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機械加工 Archive

進化する切削工具用コーティング技術について【切削加工】~2~

今回も前回に引き続き、切削工具のコーティング技術についてお話させて頂きます。

CVD法はおよそ1000℃でコーティングされ、チップの刃先Rが大きめのチップへのコーティングに向いています。密着力がとても高いので旋盤加工などの衝撃の強い機械加工用チップに使用されています。逆にPVD法でコーティングされたチップはフライスや高精度加工、ドリルやエンドミルなどに使われているコーティング技術です。
コーティングする事によって耐摩耗性や耐衝撃性に優れ、刃先に切粉などが溶けて癒着する事も少なくなりました。それにつれて加工可能な個数も多くなりコストの削減などにも貢献しています。ただし近年ではドライ加工や高速化が求められているので、切削工具用コーティング技術はさらなる進化を求められています。

例えばナノ超多層コーティング技術によって、クロムやシリコンなどを添加して、硬度も耐熱性もより向上したスーパーZXコートが開発され、硬度はこれまでの約3倍、耐酸化性は約2倍、速度は約3倍にも向上されました。
他にも潤滑性コーティング技術を応用したオーロラコートやマグネトロンスパッタリング法、アークイオンプレーティング法などに進化していて、切削加工をより快適に行えるようになりました。
もちろんこれからも進化を続けていく分野ですので、今後どのように進化していくのか、加工する側からすれば楽しみな分野です。

切削加工の事なら太陽パーツへおたずねください。製品に最適な素材と加工技術でお客様のニーズにお応えいたします。

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進化する切削工具用コーティング技術について【切削加工】~1~

切削加工を行う時に使用するチップという工具は「刃先交換チップ」と言われる小さな刃物です。こうしたチップなどの工具はコーティングが行われていて、刃物のもちが良く加工できる個数も年々増えてきました。

コーティングされた切削工具が使われ始めたのは1960年代頃からでした。それまではコーティングの無いチップなどが使われていましたが、加工する材料が金属でチップも金属で作られているため、加工していると様々な問題が生じていました。

例えば切削する時の切削油や切削条件にもよりますが、切粉とチップが熱で反応して癒着してしまったり、切削する時の衝撃でチップが欠けてしまったり、切れ味が持続せずに数個で交換しなくてはならない事もありました。
そこで1978年ドイツで切削チップや工具にコーティングが施されるようになったのです。コーティングされているのは切削用のチップだけではなくドリルやエンドミルなどにも施されました。

切削工具用コーティングには『PVD法』と『CVD法』があり、PVD法にはイオンプレーティング法とスパッタリング法、そしてCVD法にはプラズマCVD法と光CVD法があります。
PVD法は400℃~600℃でコーティングされ皮膜が薄く0.5~5μmなので、チップなどの刃先Rが小さいチップへのコーティングに向いています。その分密着力がややCVD法に劣りますが、強度は高めという特徴を持っています。~2~へ続く

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曲げ展開寸法の微妙な差について【板金加工】

板金加工で曲げ加工を行う時は金属板を金型で挟んで行います。この時曲げ型がどのような形状をしているのか?加工する時に使用する油によって微妙に変化します。

特にU字型の絞り加工用の金型の構造の場合は、スプリングパッドと言われる部分の力の強弱で製品の寸法精度が変わってしまいます。
また、V字型の曲げ加工を行う場合にも同じように曲げダイのR部分が大きければ曲がりにくい形状があったり、逆に小さいと側面にへこみができたり角度が不安定になったりします。
ヤゲン曲げの場合には反りが出たり横筋が入ってしまったり、角度によっては曲げにくくて欲しい寸法が出ないなんて事も起こります。
板金加工で曲げ加工を行う時、金型で挟んで曲げ加工を行いますが、曲げた部分は板厚が他の部分よりも薄くなるので、金型から外すと角度を保てなくなる事があるのです。

こうした曲げ加工を行う場合の微妙な寸法の差は『スプリングバック』と言われる現象で、この現象を改善するための対策を行いながら加工をしていきます。
対策は『ストライキング』『クサビ(Vノッチ)』『三角リブ』といった技術を使いますが、それぞれ条件に入っていないとゆがみや強度が足らないなんて事もあるので経験や判断が必要です。
また、このようなスプリングバックの対策をするためには、専用の金型を使用する必要があります。当然ですが専用の金型を製作する時には通常の金型よりもコストが割高になります。

太陽パーツでは曲げ展開寸法の微妙な差に対応するための金型の制作も行っています。生産する製品の条件に合った最適な金型を検討しているのなら、ぜひお気軽にご相談ください。
もちろん金型だけではなく製品の生産も可能です。数の大小にかかわらずご相談ください。=====================================
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幅広い分野に適用されるプレス加工の深絞り

プレス加工は金型を用いて製品を作る生産技術の一つです。金属の板を使って高速で製品の生産が可能なため幅広い分野で利用されている技術でもあります。例えば絞り加工は金属の板をカップ状の製品に加工する事ができます。金属のコップやアルミの灰皿などを想像するとわかりやすいかもしれません。ただカップ状にするだけではなく、浅い直角の形状をしたものや、深くてカーブしている形状など、金型の形によってどんな形にも加工する事が可能なのです。

小さな製品ばかりに活用されるのではなく、例えば大きな建具や自動車のボディーのように大きなサイズの製品の加工にも活用されています。
金属の板を金型の形状に挟んで伸ばすイメージがあるので、何となく製品の肉厚が薄くなってしまうのではないかとお考えになるかもしれませんが、それは特殊な例でほとんどは厚みは変わりません。
むしろ継ぎ目のない製品を作る事ができるので、剛性の高い製品を加工する事が可能になるのです。もちろん複雑な計上の製品を加工する場合には材料の限界点に達しないよう加減されます。
そのため剛性の高い安定した寸法精度の製品を生産する事が可能なのです。

余談ですが私たちが普段使っている自動車の部品の多くがプレス加工で作られています。
特に車のルーフというのは走行性能や燃費に非常に関係している場所ですので、安定した寸法精度の製品を加工するのにプレス加工が適しているのですね。
もちろん金型の精度が上がった事も良い影響を与えています。いかに金型が重要であるかという事もわかりますね。

太陽パーツでは大型の製品から小さな製品まで、自信をもってお客様へ提供しています。絞り加工による製品の生産を検討しているのであれば、ぜひ太陽パーツへお気軽にご相談ください。

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板金加工の1つである深曲げ加工について

板金加工ではいろいろな加工を行います。「曲げ加工」「絞り加工」「打ち抜き加工」などの加工を行いますが、今回は「深曲げ加工」という加工方法についてお話いたします。

板金加工は金型を用いて上下や左右に材料となる板金(板状の金属)を挟み込んで金型の形状を転写する加工技術です。加工によって金型を変えながら加工を行っていきます。
一般的な曲げ加工を行う時には土台となるダイという下型の上に材料を置いて、パンチという上型でプレスする事で曲げ加工を行います。
必要な角度の曲げ加工を行うには、ダイの溝の角度を製品の角度に作る必要があります。つまり曲げ加工はダイの角度や形状で形状が決まる事になるのです。

例えば曲げる箇所が一か所であれば普通の曲げ加工でも充分に加工が可能ですが、部品の中には2方向以上を曲げ加工しなくてはならないものもあります。
この場合には曲げた箇所にダイが干渉してしまう事もあるので、通常のダイで曲げ加工を行う事は難しくなります。こうした数か所が中心に近い状態で曲げ加工を行う事を深曲げ加工と言うのです。
深曲げ加工を行う時には深曲げ加工に対応した専用機械を使わなくてはなりません。
以前は板金加工では複雑な形状の製品はあまり生産されませんでしたが、大量生産ができ加工が容易なため、これまで行わなかった加工を板金加工で!というニーズに応えるためにできた技術とも言えますね。

深曲げ加工はブラケットやカバーなどの部品の生産に多く活用されています。今後もニーズに応えるために新しい技術を取り入れて、板金加工も進化していく必要があるのです。
太陽パーツでは複雑な板金加工にも、これまでの経験や技術を駆使してニーズにお応えしています。「これは板金でできるか?」という疑問がありましたらお気軽にご相談ください。=====================================
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金型の形状や寸法を高精度に仕上げる研削加工

金型はさまざまな加工技術で使われています。アルミダイカストなどにも使われますし、板金加工などにも用いられますし、押出加工などにも利用されています。
製品の精度や形状を決める重要なパーツなので、金型を製造する際には細心の注意を払って製作されます。つまり金型こそが製品の良し悪しを決定する重要な部分なのです。

金型の製造はマシニングセンターや多軸加工機などを用いて、精密に加工されていきますが、美しい製品を作るためには金型の仕上げが非常に重要となります。
製品は金型の内側の形状をそのまま転写する事になるので、金型の内側の仕上げには研削加工を施す事が多いのです。

研削加工とは砥石の表面に細かな粒子をちりばめて作られています。この砥石を使って金型の表面を美しく仕上げていきます。
金型のオスメス型が合わさる部分には平面研磨が使われ、内部の複雑な形状にはバフ研磨などを使って表面を磨いていく作業を行ったりします。
ちなみに研削加工と研磨加工は似ていますが違う加工技術です。研削加工というのは砥石を使って必要な寸法や面相度まで表面を仕上げる加工です。
研磨加工は研削加工で加工した表面を、さらに磨き上げる作業の事を言って、バフ掛けなどは研磨加工の代表的な加工技術で、最も多く使われる加工技術です。
仕上げ加工を行う事によって金型の精度はさらに高くなり、その金型を使って製造された製品の表面も美しく仕上がります。
部品の寸法精度や面相度が細かく指定されている場合には、金型の研削加工や研磨加工を施す事で満足される部品の生産が可能となるのです。

太陽パーツでは金型を使った製品の寸法精度や仕上がりの美しさが必要な場合には、研削加工や研磨加工を施して金型を製作いたします。
ぜひ金型の事なら何でも太陽パーツへお気軽にご相談ください。=====================================
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旋盤加工において重要な3つの要素~②~

前回に引き続き旋盤加工についてご紹介させて頂きます。重要なポイントの二つ目は切込みの量です。一度に多くの切込みにしてしまうと負担がかかってしまいます。チップやバイトにも安全な切込み量というのがありますので、安全に切削できる切込み量になるよう設定する必要があります。
また、切込み量が多く回転速度が速いと摩擦が大きくなるので、熱が発生しやすくなるので焼き付けを起こしてしまったり、トルクが足らなくて機械自体に負担がかかってしまう事があります。

三つ目のポイントとしては送りです。送りは削る速度です。1秒間にどのくらいの速度で削っていくのかも非常に重要です。送りが速いとねじ切りのように目が粗くなってしまいます。
当然負担がかかって素材に刃物が食い込んでしまい、ケガやチャックから材料が外れる危険が伴います。
旋盤加工で切削加工を行う時には、この三つの要素をしっかりと考慮し、最適な回転数、切込み量、そして送りで製品の作成を行わなくてはならないのです。
大変難しいかもしれませんが、実は素材によって最適な回転数、切込み量、送りは変わります。だから熟練した技術や経験が関係してくる職種でもあるのですね。

ただ、最近ではこれらの危険を回避する技術もあります。それはCADなどを使ってコンピュータでプログラミングを行う事です。
そして現在ではプログラミングの進化によって難しかった加工もスムーズに行われるようになっているのです。
旋盤加工では外形だけではなく内径の加工も行えます。それぞれの切削に適したバイトやチップなどの開発によって、加工しにくかった素材も比較的楽に加工ができるようになったのも事実です。

最近では旋盤加工を行いながらフライス加工も可能となった、多軸加工機などの開発によってワンチャックで全ての加工が完成する技術の開発などによって、より複雑な形状の製品の作成も可能となったのです。旋盤加工の事ならぜひ太陽パーツへお気軽にご相談ください。

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旋盤加工において重要な3つの要素~①~

旋盤加工というと金属加工ではよく知られた加工技術です。今回は旋盤加工について2回に分けてお話したいと思います。旋盤加工は機械に材料である金属、プラスチックなどを取り付けて回転させ、刃物と接触させる事で金属を削る加工技術です。
使う材料は円柱形のものが多いですが、加工する製品によっては四角い形状の材料を使う事もあります。例えばフライス加工の二次加工などを行う時には必ずしも円柱形の材料を使うとは限らないのです。

旋盤加工の加工機械には人の手で刃物を近づけて加工する汎用旋盤と、NC装置のついているNC旋盤とがあり、NC旋盤では汎用旋盤では難しい加工を行う事ができます。
例えばねじ切りやテーパー加工、さらにR加工などを行う時にはNC旋盤で加工を行います。
旋盤加工を行う時に押さえておきたいポイントは、大きく分けると3つあります。それぞれを簡単に説明いたします。

まず重要なポイント一つは回転速度です。チャックに取り付けた素材の大きさ、そして一度に削る切込み量、加工する素材の長さによって回転速度を設定しなくてはなりません。
回転速度があまりにも早いと負担が大きくなります。あら取りをする時には回転速度は下げて加工すると良いですね。仕上げをする際には回転数を少し高めにしてゆっくりと切削するとより滑らかな表面に仕上がります。

次回も旋盤加工の重要な要素についてお話させて頂きます。加工の事なら何でも太陽パーツへお気軽にご相談ください。

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所定の形状を作る切削加工による金属除去

切削加工は別の言い方で除去加工とも言います。その名前の通り、金属の塊から不要な部分を削って除去して必要な形状を作るからこの言い方をします。
加工に使うツールはチップやバイトなどを使って加工を行います。切削加工に使用される機械は旋盤加工といって材料を高速で回転させ、バイトやチップなどを当てて不要な部分を取り除く方法があります。
他にもフライス加工といってドリルやエンドミルといったツールを高速回転させ、固定した金属の不要な部分を削るという方法があります。切削加工に使われている機械もさまざまです。
旋盤加工、フライス加工、ボール盤などの穴あけ加工、ブローチ加工、歯車加工などが切削加工に含まれています。切削加工はオートメーション化もできて非常に優れた技術です。
ですが大きな素材を削って加工するため、大量の切りくずも同時に発生します。製品の形状によっては切りくずの方が多くなる事もあるかもしれません。
そのため製品の素材によっては切削加工だとコストがかかったり時間がかかってしまう事も考えられます。このため切削加工を行う際には材料費や人件費などのコストが高くなる事もあるでしょう。

また、切りくずが大量に出ない場合でも、切りくずが出る事を考慮して切削加工を行う必要があります。なぜならば切りくずが製品に傷をつけてしまう可能性もあるからです。
なのでどんな刃物で加工するのかや、切込みの量や切削の回転数、そして送りなどについてもよく考慮してプログラミングを行う必要があるでしょう。
マシニングやNC旋盤などの場合はカバーがついていてケガや切りくずが飛んでくる事はありませんが、むき出しの状態で加工する切削加工機械を扱う時には十分に注意する必要があります。

また、ボール盤などで穴あけを行う時には、ドリルなどの状態によっては折れてしまう事もあるので十分に注意しながら加工を行います。
高い寸法精度の製品の加工が行えるため、金型などの製作にマシニングセンターや多軸切削機械などが活用されています。

太陽パーツではダイカストやアルミ押出のための精密金型を生産するため、2次元図、3次元図データを用いて作成を行います。
その他の部品の生産でも切削加工での依頼にも対応しています。切削加工の事、金型製作についてのご相談はいつでもお気軽におたずねください。=====================================
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プレス加工とより繊細な精密プレス加工

生活を豊かにしてくれる製品のほとんどが金属加工によって生産されています。例えば移動手段として使われている自動車、バス、電車、飛行機などのほとんどが金属で作られています。
プレス加工は金型を使って素材を成形する加工技術で塑性加工の一つです。雄雌型の金型の間に材料を挟み込み部品の成形を行います。高い圧力をかけて高速で製品の成形を行うので高い生産性があります。さらにプレス加工には一般的なプレス加工と精密プレス加工があり、特に精密プレス加工では複雑で精密な金型を必要とします。

私たちが普段当たり前のように使っているスマートフォン、パソコン、カメラなどに使われている部品、フレームなどは精密プレス加工が用いられています。プレス加工でできる加工はせん断加工、絞り加工、曲げ加工です。それぞれの加工を複数の機械で加工する事によって半オートメーション化も可能です。
ただしプレス加工は刃物で切る、打ち抜くといった加工ですのでどうしても素材が変化してしまうという特性もあります。それによって製品に求められる機能を損なう可能性があるのも事実です。
ですが使う素材を改良したり金型の精度を高める事によって、より製品精度を向上させられるのです。

特に精密プレス加工については金型の精度も必要ですが、素材の特性やその後の処理など、様々な工夫をする事によってより良い精度の製品を作り出す事が可能です。
これらの事から精密プレス加工の金型は非常に重要です。

太陽パーツでは精密プレス加工の金型に必要な精度や形状を忠実に形にします。
精密プレス加工の事、金型の事でお悩みならぜひお気軽にご相談ください。=====================================
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