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材質ADC12形状Dφ87dφ83L120の内径…

材質ADC12形状Dφ87dφ83L120の内径加工真円度問題 タイトルにある筒形状のアルミダイカスト品の片側8mm程度を旋盤三爪チャックでクランプ(ワークL120mmで爪掴み代8mm)し、反対側からL95mm程度内径加工をしているのですが、真円度要求が15μ以内と厳しく、公差をクリア出来ません。 調査を行っているのですが、チャックに近い部分は三爪のおむすび形状の歪が出て、チャック圧の改善や爪当りの改善でクリア出来たのですが、爪から離れるに連れて真円度形状が楕円になり大きくなっていて、公差を越えてしまいます。 突き出しが長いと思うのですが、チャッキング代を変える事が出来ません。加工の面から保持方法でよい方法が無いでしょうか。 また、ワーク全長が短いL50mm程度のワークでも同様の不具合が出る事があります。素材の前工程やアニール処理にも問題があるのではと考えています。当社では鋳造→アニール(250℃2H)→ショット→塗装→加工とになっているのですが、工程やアニール条件等おかしい所はありませんでしょうか。アドバイスお願いします。

noname#230358
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noname#230359
noname#230359

natuoさんの回答を見て思い出しました。 チャックは、通常ワークを開いたり、つかんだり しますが、ワークのZ方向を押さえる『サンド イッチチャック』を採用すれば、チャック変形は ほぼ0になります。(12μm以下の水準) また、チャック部から離れると楕円形状の現象が 現れる原因は、おそらく主軸中心とワーク回転中心 がズレているからだと考えます。(ポリゴンと同じ) これも、サンドイッチチャックを採用すれば把握 力は格段にアップするため解決すると考えられます。 『サンドイッチチャック』 チャックに引き込みバーをつけ(チャック閉操作で 引張る)、ワーク外径のガイドとなる内径で中心を 出す。ワークはキャップでZ方向を押さえる。引き 込みバーがキャップを引張り、チャックとキャップ でワークをはさむ。(サンドする。) 量産性もそこそこです。(キャップの着脱が毎回 増える。)略図は書けませんが、悪しからず。 この方法で真円度が規格を満足しないなら、ブランク 形状設計変更しかない、最終兵器です。イメージでき ましたでしょうか?

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質問者からのお礼

ご連絡ありがとうございます。 非常に参考になりました。 フェースクランプと解釈したので、早速トライ準備を進めています。 新規仕様の検討にも是非採用して行きたいと思います。 また、判らない事が出てきましたら教えて下さい。

その他の回答 (10)

  • 回答No.10
noname#230359
noname#230359

現状でチャッキング力を多くしていくと製品部に変形が起きているかどうかをダイアルで確認することですね。それとDC品の根本問題とかいたのは剛性がないために加工中に材料が逃げてしまっていないか また素材の形状に強い部分と弱い部分があって 逃げる量が変化してしまうかということを確認ください。削り量を少なくしてもんだいがかい決できればいいのですがこんなことはもうトライしてますよね。  

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質問者からのお礼

早速のご連絡ありがとうございます。 チャッキング力を増していくと、チャック付近にしか発生していなかったおむすび形状が、チャックから離れたワーク先端にも発生します。楕円形状はなくなります。現在、公差をクリア出来る良い設定値が見つかっていない状況です。 SCLさんの言っている通り、チャックする部分の低面にリブ形状が無いなど、素材剛性が低い事が考えられます。金型形状を見直して欲しいのですが、直には改善出来ないと金型屋にも言われています。当社は金型屋と加工屋が別々で、非常に良くない体質でもあります。今後は、加工の不具合をフィードバックして金型設計製作にも、積極的に携わって行きたいと考えています。 色々とアドバイス頂きありがとうございました。 また、判らない事があった時はアドバイスお願いします。

  • 回答No.9
noname#230359
noname#230359

こんばんは >突き出しが長いと思うのですが、チャッキング代を変える事が出来ません。加工の面から保持方法で >よい方法が無いでしょうか。  もしよろしければ下図のようなパイプ状の保持治具(断面図)つくられたらいかがでしょうか *=ワーク(アルミダイカスト品のパイプ) ☆=連動チャックに掴めるような、ワークより大きめの下図のような保持治具を作る。 S= ワークを外周から抑えるように1箇所8箇所×2箇所の16箇所位で軽く回転中に振れない・    ビビラ無いように、またワークが変形しないように軽くネジで平均に抑える。 M=Sのネジが緩まないようにナットで軽く締める(8×2=16箇所)。 +=ワークに回転を与える為にチャッキング代部に穴を明けて治具とワークを連結する。   ※Z方向も当てつけ等で位置決め出来ると思います。      S       S      MSM     MSM   ☆☆S☆☆☆☆☆S☆☆☆☆☆☆      S       S        ☆   ************* ☆                        ☆☆☆☆☆☆☆                        ☆☆☆☆☆☆☆                        ☆☆☆☆☆☆☆                       ☆☆☆☆☆☆☆                    +   ☆☆☆☆☆☆☆   ***********+* ☆      S       S    +   ☆   ☆☆S☆☆☆☆☆S☆☆+☆☆☆     MSM     MSM   +      S       S  Sのボルトで回転を与える作用をさせなくてもいいので、保持時のパイプ変形は微量で、心だしをそれなりにしてからこの治具を3爪に銜えて加工すれば15μm以内にはいる可能性が高いと思います。 それでは

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質問者からのお礼

アドバイスありがとうございます。 実に良い方法だと思うので、トライさせて頂きます。 また、量産品ですので上記の様なチャックになる様に爪の検討したいと思います。 とりあえず、簡易的に作って実験してみます。 やはり、長い突き出しのままでは難しいと言う事ですよね。 図まで書いて頂いて非常に判りやすかったです。 ありがとうございました。

  • 回答No.8
noname#230359
noname#230359

追伸2 先に一般論を書いてしまったが、今回の問題は加工方法が主原因だと思う。それでもダメならDCの根本の問題に突き当たってしまう。 現象としては、三つ爪の把握力によりオムスビ形に変形が起こり、開放されると円がお結びにされるということだと思う。だから対策としては把握力で変形が起きないようにしてやれば解決できると思う。その方法としては、(1)チャック力を落とす。 (2)軸方向に力が働くように加える。(3) 専用コレットで加える。(4)素材がはパイプ状になっているならダミーの芯金を入れて見かけの剛性をあげて変形を押さえる。 (1) 加工が不安定 (2)専用ジグ、難しい(3)捨て加工がいる (4) 可能性あり MCはコスト面で折り合いが難しそう。 ロット毎に状況が変わるということは、DC品の品質向上が必要な気がします。

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質問者からのお礼

色々とアドバイスありがとうございます。 ついでにもう一つアドバイスお願いできませんでしょうか。 チャックに近い所はおむすび形状になってしまうのですが、公差に入っています。チャックから離れた所が楕円形になっていて公差から外れてしまいます。この楕円形を修正したいのですが、突き出しが長いのがまずいのでしょうか。 まだ原因が掴めません。 よろしくお願いします。

  • 回答No.7
noname#230359
noname#230359

追伸です。 内径が83だと温度が10度違うとそれだけで公差外になってしまいます。 測定温度を設定しこう温室で加工の必要があるかと思います。 また変形の問題は、ダイキャスト品の内部に欠陥があるとそれが加工寸法に影響することがあります。 つまり内部品質の良い素材でないと加工で苦労することになります。

参考URL:
http://www7.ocn.ne.jp/~sclab

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質問者からのお礼

たった10度で公差外ですか、、、知らなかったです。当社は北の方にあるので、冬場など恐ろしいですね。調べていくと、ダイカストのロットが変わると状況が変化する事も判っているのですが、、、ダイカストの改善が自分の力では進められない状況にあり、アニールや加工で出来る所迄やりたいと言う所がありました。 色々とアドバイス頂きありがとうございます。 また、何でも良いので気が付いた事があったときにはご連絡お願いします。では、、、

  • 回答No.6
noname#230359
noname#230359

 ご指摘のとおり、NCでも「無理」ではありませんが、かなり「ややこしい」ことになり、あまりお勧めできません。  振れ止めが本当に効果を発揮できるのは、刃と振れ止めの間の距離が変わらないことで一定の状態で切削できる状態を維持しているときです。  一般の振れ止めは結構でかいので、(私たちの学校が持っているNCでは)入れることができないことが多くなります。入れることができても、さらにこれが動くとなると周りの構造にぶつかることもあるので、注意が必要です。  振れ止めは、ねじなどに棒を繰り出して工作物に当てます。このときに振れないようにするために微調整が結構難しいために、ある程度技量が必要になります。  もちろん、機械に余裕があれば入れることは可能だと思います。

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質問者からのお礼

ありがとうございました。 聞いた事をふまえて、検討してみます。

  • 回答No.5
noname#230359
noname#230359

【追加アドバイス】 アニール時間は、一概にいえませんが1Hのものが 多いです。(2Hのものもあります。) 当然ご理解のことと思いますが、荒削後の真円度 が重要ですので(仕上げ代のみ残し)仕上げるつもり で荒削する必要があります。 (以下、余計ですが) 真円度が工程が進むにしたがって、どのように変化 していくかも把握したいですね。 安易に振れ止めを使用するとかえって真円度を悪化 させることがあります。私は、お勧めできません。

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質問者からのお礼

なるほど、、、非常に参考になりました。 振れ止めの使用も難しそうですね。 当社は、製品種が500以上あるので、振れ止めの設定等が困難だと使用が難しいと思いました。 ありがとうございます。

  • 回答No.4
noname#230359
noname#230359

 やはり、チャック代が短いのであれば、振れ止めがいいのではないでしょうか?  NCなら無理な話ですが、汎用旋盤であればテーブルに取り付けておけば、ある程度は振れ回りを抑制することはできます。  ただし使うにはある程度技量が必要ですが。

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質問者からのお礼

回答ありがとうございます。 振れ止めは自分も良いなと思っていました。加工機はNC旋盤ですが、今後検討したいと思っていました。 NC旋盤では、振れ止めを付けるのが無理なのは何故なのでしょうか。また、使用した事が無いのでどの様な技量が必要かも教えて頂けると幸いです。

  • 回答No.3
noname#230359
noname#230359

工程順序は、SCLさんに賛成です。 追加提案は、(塗装は詳細がわからないので無視) 切削で荒削→アニール(2回目)→仕上げです。 また、三つ爪チェックでチャック部近傍の真円度 不具合が解決されたとありますが、規格15μmに対し 無視できる水準2μm以下でしょうか?さらに向上 が必要であれば、エアチャック6爪を提案します。 また、アニール温度を180220°Cではダメですか。 経験上(理論裏付け不明ですが)250°Cは少し高い 感じもします。 チャック代(チャッキング部と理解)が変更できない 等諸条件の中での検討結果は以上です。

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質問者からのお礼

非常に参考になりました。 早速トライアルしてみます。 アニール温度については、残留応力を排除する意味でどの位が良いのか今の所判りません。今、調べているので判ったらお知らせしますが、K1さんの所では、上記温度で何時間程度行っているのでしょうか。教えて頂けたら幸いです。。。

  • 回答No.2
noname#230359
noname#230359

素材形状は変えられませんか?捨てる材料が多くなるのでコストとの相談となりますが 掴む側に製品と関係ない肉厚の部分を作りそこを掴み仕上げた後に突っ切りで落とします。 もしくは旋削後に立MCでボーリングする手もありですね。ワークが回転しない分クランプでいろいろトライ出来ます。

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質問者からのお礼

残念ながら、金型などが絡むので形状の変更が直には出来ない状況です。 MCでのボーリングのトライは面白そうですね。ワークが回転しない分、爪の遠心力膨張などを考えなくとも良いので良いと思いました。 また、アドバイスありましたらお願いします。

  • 回答No.1
noname#230359
noname#230359

ショット工程の後でアニール処理のほうが良いかと考えます。 ショットブラストでかなり応力が残る可能性がある。 また径が不明ですが、公差が厳しくなると温度管理も必要になります。 アルミの膨張係数は鉄の倍ほどあります。

参考URL:
http://www7.ocn.ne.jp/~sclab

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質問者からのお礼

早速の回答ありがとうございました。 アニール後の後にワークが暖かくなっているのは、応力がかかっていると考えてよいのでしょうか。 早速工程を変えて行ってみます。

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