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

インコネル 締結部品

インコネルの締結部品の製作事例です。

この部品が使われる設備は腐食性の高いガスが発生するため、通常のステンレスでは1ヶ月ほどでダメになってしまう厳しい環境下で使用されます。当然ながらネジ部が腐食すると締結が緩んで来たりトラブルの原因になってしまいます。

さらに、インコネルはニッケルをベースとした合金ですが、高温でも強度が落ちない材料としても知られますが、加工では扱いにくい材料でもあります。加工硬化してしまい刃物が切り込みにくくなると同時に、工具との親和性も高いので深い穴などの重切削になっていくと削れずに空転してしまうこともしばしばあります。

それでも高温耐性や強度などの魅力から航空宇宙関係、特にスペースシャトルなどにも使用される次世代材料のひとつです。研究開発においては、新たなきっかけを得られる部材になりうる可能性を秘めています。

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。

ニッケル合金:コバールを使用したフランジです

こちらはニッケル合金のコバールを使用したフランジ(φ50)です。

一般的に常温付近での熱膨張率が金属の中で特に低いため、セラミックやガラスとの接合材料として注目され、特に硬質ガラスの封着工程などで使用されるケースが多いようです。金属の構成は鉄を主原料としてニッケル成分が29%、コバルトが17%など含まれていて非常に粘りが強い材料でもあります。

刃物がすぐにダメになってしまったり研磨も難しい加工となりますが、弊社ではご覧のような綺麗な表面仕上げで加工することが可能です。一段落ちた面を研磨する際にできるアヤメの研磨筋や厚みの平面研磨も美しく仕上がります。

低熱膨張材料をお探しの際は、是非積極的にご検討ください。

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。

 

 

SKD11(焼入れ + サブゼロ処理)を使用した同軸ゲージ(最外径φ17 × L22)です

1045177-004 #20同軸ゲージ

SKD11へ焼入れ及び、サブゼロ処理を行った同軸ゲージになります。サブゼロ処理とは焼入れを行った後に生じる残留オーステナイトをマルテンサイト化させるための手段の一つです。工法としては様々な冷却材(液体窒素など)を使用して0℃以下に冷却をおこないます。残留オーステナイトは経年変化の原因となり、ゲージのような寸法変化が生じることが許されないような部品には実施しておいて損のない処理になります。

同軸ゲージの名前からも想像できます通り、全長22mmで最外径φ17 0/-0.005と内径φ8.2 +0.005/0に公差がうたわれており、φ17とφ8.2には同軸度公差0.005が求められております。この2箇所の加工が重要となります。

前述の通り同軸を測定するためのゲージであるため、φ17とφ8.2の同軸度公差はもっとも重要であり、加工するうえで注意する必要があります。外径のφ17を円筒研削加工にて仕上げた後に、外径基準でφ8.2を内径研削加工にて仕上げて同軸度をだしています。

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。

HPM38+ハードクロムメッキの吸着ノズル(最外径φ6×L12)です

1035898-001 吸着ノズル

HPM38はSUS420を改良して作られた合金で、プリハードン鋼です。そのため素材そのままの状態でHRc29~33の硬度を有しております。もちろん通常通りの熱処理を行うこともできます。そしてステンレス本来の耐食性を持ちつつ、鏡面仕上げにも向いています。そのためレンズ成型金型などに多く使用されています。そこへハードクロムメッキを薄膜にて実施することでさらに鏡面性に磨きがかかるようになります。

φ6 0/-0.005の最外径で全長1.2+0.02/0の円筒形状をしており、先端には1.3+0.1/0 × 1.6±0.05の角柱部分あります。そして端面には1.1×0.35±0.02の長穴が2箇所、中心振り分けにて1.0±0.05にて配置されています。

弊社では自動旋盤にてブランク加工を行った後に、先端端面にある2箇所の長穴形状をワイヤー放電加工機にて仕上げております。端面は平面研削を行うことで鏡面に近い仕上がりとなっております。

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。

NAK55(プリハードン鋼)の受けダイ(φ180×L60)です

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NAK55はプリハードン鋼と呼ばれ中程度に焼入れがされておりHRc37~43程度の硬度があります。左記の硬度であれば切削加工が可能であり、研削加工による仕上げが必要ありません。一般的な未熱処理の鋼材に比べて耐久性に優れており、また焼入れを行う材料と違い熱処理による変形も生じないため、様々な用途に使用することができます。また切削性に優れており、歪みも生じにくいため精密加工にも適しています。

最外径φ180 -0.05/0で厚みが60あります。Φ180の端面より内径φ130の底面までは24+0.05/0の公差が入っています。またφ180の端面には6°刻み(60当分)で溝加工がされており、0.6の深さで掘り込みを行う必要があります。

前述の通りφ180の端面より公差が入っているため、φ130の底面までの深さ寸法を先に仕上げる必要があります。その後φ180の端面より0.6深さの溝加工を行います。弊社では6°刻みの溝加工は複合旋盤加工機にて行っております。

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。

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