旋削ではなくアイアニング:二重公差部品から機械加工工程を削減
部品が内径の公差を維持しなければならない場合および外径については、通常、絞り加工は旋盤加工(多くの場合2工程)で仕上げられます。これに代わる方法がアイアニングです。2つの直径に合わせて寸法調整されたダイとパンチの間で肉厚を薄くすることで、プレスから排出される時点で両方の直径が成形されています。
本ページでは、通常旋削が必要となる4つのルート(丸棒、棒材からの冷間押出し、鋳造、鍛造)としごき加工を比較します。
4つの加工ルートと、しごき加工がもたらす変化
| ルート | 部品完成前の工程 | アイアニングが除去するもの |
|---|---|---|
| 丸棒、旋削加工 | 切断、端面加工、外径旋削、内径穴あけ、突切り、バリ取り | 旋削加工の全工程。棒材と完成肉厚の間の材料は切りくずとなり、しごき加工部品は完成肉厚に近い板厚のストリップから始まる。 |
| 冷間押出し+旋削加工 | バー材からニアネットシェイプに押出成形し、その後、内径穴および通常は外周も旋削加工します。 | 一回の完全な旋削パス——ボアと外径はしごきパンチとダイによって決定されます |
| 鋳造+旋削 | 鋳造後、すべての機能面を旋削加工、さらにポロシティ(気孔)リスクも考慮 | 旋削の大部分、そして多孔性の問題 — しごき加工は鍛造材に有効です |
| 鍛造+旋削 | 鍛造後、ボア、外周、および端面を旋削し、鍛造取り代を除去します | 鍛造金型、取り代、そして旋削加工の大部分 |
コストが実際に動くのはどこか
- 材質旋削部品は棒材の代金を支払った上で、その大部分を切り屑に変えてしまいます。しごき加工部品は帯板から絞り成形され、帯板の板厚は完成品の肉厚に近いため、材料歩留まりは根本的に異なります。わずかに優れているというレベルではありません。薄肉ハウジングの場合、棒材ルートで生じる切り屑は完成部品よりも重くなることがあります。
- 加工時間1回のプレス工程で旋削サイクルを代替します。両方の径を旋削する必要があるハウジングでは、多くの場合、削減できる工程は1つではなく2つになります。
- 段取りと治具再固定のたびに、ボアと外径の間に振れが生じる可能性があります。しごき加工では両方が同一の工具軸に対して成形されるため、同心度は部品のクランプ精度ではなく、工具そのものの特性となります。
- 表面旋削面には送りマークが残ります。しごき加工面は研磨されたダイとパンチの転写であるため、仕上げ工程を追加することなく外周面と内周面の両方の粗さが改善されます。
- メタルフロー旋削は材料の結晶粒組織を分断するのに対し、アイアニングは壁面に沿って材料を変形させる。そのため、アイアニングを施したハウジングは、より高い耐力と使用時における優れた耐摩耗特性を示す。
旋削加工が依然として優位なとき
- 数量は少ない。しごき加工には、しごきリングとその部品専用に製作されたパンチが必要です。年間数万個を下回る生産量では、棒材からの旋削加工の方が総合的に安価となる場合があります。
- この部品は円筒形ではありません。アイアニングは肉厚を薄くするものであり、複雑な外形形状を形成するものではありません。
- 機械加工された特徴があります。ねじポート、クロス穴、シール面、厳しい公差の穴は依然として機械加工が必要です。アイアニングは壁部の旋削加工、すべての工程ではありません。
- その材料ではこの絞り加工に耐えられません。延性が低い材料や極めて高強度のグレードでは、複数回のパスと焼鈍が必要となる場合があり、その結果としてコスト削減効果が損なわれます。
よくあるご質問
アイアニングは本当に旋削に取って代われるのか?
内径、外径、肉厚が重要特性である部品については、その通りです。これら三つはしごきパンチとダイによって成形されるため、部品は公差内で仕上がります。図面がねじ、横穴、シール面、または成形では保持できない厳しい公差の穴を要求する場合には、依然として機械加工が必要です。
棒材からの切削加工と比較して、材料はどの程度節約できますか?
肉厚と棒材径によりますが、比較は限界的なものではなく構造的なものです。切削加工部品は中実の棒材から出発し、その差分を切りくずに変えるのに対し、絞り・しごき加工部品は完成後の肉厚に近い板厚のストリップから出発します。薄肉ハウジングでは、切りくず重量が完成部品重量を上回ることもあります。
アイアニングは冷間押出に取って代わるのか?
通常は冷間押出し後に続く切削加工、場合によっては押出し工程そのものを代替できます。棒材からの冷間押出しは、ニアネットシェイプの外形を形成しますが、通常は内径側が、そして多くの場合外形側も旋削加工が必要となります。一方、絞り成形されたプリフォームをその後アイアニングすることで、プレス内で両面の形状が確定します。以下の比較をご参照ください。電磁弁ハウジング向けの冷間押出しおよび深絞り加工.
穴と外径の同軸度についてはいかがでしょうか。
構造上、より優れています。パンチとアイアニングリングは同一のツーリング軸上で製作されるため、同心度は、外径加工とボーリング加工の間で旋削品をいかに高精度に再固定したかではなく、ツールによって決定されます。
関連ページ
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