深絞りにおけるアイアニング：肉厚減少が内径と外径の両方を保持する仕組み

アイアニング（絞り加工後のしごき加工）は、ウォールシンニングまたは壁面しごきとも呼ばれ、通常の深絞りカップを精密ハウジングへと変える工程です。深絞りカップは一般的に、リムに向かって肉厚が増加する壁と、絞り加工の痕跡が残る表面を持っています。アイアニングでは、そのカップを内径がカップの外径よりわずかに小さいリングダイスに押し通すことで、内側の研磨されたパンチと外側の研磨されたダイスの間で壁が薄く絞り込まれます。

その結果こそが、エンジニアがそれを指定する理由です：金型が外径を決定し、パンチが内径を決定し、両面が同一工程でバニシ加工されます。本来であれば絞り加工によるシェルに加え、両方の径を旋削する必要がある部品が、プレスから降りた時点で既に両径とも公差内に収まっています。

アイアニングが実際に部品に与える影響

なぜこれが切削加工工程に取って代わるのか

部品に求められるのが両方内径と外径を公差内に収めるには、従来の方法では最終工程が旋盤になります。アイアニングは、プレスで完結する方法です。

コスト削減の源泉削減できるのは、旋削のサイクルタイムだけではありません。切り粉にならずに済む棒材や鍛造素材、不要になる2台目の機械と2回目の段取り、振れを生じさせることのなくなる再クランプ、そしてプレスと旋盤の間の搬送工程そのものが消えます。棒材から加工を始める肉厚0.8 mmの部品では、切り粉として失われる材料だけで、完成品よりも大きくなるのが通常です。

しごき加工は決して無償ではありません。しごき用ダイス、研磨されたパンチ、適切な潤滑剤が必要であり、総減面率が大きい場合は、中間焼鈍を挟んだ複数回のパスが必要になります。比較は、金型償却を含めた部品あたりの総コストで行うべきであり、まさにそれをDFMレビューが実行します。

Balfordがしごき加工を行う領域：電磁弁ハウジング

典型的な用途は電磁弁ハウジングアーマチュアはボア内を摺動する必要があり、ハウジングはコイルとバルブボディに適合しなければならず、肉厚が薄いため磁気回路が効率的になります。これは、内径、外径、肉厚、表面仕上げが同時に重要となる部品であり、しごき加工によって、そうでなければ必要となる旋削工程を排除することができます。

主に2つの材料が主流です：

• DT4E電解純鉄電磁弁およびセンサーハウジングに使用される軟磁性グレードでは、保磁力と透磁率が仕様の一部となります。しごき加工により、磁気回路に悪影響を及ぼす表面損傷を与えることなく壁を所定の厚さに成形し、成形後に磁気焼鈍を施します。
• DC04部品が磁気的というよりも構造的であり、絞りとしごきの工程が磁気特性ではなく肉厚減少によって決定される場合に使用される深絞り用鋼。

両製品とも最大350 tのプレスで成形され、その金型はBalford自身のツールルームで設計・製作されています。そのため、アイアニングリング、パンチ、および先行する絞り工程は、個別ではなく一体として製作され、試運転されます。

同じ論理は、ソレノイド以外にも、両方の直径に公差が設定されているあらゆる部品に当てはまります：油圧・空圧シリンダー部品、センサースリーブ、ブッシュシェル、アクチュエータハウジング、絞り管.

成功を左右するプロセスパラメータ

• パスごとの絞り率アイアニング1パスあたりの肉厚減少率は、鋼材の場合、通常、肉厚の20～35%の範囲です。正確な限界値は、鋼種、潤滑、およびダイス形状によって異なります。より大きな総減少率は、複数のパスに分けて行われます。
• パス間焼鈍アイアニングは冷間加工であるため、材料は加工硬化します。総減面率や最終特性の要件に応じて、パス間に焼鈍を行い、延性を回復させます。軟磁性部品では、この焼鈍工程が磁気特性を決定する役割も担います。
• 潤滑アイアニングは高圧・高面接触の加工です。潤滑皮膜が、光沢仕上げ面と傷付き面とを分ける鍵であり、その選定は利便性ではなく、材質グレードと絞り率に基づいて行われます。
• 金型とパンチの仕上げ。完成品の表面は、金型表面をそのまま転写したものです。研磨された超硬合金または焼入れ鋼のリングが、仕上げ面と絞り傷のない状態を実現します。
• 肉厚という特性肉厚は推測ではなく、測定・記録されます。図面で特定の肉厚が必要な場合は、しごき加工肉厚として指定されます。それ以外の場合、肉厚はブランク厚のままであり、部品は意図したよりも重くなります。

正直な限界

• 量産。アイアニングには、その部品専用のダイとパンチが必要です。年間数万個以下の生産量であれば、棒材からの旋削加工の方が総コストで安くなる場合があります。
• 形状精度。アイアニングは、円筒形またはほぼ円筒形の壁に適しています。複雑な外部形状は、アイアニング前に成形するか、後から付加する方が適しています。
• 肉厚の減少には限界があります。非常に大きな絞り加工には複数回のパスと焼鈍が必要となり、まさにこの点でコスト優位性は縮小します。
• 材質延性が限界を決めます。極めて高強度または低延性のグレードでは、絞り加工が前提とする減面率に対応できない場合があります。

4項目すべては、金型を製作する前のDFMレビューの段階で確認されます。