NOCK Industrial-CNCカスタム機械加工工場のアルミニウム部品機械加工は、技術設計、仕上がりの品質に完璧な注意を払って製造され、世界中に販売されています。 この製品は、優れた性能であるだけでなく、優れたアフターサービスの信頼性でも知られています。 さらに、この製品は、刺激的なインスピレーションと強力な創意工夫によって設計されています。
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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。
「『本当ですか？』と思ったんです」これには22年かかります。 本当に今から別のビジネスを始めたいのですか？」とクリスティーンは思い返します。
しかし、ためらいは長くは続きませんでした。 昨年 10 月、ベンダー家はウォータールーの RJB マシニング事業の隣に KW Anodizing Ltd. を設立しました。
彼らは、この地域のハイテク企業向けにカメラ、レーザー、その他のエレクトロニクス製品の部品を製造する機械加工事業の存続を守るには、陽極酸化処理施設が最善の方法であると認識しました。
新しい施設は、RJB の顧客向けに中規模の陽極酸化作業を行う能力と、地域内の他の機械工場からの下請け作業を行う能力を備えています。 金属に黒と透明の陽極酸化、黄色と透明のクロメートコーティングを行うことができます。
陽極酸化は、アルミニウム部品を電解質溶液の槽に入れ、そこに電流を流し、金属に丈夫で耐性のある皮膜を浸透させるプロセスです。
塗装とは異なり、膜が金属に浸透して仕上がりの外観を与えます。 これは、カメラのレンズの周りやスマートフォン、音楽プレーヤーなどに見られる、洗練された黒い金属の外観です。 航空機産業の部品も陽極酸化処理されます。これは、このプロセスにより応力下での金属の耐久性が向上するためです。
もちろん、陽極酸化処理は精密部品の加工とは全く別の仕事です。 それには、化学溶液、洗剤、染料、そして沸騰したお湯の大きなタンクが必要です。 「私たちにとっては全く違う世界だったので、少し怖かったです」とロンは言う。
陽極酸化ラインの設置には100万ドル近い投資が必要であったため、ビジネスの観点からもリスクがあった。 そして、陽極酸化処理は、ベンダー家が部品から得られる金額のほんの一部、おそらく 10 分の 1 にすぎません。これが、彼らがその作業を長年にわたって委託することに意味がある理由を説明しています。
しかし、顧客の厳しい要件により、行動を余儀なくされました。 小規模の陽極酸化処理下請け業者は、部品の最終的な外観や機能に非常にこだわるハイテク顧客を満足させる最新技術を持っていない可能性があります。
「これが私たちのニッチ分野です」とロンは言います。 「私たちの細部へのこだわりは非常に高いです。」金属部品が適切に洗浄されていないために、小さな穴や角に少量の油が詰まった場合でも、陽極酸化皮膜が均一でない可能性があり、非常に高価な部品を廃棄することになる可能性があると彼は言います。
「カメラ部品など、私たちが製造する部品の多くは非常に高い外観仕様を持っています」とクリスティーン氏は言います。
オンタリオ州には、より新しい設備を備えた大規模な専門の陽極酸化工場があるが、それらの施設は大量かつ迅速な生産の仕事を望んでいる、と彼女は言う。 「彼らは、私たちの部品を赤ちゃんにする必要があるのと同じように、私たちの部品を赤ちゃんにする必要を望んでいませんでした。」 RJB で 66 人を雇用するベンダー家は、隣に借りていた建物から一部の機械加工装置を移設するために、コルビードライブにある本社工場に約 8,000 平方フィートの敷地を追加しました。 その後、水と電解質溶液用の 18 個のタンク、ラック、濾過装置を含む陽極酸化装置が隣に設置されました。
陽極酸化処理施設は、最新のきれいな空気と水の濾過装置を備えて建設されました。 「最新のテクノロジーを活用することができました」とロンは言います。
RJB の従業員の 1 人である Emil Spatar が、KW Anodizing のゼネラルマネージャーに昇進しました。 ルーマニア出身のスパタール氏は、細部にまで目が行き届き、勤勉な従業員であることをすでに証明していました。
陽極酸化は彼にとって大きな学習曲線でしたが、「彼はここにいるほとんどの人より陽極酸化についてよく知っており、その背後にある品質とそれがどのようなものであるべきかを理解していました」とロンは言います。 陽極酸化処理施設は 3 人で運営されています。
ベンダーたちが満足するまですべてが機能するようになるまで、3 月までかかりました。 「しかし今では、実際に予想よりも少し良い品質が得られています」とロンは言います。 「素敵で豊かな色が得られます。」ベンダーズ社は、他の機械工場から契約を獲得することで、3,300 平方フィートの施設の収容能力を満たすことを望んでいます。 「ここには十分な市場があると思います」とロンは言う。
RJB の書籍を担当するクリスティーン氏は、同社が社内で陽極酸化処理を行っているため、機械加工事業におけるスクラップ率が低下しており、「それが全体のコスト削減に役立っている」と述べています。彼らの機械は多くの部品を繰り返し製造することがなくなり、より多くの作業が可能になります。 「スループットが速くなりました」と Ron 氏は言います。
ベンダー家が陽極酸化への投資を開始した 2009 年、製造業は深刻な不況に陥っていました。 「しかし、不景気がビジネスを始めるのに最適な時期である場合もあります」とロンは言います。
「私たちはそれをやらないわけにはいきませんでした」とクリスティーンは今言います。 「22年間事業を続けてきたにもかかわらず、私たちがまだ終わっていないことは明らかであり、事業を存続させるためには前進し続けなければなりません。
