鋼旋削部品: CNC 旋削材料、公差、および調達方法

鋼旋削部品 めったに注目されません。これらはショックアブソーバー、液冷マニホールド、電動工具のギアボックス、または光学機器の内部に設置され、静かにシャフトを中心に保持したり、バルブを固定したり、レンズを正確な距離に保ちます。一度組み立てられた製品は、二度と見ることはありません。重要なのは、直径が正しいかどうか、材料が図面で想定したとおりに動作するかどうか、部品が約束どおりに到着するかどうかです。

当社は 1990 年からこのような部品の機械加工を行っていますが、エンジニアが尋ねる質問は当時からあまり変わっていません。この記事では、鋼旋削部品とは実際にはどのようなものなのか、どの鋼がどの作業に適している傾向があるのか​​、公差と仕上げが通常どのように指定されているのか、サプライヤーを選択する際に何を見るべきかについて説明します。

鋼旋削部品とは何ですか?

旋削部品とは、材料の棒を切削工具に当てて回転させることによって主な形状が作成されるコンポーネントです。旋盤では、工具がワークピースに沿って移動しながらワークピースが回転し、材料を連続的な切りくずとして剥離します。その 1 つの動作により、シャフト、スリーブ、スプール、ピン、リング、ノブ、コネクタなどの丸い対称的な形状が自然に生成されます。

二次操作により範囲が拡張されます。フライス加工は平坦部と十字穴を追加し、ドリル加工は穴を開け、ねじ切りは接続を追加し、研削はサイズと表面仕上げの両方を強化します。そのため、部品は純粋に加工されたブランクとして開始し、加工ファミリーを離れることなく、かなり複雑なコンポーネントとして終了することができます。

この分野の精密作業の多くはスイス型スライド主軸台旋盤で行われ、バーストックがガイドブッシュを通って前方に送り出され、工具が支持点近くで切削されます。これは、従来の旋盤ではたわんでしまうような長くて細いシャフトを、どのくらい狭い直径に保持できるかということです。一般的な鋼の旋削部品は、機械や長さと直径の比率に応じて、直径が数ミリメートルから最大で約 80 mm になります。

どの鋼がどのジョブに適しているか

スチールは、特殊になることなく、非常に幅広い強度、硬度、耐食性をカバーするため、旋削部品のデフォルトの材料です。重要なのは、単に最も高価なオプションを選択するのではなく、グレードを機能に合わせることです。

非鉄金属も役割を果たします。真鍮は素早く加工でき、細かいディテールを保持するため、小さなコネクタやノブに適しています。一方、アルミニウムはハウジングやブラケットの重量を軽減します。ステンレスは、特に液体に触れるあらゆるものにおいて、依然として全体的に最も多くの要求が寄せられています。

よく見かける形

十分な量の生産を実行した後、特定のジオメトリが再出現し続けます。これらは、一般的な機械的問題を効率的に解決するため、存続します。

• ドライブおよび位置決めシステムに使用される段付きシャフト、スプライン シャフト、細長いシャフトなどのシャフトとピン。
• スリーブおよびハウジング (ショックアブソーバー スリーブ、ソレノイド バルブ スリーブ、ベース ハウジング コンポーネントなど)。
• バルブ スプール、バルブ ステム、プランジャー。真円度と表面仕上げがシールと応答に直接影響します。
• 流体コネクタおよびチューブ継手。多くの場合、位置を揃える必要があるねじ、肩、および内部穴が付いています。
• 正確なクリアランスを設定するために使用されるベアリング リングや光学シムなどのリングとシム。
• ノブとコントロールコンポーネント。フィット感と同じくらい外観が重要です。

自動車関連の仕事はまさにこの領域に位置しています。サスペンション スリーブ、センサー部品、ドライブ シャフトはすべて旋削形状に依存しており、通常、年間生産量が多く、厳しい公差が求められます。

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公差、仕上げ、図面に記載する内容

曖昧な図面では誰でも時間がかかります。通常、印刷物に 2 つまたは 3 つの余分な番号があると、メールのやり取りややり直しの可能性が回避されます。

サイズと形状

一般的な寸法は ISO 2768-m などの規格に従うことができるため、図面を読みやすくすることができます。臨界直径には明示的な制限が必要です。プラスまたはマイナス 0.02 mm は快適な製造公差であり、プラスまたはマイナス 0.01 mm はよく制御されたスイスの旋盤で達成​​可能ですが、検査の労力とコストは増加します。

表面仕上げ

旋削したままの表面は通常、Ra 1.6 ～ 3.2 マイクロメートル付近になります。シール、ベアリング、または滑り嵌めが関係する場合、Ra 0.8 は賢明な要求であり、接地面は Ra 0.4 以上に達する可能性があります。機能に必要な以上に細かい仕上げを指定すると、コストが増加するだけです。

記載する価値のあるその他の詳細

1. 材料のグレードと状態。これには、焼きなまし、事前硬化、または特定の焼き戻しが必要かどうかが含まれます。
2. 機械加工後に必要な熱処理と任意の硬度範囲。
3. 不動態化、亜鉛メッキ、陽極酸化処理などの表面処理と、どの表面をマスキングする必要があるか。
4. 特に内部の穴とねじの入り口におけるバリの予測。
5. 流体または光学アセンブリ向けの部品の清浄度要件。

鋼旋削部品が最終的に行き着く場所

旋削部品を購入する業界は多岐にわたりますが、根本的なニーズは一貫しています。それは、予測可能な価格で大量に、確実に嵌合、シール、または回転する必要がある丸い部品です。

液体冷却と流体の取り扱い

コールド プレート、マニホールド、スプレー システムは、漏れのないノズル、コネクタ、フィッティングに依存しています。ここでは、生の寸法精度よりも内部の穴とねじ山の同心度が重要です。これは、数分の 1 ミリメートルの位置ずれが流れの挙動を変える可能性があるためです。

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電動工具

ドリル、グラインダー、インパクトドライバーは高温になり、常に振動します。歯車の噛み合いが何千回のサイクルでも静かに保たれるように、内部の駆動コンポーネントには一貫した硬度と形状が必要です。

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光学および計測機器

光学アセンブリ内のシム、スペーサー、および取り付けコンポーネントは非常に小さいことが多く、その厚さの許容差は画質に直接影響します。これらは、形状ではなく仕様が難しい部品である、旋削部品の良い例です。

家電製品、医療機器、一般機械等

家電メーカーはモーターシャフトとコントロールノブを大量に必要としています。医療関連の仕事は、より厳密な文書を伴う小さなバッチとして到着する傾向があります。ポンプから包装ラインに至るまでの一般機械は、すべての中で最も幅広いカテゴリーであり、多くの標準的な旋削部品がここにあります。

図面から作業する: 実践メモ

ほとんどの回転部品プロジェクトは、顧客の図面またはサンプルから始まります。いくつかの設計上の習慣が、スムーズな実行と困難な実行の違いを生み出します。

• 可能な限り、長さと直径の比率を適切に保ちます。およそ 10:1 を超えると、細いパーツには追加のサポートが必要になり、サイクル時間が遅くなります。
• 標準のねじピッチとドリル サイズを使用してください。特殊な工具を使用するとリードタイムが長くなります。
• 工具がフィーチャーにきれいに到達できるように、内側肩部に適切なコーナー半径を許可します。
• 公差は機能的に必要な場所にのみ配置し、残りは一般的な基準に従うようにします。
• アセンブリコンテキストについて言及します。ボアに圧入ピンが挿入されることがわかっていると、機械工がカットに取り組む方法が変わります。

旋削とフライス加工または研削を組み合わせた部品の場合、加工ルートについて早い段階で話し合うことが役立ちます。当社では、主な形状に対してスイス旋削を実行し、次にセンタレスまたは円筒研削で重要な直径を仕上げます。これは、細いスチール シャフトの一般的な方法です。私たちがその組み合わせにどのようにアプローチしているかをご覧ください。 スイス式旋削能力ページ .

旋削部品の品質管理

検査は最終ステップではなく、実行中のステップです。当社のワークショップでは、稼働開始前に最初の製品のサンプルが測定され、規定の間隔で工程内チェックが行われ、最終検査で公差のある特徴が確認されます。測定機器は工作機械と同じくらい重要です。マイクロメーター、ボアゲージ、プロファイルプロジェクター、光学コンパレーターはさまざまな種類の誤差を検出し、日本とドイツから輸入した機器が当社の検査室のバックボーンを形成しています。

材料のトレーサビリティについては、検討する価値があります。工場証明書は、部品に使用された鋼のグレードと熱数を確認します。また、ステンレス製品の場合、顧客の監査人にとって、寸法よりもその書類の方が重要であることがよくあります。

鋼旋削部品サプライヤーの選択

通常、適切なパートナーとは、技術的な質問に迅速かつ誠実に答えてくれるパートナーです。サプライヤーを比較する場合、次の点が信頼できるサプライヤーとその他のサプライヤーを区別する傾向があります。

• どの旋盤が実際に床に置かれているか、また、細い部品に対して主軸台をスライドさせる機能があるかどうか。
• フライス加工、研削、洗浄などの二次作業を社内で処理するか外部委託するか。
• 最初の商品がどのように文書化されるか、出荷に検査報告書が添付されるかどうか。
• 大量生産を開始する前に、小規模な試行バッチが可能かどうか。
• 材料証明書と熱処理記録の取り扱いについて。

訪問にも役立ちます。カタログを読むのに 1 時間かかるよりも、ワークショップを見て回ると 20 分で多くのことがわかります。だからこそ、私たちは余姚の施設にお客様を歓迎しています。プロジェクトに特にステンレス鋼コンポーネントが含まれる場合、当社の ステンレス鋼の旋削部品 このページでは、当社が最もよく取り扱うグレードと仕上げについて説明します。

鋼旋削部品はコンセプトはシンプルですが、実行には要求が厳しくなります。通常、最初に材料、公差、数量について短い会話をすることで、後からいくらやり直してもより多くの時間を節約できます。図面またはサンプルを送っていただければ、その部品に何が必要か、そしてそれをうまく作るためには何が必要かを明確にお伝えします。