パートナー(コスト要因) 機械要素 クイル1025862-001

スチール(焼入れ)の母材に超硬をロー付けしたクイルです。超硬は高硬度(種類によりHRA80~96)であることから通常、耐摩耗性の向上を目的として採用します。

同芯度0.002mm、鍔と軸の直角度0.0002mmの幾何公差が求められるクイルです。

この部品は以前、スチール(焼入れ HRC60~)を採用しておりました。通常であれば、十分な硬度です。しかしこの部品は砥石を保持するためのクイルで、砥石を使用する際に、同芯度、直角度が出ている必要があります。この部品は同芯度、直角度を図面指示通りに仕上げていてるにも関わらず、砥石を保持する際にその重みでたわんでしまい、部品使用時に十分な機能を果たすことができませんでした。そこで、中心部に超硬をロー付けすることで、超硬の剛性により問題を解決しました。
超硬は通常、その高い硬度(HRA80~95)から耐摩耗性向上を目的として採用しますが、この部品のように剛性を目的として仕様する例も多数ござます。

最大外径φ86L180、同芯度0.01の砥石保持治具です

J1020635-002 中間軸 SCM435 円筒研削 シギヤ インテグレックス 丸形状 機械要素

材料はSCM435を使用しています。SCM435はクロムモリブデン鋼(クロモリ)の代表的な材料で、この製品のような回転軸部等、高い引張強度やじん性が求められる場合に使用されます。

この製品は研削加工機の中で砥石の主軸として使用されるため、円筒外径に0.005以下の寸法精度と0.01以下の同芯度が求められます。また取り付け基準面となるツバ部と円筒面には直角度0.005の精度が求められるため、ツバ基準面、外径部ともに円筒研削による仕上げが必要となります。

円筒研削にて高精度に仕上げていくためには、円筒研削盤にワークをいかに振れ無く保持するかがポイントとなります。この製品の場合は両端面に高精度のセンタ穴を加工しておき、心押しで保持する方法で高精度に加工しています。

 

S45C+超硬ロー付け(50×20×10)のシューです

J1019943-005 シュー ロー付 平面研削 マシニング 超硬 S45C 角形状 機械要素

S45Cは炭素鋼の中でもS50Cと並んで最も一般的に使用される材料で、SS400のような一般鋼材では硬さと機械強度に不安がある場合によく使用されます。この製品はS45Cのボディーに先端部のみ耐摩耗性向上のため中粒の超硬をロー付けして作成されています。

ボディー部分をマシニングで加工後、先端部に超硬ブロックをロー付けし、超硬部は平面研削にて仕上げ加工を行っています。

ロー付けは接着やハンダ付けと同じようにその強度をいかに確保するかが常に課題となります。ロー付け面積の確保のための形状設計、最適なフラックスの選定、ロー付け温度の管理、線膨張係数が大きく異なる素材同士の場合は銅板等の緩衝材を入れる等々、さまざまなノウハウを活用して製作しております。

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