リング形状の内径真円度を向上させるには

質問

いつもお世話になっております。
配管用ステンレス鋼管40Ａ（ＳＵＳ304、φ48.6、厚さ4.0）を使用し
外径φ48、内径φ44（0、+0.05）、長さ15のリング形状のワークを加工すると
内外径とも歪みが出ており真円度が20～30μになってしまい
外径はともかく内径はゲージが入りません。

加工方法ではございますが、
1、バンドソーにて切断
2、内径をチャックし外径加工
3、外形をチャックし内径加工

試したこととしましては
油圧3爪チャック→円形生爪→機械変更し空圧コレットとトライしましたが
あまり改善されせんでした。
また取しろ、速度、送りはいろいろ試しましたがこちらも変わらなかったです

薄肉の内径加工は実績があり、空圧のコレットを使えば
大体うまくいくのですが今回はてこずっております。
お忙しいとは思いますが、ご教示お願いいたします。

バンドソーでの切断は肉厚が4ｍｍある為可能と判断しました。
当方ではφ48の棒材が入らない為、切断してチャッキングになります。

皆様、お忙しい中ご連絡ありがとうございます。
こんなにコメントいただいたということは、やはり簡単な加工ではないのだと
改めて思いました。
遅くなりましたが現状のご報告です。
バンドソーで切断した際の真円どの変化ですが、材料を長めに切断し
切断した側、切断していない（棒材端面）側を測定しましたが
それぞれ外径が41μ、38μと変わりませんでした。
内径はＶブロックに乗せピックで測りましたが振れは0.5mmでした。

現在旋盤が空かないので旋盤でのご報告は後日になりますが
トライするならははは様のような長めにとって突っ切りで落とすやり方で
進めてみたいと思います。

ご連絡が遅くなりまして申し訳ございませんでした。
長さ30ｍｍで掴んで内外径加工して突っ切りして真円度もう5μとかなり向上しました。

無垢からやったりしましたが変わらなかったです。

とても勉強になりました。ありがとうございました。

回答No.3

noname#230359 · ベストアンサー

肉厚４　L＝15なので
その加工は難しいと思います

素材のまま外形内径を旋盤で加工
つっきりで切り落とし

裏返してタン面仕上げ（生爪作る）←普通の王道

もしくは
マシニングで角ブロックから削りだし←私の王道(マシニンガーだったので)

です

素材　工数けちって
頭使って加工したら
失敗って言うパターンだと思います

難しい加工なので王道で加工するのが吉

補足

ご連絡ありがとうございます。
補足を追加しましたのでご確認お願いいたします。

＞素材　工数けちって
＞頭使って加工したら
＞失敗って言うパターンだと思います

まさにその通りだと思います。

回答No.11

noname#230359

大ロットの加工ならベアリングの製造工程があてはまる。

中ロットの加工ならばバー材加工で、回答3)のはははさんの様な加工

小ロットなら２個分プラス切断代で反転して加工する
切断面は縦軸ロータリーなどで平研するのが一般的では？

多分皆さんの指摘通り掴みひずみが原因でしょうね。
今までセンターレス加工していたのは其れなりに意味があります。

原因を追及するなら
長いめに切断してチャックの口元から50mm程度位置で内外の加工をテスト
してみては如何でしょう。
それが問題なければバー材の加工方法は有効となる。

500/月なら 貫通穴の大きい機械を選定する、
それが許されないなら8インチのチャックを選定すれば
チャックの厚みプラス爪の高さプラスワークの厚み分から掴み代を除いた
長さに切断し加工。
プルフィンガーなどを使い、順次引き出しながら加工する

掴み代の分は捨て材になるが不良品を量産するよりはまし

協力工場に設備が有れば要相談。

突っ切りの時に外径側で8～9割にして
内径溝入れなどを利用して落とせばワークがバイトに引っかかってくれるかも？
外径のみなら、突っ切りバイトに針金などで細工して下に落とさない工夫もあり。

ＳＵＳの場合伸びた切粉はナイフと同じです。
十二分に注意を。

補足

ご連絡ありがとうございます。
補足を追加しましたのでご確認お願いいたします。
このワークは500/月ほどあるようです。

回答No.10

noname#230359

多くの専門家が指摘するバンドソーでの歪は応急的に芯金を入れるとか、コンターマシンで手切するとかで直ぐ試せることです。　　(5)℃素人は口挟むだけで迷惑。

材料４tでは削りシロ多く、３t、3.5tが入手可能なようです。コスト下がるし理屈はさておき変わるかもしれません。

補足

ご連絡ありがとうございます。
補足を追加しましたのでご確認お願いいたします。
材料の変更も考慮したいと思います。

回答No.9

noname#230359

回答(6),(7)氏で趣旨は十二分に伝わると思います
コストダウンによる加工方法の変化

センタレス加工されたものはクランプ行為が有りませんから
外形形状変化は少ないと思います　バンドソーカット時のクランプ圧力が
外形形状変化を起こしている可能性が高い

長尺素材時とバンドソーカット後の形状変化はいかがですか
旋盤主軸が長尺加工ができないのが残念です　これが出来れば回答(3)氏の
方法が王道ですが

バンドソーカットの専用クランプを検討されてはどうでしょうか
薄物リング加工にかなり手こずった苦い記憶が蘇りました

補足

ご連絡ありがとうございます。
補足を追加しましたのでご確認お願いいたします。

回答No.8

noname#230359

バンドソー切断後、外径切削後の真円度をまず何個か調べて傾向を見るべきと思います。

バンドソーのクランプが強すぎてひしゃげてるとかもあり得ないとはいえないですし。(まず無いでしょうか…)

外径切削でゆがんでいる場合、イマオのIDクランプ再度ロック旋盤用とかが33,000円と比較的安価なので試して見るとかいかがでしょう。

ナチュラルロックの旋盤用コンパクト版が有れば突っ張りとして一番良いですけど売ってないし。

以下超超蛇足

回答(5)さんへ
SUS304-TPって普通熱間加工酸洗品とおぼしき外観ですが？
SUS304用溶接継手とか普通に流通してますが？
SUS304冷間加工(引き抜き?)の光輝焼鈍品(BA管)とか高純度配管で良く流通していますが？
何をもって配管用ステンレス管を冷間加工品と見なしたのでしょうか？
あと、冷間加工の加工誘起マルテンサイトも防錆低下問題おこすと思いますがそれは無視ですか？

参考URL：

http://www.imao.co.jp/catalog/imageindexlists2/?categorycode=$WHSGNC

補足

ご連絡ありがとうございます。
補足を追加しましたのでご確認お願いいたします。

回答No.7

noname#230359

おおーっとここも荒れてしますのか？

残留内部応力についてかいてあるが
4mmぐらいのもの
外部応力(切削抵抗で)上書きされてしまうわ

ピンフであがっておいてください

補足

ご連絡ありがとうございます。
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回答No.6

noname#230359

誰も触れていない素材について・・・
＞配管用ステンレス鋼管40Ａ（ＳＵＳ304、φ48.6、厚さ4.0）を使用し

SUS304TPは、一般的には電縫管であるところの SUS304TP-ACかシ－ムレス鋼管
であるところの SUS304TP-S が使われます。また冷間か熱間加工なのかにより
残留応力も大きく異なってくると思われるので、ここをまづ把握して置きたい

精度を求めるならば、当然ながらSUS304TP-Sを使っておられると思いますが。

＞今までのワークは材料支給の特注の精密管で外径はセンタレス加工しており
内径は仕上げのみでした。
・・・
コストダウンという目的で従来の加工方法を変更したいという事なのですね？

回答(5)氏の
＞SUS304の配管は、防錆低下問題等にて溶接（熱）不可、歪み取りの焼鈍（熱）不可
なので、冷間加工にて加工硬化が進行し、内部応力が大量に発生しているのも原因と推測。
・・・・・
貴様の勝手な推測だけで好き勝手なことを書くべきでは無いだろう？

さらに
「SUS304　内部応力除去、振動」検索エンジンのリンクとは正に丸投げ
憤りを超えて笑えてしまうのは、私だけだろうか。。。
余りに無責任過ぎて頭が痛いですのは私だけ？
流石に釣師アホターに乾杯。

振動式応力除去装置などという製品が在ること自体を知らなかった。
本当に出来たら凄い。餌を与えることになるが流石に釣師アホターに乾杯。
下手な鉄砲も数撃ちゃ当たるという諺が適当であろうと思うが必要悪なのかね

あ・・・ピンフにタンヤオ、そしてドラ2 までついちゃった・・・

補足

ご連絡ありがとうございます。
補足を追加しましたのでご確認お願いいたします。
材質はＴＰ－Ｓです。

回答No.5

noname#230359

加工手段や方法を一考されていますが、

SUS304の配管は、防錆低下問題等にて溶接（熱）不可、歪み取りの焼鈍（熱）不可

なので、冷間加工にて加工硬化が進行し、内部応力が大量に発生しているのも原因と推測。

ですから、加工でその均衡をカットすると、予想をしない歪みが発生します。

振動が効果的かな？

上述URL“SUS304　内部応力除去　振動”紹介目的は、内部応力除去が真の目的ではない。

安易に“応力除去焼きなまし（アニール）”をすると、ダイジェスト版記載を確認すれば、

弊害の方が大きいことが確認でき、質問者が興味がある内容を選択できるメリットがある

表示方法です。（以前から、同様の目的で同仕様のURL掲載を使用しております）

質問者さんに於かれましては、外野記載は記載で、そのように活用ください。

小生の投稿からでしょう、内部応力へのアプローチは。
その種の発想も、原因確認と対策には必要ですし、アニール等の誤った見地での対策もＮＧ。

参考URL：

http://www-it.jwes.or.jp/qa/details.jsp?pg_no=0040020480 http://en.nc-net.com/knowledge/morilog/detail/27799/ https://ww

補足

ご連絡ありがとうございます。
補足を追加しましたのでご確認お願いいたします。

回答No.4

noname#230359

素人の戯言ですが
材料の配管用ステンレス鋼管40Ａの精度がどのくらいでしょうか？

この加工は厚み4.0のリングを外径、内径の加工で
厚み2.0に加工している内容だと思うのですが、
元々のステンレス鋼管の新円度や厚みバラつきが仕上がりに影響するのでは？

もともと内径が楕円だと仮定した場合
>2、内径をチャックし外径加工
>3、外形をチャックし内径加工
内径を円形に補正しつつ外径加工→加工後楕円に戻る。
外径を円形に補正しつつ内径加工→加工後楕円に戻る。
を繰り返しているのではないでしょうか？

補足

ご連絡ありがとうございます。
補足を追加しましたのでご確認お願いいたします。

回答No.2

noname#230359

貴社で類似ワークで実績があるということは、先ずはバンドソーの切断に
よる影響の有無の確認が第一歩と考えます。
バンドソーでワークを長めに切断し、
?切断してない側
?切断した側
をそれぞれチャッキングした際の、スモールによる内外径の振れを機上
でご確認下さい。

初期歪みが大きい場合は、バンドソーの送りを上げ下げしてみることを
提案いたします。
（送りを下げると、加工硬化した部位を長時間かけて切断することにな
るので、却ってよくないかもしれません）

多少荒れかけましたが、過去との比較においてステンレス管の
バンドソー切断がひとつのカギになっていそうですので、
ご確認ください。

補足拝見しました。
バンドソーによる潰れよりも、素材の内外径同心度が悪いですね。
外径荒加工→内径荒加工で心を合わせてから仕上げ加工を行なえば、
改善しそうです。

補足

早速のご連絡ありがとうございます。

言葉が足りず申し訳ございません。
補足させていただきます。
今までのワークは材料支給の特注の精密管で外径はセンタレス加工しており
内径は仕上げのみでした。

バンドソーが原因とも思っていましたが、削り残しもなかったので
問題なしとの認識でした。
切断後の振れを調べたいと思います。

ご連絡ありがとうございます。
補足を追加しましたのでご確認お願いいたします。

回答No.1

noname#230359

まず問題となっている歪の原因が何処にあるのかを調べる必要があります。
大雑把に言えばクランプ歪なのか、それ以外なのか。

> 薄肉の内径加工は実績があり、空圧のコレットを使えば
> 大体うまくいくのですが今回はてこずっております。

この事から作業手順に問題が無いのだとしたらクランプ歪ではない
他の要因（残留応力等）と思われますが、
歪とクランプとの間に相関はあるのでしょうか？

その辺をまず明確にしておかないと的を外した回答が乱立すると思います。

そういう事ですか。

とするとクランプ歪の線が濃厚ですね。
どちらにせよ確認は必要と思いますが。

クランプ歪が原因だとすれば、工程を追加しないと難しそうですが
> 2、内径をチャックし外径加工
これも空圧コレットでしょうか？
もしこれが３爪チャック等でしたら、ここを改善すれば行けそうな気がします。
開きヤトイ（マンドレル）とか端面押さえ（事前にステ加工要す）とか。

くどいようですが、加工前・加工後の歪を確認して
どの工程に問題があるのかを調べる事が先決です。

その後どうなってるんでしょうか？

補足

早速のご連絡ありがとうございます。

言葉が足りず申し訳ございません。
補足させていただきます。
今までのワークは材料支給の特注の精密管で外径はセンタレス加工しており
内径は仕上げのみでした。

今回は規格の材料を自給し、外形を旋削し、内径も4ｍｍあるので
工程からすると別物になるのかなと思います。

ご連絡ありがとうございます。
補足を追加しましたのでご確認お願いいたします。