アルミ部品の加工変形には、材質、部品形状、製造条件などに起因する様々な原因が考えられます。 主にブランクの内部応力による変形、切削力や切削熱による変形、クランプ力による変形が含まれます。




1 加工変形を低減するための工程対策 1． ブランクの内部応力を軽減します。 自然または人工の時効処理と振動処理により、ブランクの内部応力を部分的に除去できます。 前処理も有効な処理方法です。 ヘッドが太く耳が大きいブランクは、余裕が大きいため加工後の変形も大きくなります。 ブランク材の余剰部分を予め加工し、各部のマージンを少なくしておくと、後工程での加工変形を軽減できるだけでなく、一定期間放置後の内部応力の一部を解放することができます。 2. 工具の切削能力を向上させるには、工具の材質と幾何学的パラメータが切削力と切削熱に重要な影響を与えます。 部品の加工変形を軽減するには、工具を正しく選択することが非常に重要です。


1) 工具の幾何学的パラメータを合理的に選択します。 すくい角：刃の強度を維持する条件下では、すくい角は適度に大きくする必要があります。 鋭利な刃先を研削できる一方で、切削変形を低減し、切りくずの除去をスムーズにし、切削抵抗と切削温度を下げることができます。 ネガティブレーキツールは使用しないでください。 バックアングル: バックアングルのサイズは、バックカッター表面の摩耗と加工面の品質に直接影響します。 切削厚はバックアングルを選択する際の重要な条件です。 荒加工では、送り速度が大きく、切削負荷が大きく、発熱量も大きいため、工具の放熱条件が良好であることが要求されます。 したがって、バックアングルは小さくする必要があります。 仕上げフライス加工では、逃げ面と加工面との摩擦を軽減し、弾性変形を軽減するために刃先を鋭利にする必要があります。 したがって、バックアングルを大きくする必要があります。 ねじれ角: フライス加工をスムーズにし、フライス加工力を軽減するには、ねじれ角をできるだけ大きくする必要があります。 主偏向角: 主偏向角を適切に小さくすると、放熱状態が改善され、処理領域の平均温度が低下します。


2) ツール構造を改善します。 フライスの刃数を減らし、切りくず保持スペースを増やします。 アルミニウム部品は塑性が大きく、加工時の切削変形が大きく、切りくず保持スペースが大きいため、切りくず保持溝底の半径を大きくし、フライス刃の数を少なくすることが望ましいです。 カッター歯の精密な研磨。 カッター歯の刃先の粗さ値は RA = 0.4um 未満である必要があります。 新しいナイフを使用する前に、ナイフの歯を研ぐときに残ったバリやわずかな鋸歯状の部分を取り除くために、細かいオイルストーンでナイフの歯の表と裏を丁寧に研ぎます。 これにより、切削熱が低減されるだけでなく、切削変形も比較的小さくなります。 工具摩耗基準を厳密に管理します。 工具が摩耗すると、ワークの表面粗さが増加し、切削温度が上昇し、ワークの変形が増加します。 したがって、耐摩耗性の良い工具材料を選択することに加えて、工具摩耗基準は 0.2mm 以下である必要があります。そうしないと、切りくずが堆積しやすくなります。 切断中は、変形を防ぐため、ワークピースの温度が 100 ℃を超えないようにしてください。


3. ワークのクランプ方法を改善。 剛性の低い薄肉アルミワークの場合、次のようなクランプ方法を採用することで変形を軽減することができます。 薄肉ブッシュ部品の場合は、3本爪セルフセンタリングチャックやスプリングコレットでラジアル方向にクランプし、加工後に緩めた後、ワークの変形は避けられません。 この際、剛性の良い軸方向端面圧縮法を使用してください。 部品の内穴で位置決めし、ねじ付きマンドレルを自作し、部品の内穴に挿入し、端面をカバープレートで押さえ、ナットで締め付けます。 外周加工時のクランプ変形を回避でき、良好な加工精度が得られます。 薄肉の板金ワークを加工する場合は、均一に分散されたクランプ力を得るために真空吸着カップを選択し、ワークの変形を十分に防ぐことができる小さな切削パラメータで加工するのが最善です。 また、梱包方法も可能です。 薄肉ワークの加工剛性を高めるために、ワーク内に媒体を充填し、クランプ時や切削時のワークの変形を軽減します。 たとえば、3% ～ 6% の硝酸カリウムを含む尿素溶融物をワークピースに充填します。 加工後、ワークを水またはアルコールに浸し、フィラーを溶かして流し出します。




4. 高速切削に向けて合理的に加工を行った場合、取り代が大きく断続切削となるため、フライス加工時に振動が発生しやすく、加工精度や面粗さに影響を与えます。 したがって、NC高速加工工程は、一般的に荒加工→中仕上げ→隅洗浄→仕上げ加工などに分けることができます。 高い精度が要求される部品の場合、二次仕上げ、中仕上げを行った後、仕上げ加工を行う必要がある場合があります。 荒加工後に部品を自然冷却することで、荒加工による内部応力を取り除き、変形を軽減します。 荒加工後の取り代は変形量より大きくしなければなりません（通常1～2mm）。 仕上げ加工中、部品の仕上げ面は均一な取り代（一般に0.2～0.5mm）を維持する必要があり、これにより工具は加工プロセス中に安定した状態にあり、切削変形を大幅に低減し、良好な表面加工品質を得ることができ、良好な表面加工品質を得ることができます。製品の精度。 2 上記の理由に加えて、実際の操作では操作方法も非常に重要です。


1. 取り代が大きい部品では、加工時の放熱状態を良くし、熱の集中を避けるため、対称加工を採用する必要があります。 厚さ90mmの板を60mmに加工する必要がある場合、片面をすぐにフライス加工し、もう一方の面を一度に最終サイズまでフライス加工すると、平面度は5mmに達します。繰返し対称加工を採用した場合、最終寸法まで各辺を2回加工し、平面度0.3mmを確保します。 2. プレート部品に複数のキャビティがある場合、加工中に 1 つのキャビティと 1 つのキャビティという逐次加工方法を採用すべきではありません。これにより、部品に不均一な応力や変形が発生しやすくなります。 複数層の加工を採用しており、各層は可能な限りすべてのキャビティに同時に加工され、その後次の層が加工されることで、部品に均等に力がかかるようにし、変形を軽減します。 3. 切削パラメータを変更することで、切削抵抗と切削熱を低減できます。 切削パラメータの３要素のうち、バックドラフトは切削抵抗に大きな影響を与えます。 取り代が大きすぎて一度の工具歩行による切削抵抗が大きすぎると、部品の変形だけでなく、工作機械主軸の剛性に影響を及ぼし工具の耐久性が低下します。 バックナイフの量を減らすと生産効率が大幅に低下します。 しかし、NC 加工では高速ミーリングによりこの問題を解決できます。 バックドラフトを低減しながら、その分送りを上げて工作機械の回転速度を上げれば、切削抵抗を低減でき、加工効率を確保できます。


4. 切る順番に注意してください。 荒加工では加工効率の向上と単位時間当たりの切削速度の追求を重視します。 一般的にはリバースミリングが使用できます。 それは、ブランク表面の余分な材料を最速かつ最短時間で切り取り、仕上げに必要な幾何学的輪郭を基本的に形成することです。 仕上げは高精度・高品位を重視し、フォワードミーリングを採用。 前進フライス加工中にカッター歯の切削厚さが最大からゼロまで徐々に減少するため、加工硬化度が大幅に低下し、同時に部品の変形度も減少します。 5. 薄肉ワークの加工中のクランプによる変形は、仕上げ加工であっても避けることが困難です。 ワークの変形を最小限に抑えるために、仕上げ加工が最終サイズに達する前にプレス部分を緩め、ワークを自由に元の状態に戻し、能力に応じてわずかにプレスすることができます。理想的な加工効果を得るために、ワークをクランプ（完全に手の感覚）します。 つまり、クランプ力の作用点は座面が最も優れています。 クランプ力はワークの剛性が良好な方向に作用する必要があります。 ワークにガタが出ないことを前提とすると、クランプ力は小さいほど良いです。 6. キャビティのある部品を加工する場合、フライスをドリルビットのように部品に直接突き込まないよう注意してください。フライスの切りくず保持スペースが不足し、切りくずの排出がスムーズに行われず、過熱、膨張、工具のつぶれ、工具の破損、および破損の原因となります。部品のその他の有害な現象。 まずフライスと同じサイズ以上のドリルでカッター穴を開け、次にフライスでフライス加工します。 あるいは、スパイラル切断プログラムを CAM ソフトウェアで作成することもできます。 アルミ部品の加工精度や表面品質に影響を与える主な要因は、加工工程において変形しやすいことであり、作業者には一定の作業経験と技能が求められます。


原題：アルミ加工変形を軽減する工程対策と運用スキル！機械加工の超実践知識！記事の出典：WeChat公式アカウント：世界先進製造技術フォーラム、注目の追加を歓迎します！記事の出典を明記してください。

アルミニウムは自然界に豊富に存在する元素です。 軽量、延性が良く、加工が容易、耐食性などの利点があります。 航空アルミニウムの主材料はアルミニウムに加えて、アルミニウム合金の金属であるマグネシウムも添加されています。 アルミニウム合金は工業生産において重要な原材料です。 密度は低いですが強度は高いです。 高級鋼に近い、もしくはそれ以上の材質です。 可塑性が良好です。 さまざまなプロファイルに加工できます。 導電性、熱伝導性、耐食性に優れています。 産業界で広く使用されています。 特に自動車産業の分野ではアルミニウム合金部品が大半を占めています。




アルミニウム合金部品は、材質の特殊性により、高い加工技術が要求されます。 バリは、機械加工工程において、刃物による金属の押し出しによって発生します。 アルミニウム合金機械加工部品のバリ取りは、生産プロセスにおいて不可欠なステップです。 バリ取り工程の品質は部品の製品品質に直接影響します。 ロボットローディングsycotecの高速電動スピンドルは高いバリ取り効率と高精度を備え、産業オートメーションを実現し、加工企業の長期的発展にとって非常に重要です。産業用ロボットスピンドルによる航空アルミニウム部品のバリ取りの原理は類似しています。手動バリ取りですが、動力をロボットに変更します。 プログラミング技術と力制御技術のサポートにより、フレキシブルな研削（圧力と速度の変換）を実現し、ロボットバリ取りのメリットを顕著に発揮します。 これは、航空アルミニウム部品の非常に一般的な自動バリ取り方法です。航空アルミニウム部品のバリ取りでは、主軸の出力に対する要件はほとんどありませんが、主軸の精度と速度に対する要件は高くなります。 速度が遅く精度が低いとバリ取りの効果が不十分になります。 Kasite 4036 DC-T ER11 高速電動スピンドルは、最大速度 60000 rpm、最大出力 850 W、コーン振れは 1 m 以内です。 ER11チャックを搭載しており、abb、KUKA、stauberなどの産業用ロボットに適用できます。


Kasite 4036 DC-T ER11 は、ラジアル・アキシャル・フレキシブル・フローティング・システムを備えたバリ取り高速電動スピンドルです。 ワークとの接触圧力は空気圧で調整でき、圧力を 360 で一定に保つことができます。 複雑な形状の部品加工や位置決め寸法に一定の誤差（一定範囲内）がある場合、主軸が径方向または軸方向に自動的にオフセット・フローティングし、正確なバリ取り効果が得られます。

アルミニウムは、その比較的希少性により、19 世紀前半には「貴重な」金属とみなされていました。 1855 年のパリ博覧会では、アルミニウムの棒が驚異として展示されました。 今ではもちろんアルミが主流です。 しかし、少なくともエンジンブロックとホイールがなければ、北米車への応用となると、ある意味ではやや高価に思えます。 実際、米国のボディ用途を見ると、欧州メーカー向けのドア、ボンネット、フェンダー、デッキリッドと比較すると、その差は驚くべきものとしか言いようがありません。 トーマス P 氏によると、 ガノン氏、営業担当副社長 & Alcan Aluminium Corp. マーケティング、産業および自動車製品 (ミシガン州ファーミントンヒルズ) では、北米ではアルミニウム製ドアが製造されていません。 一方、ヨーロッパでは、35 万ドルのマイバッハ (A) から 12,000 ドルの VW ルポに至るまで、アルミニウム製ドアが製造されています。 軽量素材を活用している自動車メーカーには、ジャガー (B)、アストン マーティン、ロータス、アウディなどの有名ブランドだけでなく、スマートやプジョーなどのより入手しやすいブランドも含まれます。 おそらく、事実上、ヨーロッパ人はガラスケースの中のアルミニウムの棒を乗り越えたのに対し、米国人はそれを乗り越えたのだろう。 いくつかの例外を除いて、メーカーは依然としてアルミニウムを検討中です。 これは、北米でアルミニウムが大量に使用されていないということではありません。 そうです。 ガノン氏によると、北米では輸送市場全体がアルミニウムの最大のユーザーであり、輸送分野では乗用車市場が最大で、そのうちの約53億ポンドを占めているという。 そして、自動車を重量の観点から見ると、アルミニウムは鋼鉄、鉄に次いで 3 番目に多く使用されている材料です。 ガノン氏は「2001年にはプラスチックを2ポンド上回った。 我々は差を広げつつあり、鉄まであとわずか数ポンドとなっている。 おそらく 2007 年までに鉄を追い越すでしょう。」 鉄鋼生産者は、秤の傾きが約 1,800 ポンドであるため、過度に心配する必要はないでしょう。 車に乗って、2位は300ポンドを少し超える程度です。 Ducker Worldwide のレポート「2010 年までの世界の自動車アルミニウム含有量予測」によると、その重量は 318 ポンドになると予測されています。 2010 年までに北米の軽自動車に使用されるアルミニウムの量を削減します。 ギャノン氏は、アルカンではもう少し楽観的で、平均体重は 350 ポンド程度になる可能性が高いと考えていると述べています。 より多くの利用を求める議論は、重量の削減と、消費者が明らかに (1) アメニティが豊富で (2) 大きい車両を求めているという事実に基づいています。 したがって、電動ドア、シート、窓など、ナビゲーション システム、3 列目シート (C) などを搭載するには、これらすべてが重量を増加させるため、自動車メーカーは他の場所で重量を削減する方法と手段を見つける必要があります。経験則では 2 ポンドの鋼の代わりに 1 ポンドのアルミニウムを使用できるため、このことが鋼ではなくアルミニウムを選択する可能性があります。 第二に、サイズの問題があります。 スポーツユーティリティビークルの問題の 1 つは、重心が高いことです。 ギャノン氏は、車両のサイズを維持しながら重心を下げる方法の 1 つは、アルミニウムのボディパネルを使用することだと示唆しています。「サイズや強度を犠牲にすることなく、車両の重量を減らすことができます。」アルミニウムの方が軽いかもしれないが、アルミニウムは衝突エネルギーを予測可能な方法で非常にうまく処理するため、「軽い」ということが「薄っぺら」または「安全でない」と同義ではないと彼は主張する。おそらく依然として高級な素材 (そして、少なくとも鋼と比較して、高級素材であり続ける可能性が高い素材) について考慮できることの 1 つは、その価値を維持することです。 ギャノン氏は、アルカンがフォード・シカゴ・スタンピング工場でフォードと共同開発したクローズド・ループ・リサイクル・プロセスを挙げている。 そこでは、年間約 130 万個のボンネットにスタンプが押されています。 ホルモンが入っています。 そして、（おそらく）いくつかのスクラップがあります。 AA6111 スクラップは他の材料から隔離して保管されます。 それは束ねられて、ニューヨーク州オズウィーゴにある Alcan の工場に輸送され、そこで溶解されてから、アルミニウム シートに巻き戻されます。 その後、シートはシカゴ スタンピングに返送され、そこでさらにフードに加工されます。 この材料は劣化しないので、ボンネットからエンジンブロックまでではなく、ボンネットからボンネットまでつながっている（AA6111に他のアルミニウム合金が混入していれば、そのようになるだろうとガノンは認めている）。 つまり、ここでの問題は、素材を再利用することで実現できる価値があるということです。 (ヨーロッパでは、OEM が使用済み製品のリサイクルを処理する必要があるため、これはアルミニウムの使用を正当化するのに役立ちます。) A.) マイバッハ 57 のホイールベースは 133.5 インチです。マイバッハ 62 のホイールベースは 150.7 インチです。 後者は、世界最長の量産車であると言われています (全長: 242.5 インチ)。 ドアはアルミの検討です。 ドアアウターだけでなく他の部品もアルミ製です。 窓の周囲は、レーザー溶接された複数のチャンバーの押し出し材で製造されます。 内部コンポーネントとヒンジ補強材の製造には、熱 (最高 500 ℃) と圧力の両方を必要とする超塑性成形が使用されました。 マイバッハのボディシェル上のその他のアルミニウム パネルは、ルーフ、ボンネット、フロント フェンダーです。 マイバッハ 57 のボディシェルの総重量は 1,289 ポンドです。 1,368ポンドです。 マイバッハ62用。 B.) XJ8 はアルミニウムを多用した車両で、XK の後継車 (X150) の生産など、ジャガーが時間の経過とともに行うことの先駆者であると思われます。 こちらはR-06のコンセプトです。 アルミシャーシを採用しています。 ボディはアルミニウムと複合素材を組み合わせたもの。 21インチ。 ホイールももちろんアルミです。 ただし、アルミニウム製のエンジンブロックはありません。 むしろ、V6 ディーゼル (2004 年半ばの 5 タイプに使用される) には、圧縮された黒鉛鉄ブロックが搭載されています。 C.) どうやら、ユーコンの 3 列目シートの重量を相殺するために、GM のエンジニアは GMT 830 車のリフト ゲートをアルミニウムに変更したようです。 Gannon 氏によると、プレス加工されたアルミニウム部品は、スチール製部品と同じ速度で稼働します。

航空機メーカーへの影響について説明を受けた関係者によると、偽造データで製造されたアルミニウム部品は現在ボーイング社のジェット旅客機で飛行しており、同社のすべての商用製品に広く使用されていたという。 この物質が安全性上の懸念を引き起こす可能性は低いと、その関係者は付け加えた。 しかし、この問題は航空機メーカーにとって大きな頭痛の種となっており、疑わしいアルミニウムをすべて考慮し、すべての部品が規制基準を満たしていることを確認する必要がある。 ボーイング（BA）は、日本の金属会社との問題について通知を受けていたことを認めた。 ボーイングは「サプライヤーと緊密かつ継続的に協力してきました... 当社のサプライチェーン全体にわたる包括的な検査と分析を含め、タイムリーかつ適切な措置を確保する」と広報担当者は声明で述べた。 ボーイング社は「これまでの調査では、この問題が安全上の懸念を示していると結論付けるものは何もない」と述べた。 神戸製鋼の不祥事は日本企業を揺るがし、航空宇宙、自動車製造、鉄道業界の世界的なサプライチェーン全体に懸念を引き起こした。 関連：神戸製鋼株が再び暴落。 偽データスキャンダルを乗り切ることができるでしょうか?神戸製鋼所は、自動車から防衛機器、航空機に至るまで、数百社のさまざまな製品に使用されるアルミニウムと銅の品質と強度に関するデータを捏造したことを認めた。 同社は、最初の調査結果について広範な調査を行っていると述べた。 疑惑のアルミニウムは、ボーイング社のジェット機の主要構造部分を製造する日本のメーカー、三菱、川崎、スバルの部品の製造に使用されているほか、ボーイング社のジェット機の飛行制御を動かすアクチュエーターと呼ばれる機械部品を航空機メーカーに供給しているナブテスコの部品にも使用されている。 スバルの広報担当者は、「どの部品にこの鋼材が含まれているか、また何らかのリスクがもたらされるかどうかを確認するために、サプライヤーベースとこの状況を調査中である」と述べた。三菱重工業とナブテスコはコメント要請に応じていない。 神戸製鋼はボーイングの工場に部品を供給する企業に対し、自社が製造する部品の材質特性を証明するデータの提出を求められている。 構築に使用する材料の一部はテスト用に確保されます。 ボーイングの調査結果について説明を受けた関係者によると、多くの場合、試験で収集されたデータは強度試験に合格せず、無視されたという。 神戸市は金曜日に発表した報告書の中で、「検査項目の一部は…」と述べた。 同社のアルミ製品の検査は実施されず、検査データが書き換えられていた。 コービー氏は、問題のアルミニウム部品は2016年9月から2017年8月の間に製造されたと述べたが、ボーイングとそのサプライヤーは影響の程度を判断するためにさらに遡って調査していると述べた。 新型三菱リージョナルジェットの製造会社である三菱航空機は、影響を受ける部品が現在飛行している試験機に使用されていると述べた。 量産標準航空機は2020年まで納入されない。 ボーイングのライバルであるエアバスの広報担当者は、同社の旅客機にはコービーアルミニウムを使用していないが、新型A350 XWBの着陸装置の一部はコービーのチタンから鍛造されていると述べた。 コービーはまた、エアバス社のジェット機の多くで飛行するエンジン用の非アルミニウム部品も供給している。 神戸市は、データ改ざんに関する調査の一部にチタンが含まれていることを示唆していない。