Types of EDM

EDM processes vary and include EDM forming, wire EDM, EDM drilling, EDM grinding and boring, synchronous conjugate rotary EDM, surface strengthening, and engraving. The three most common types are: die sinking EDM, wire EDM, and hole drilling EDM.

Die sinking EDM

The tool electrode, typically made of copper or graphite, can be shaped into any desired form, producing a corresponding cavity in the workpiece.

ワイヤー放電加工機(jī)

Wire EDM is categorized into two types: slow-speed and fast-speed wire cutting. It uses electrode wires (0.1mm to 0.3mm in diameter) to cut through parts with straight textures, such as punch or die hole components.

Hole Drilling EDM

Hole drilling EDM is used to create holes, especially small, deep ones that don’t require deburring. A pulsed cylindrical electrode is used, with dielectric fluid injected into the cutting area as the workpiece is penetrated.

EDM is widely used for machining high-melting-point, high-strength, and high-toughness materials like stainless steel and mold steel, as well as complex molds and parts with specific surface requirements.

Principles of EDM

EDM relies on electrical erosion from pulsed spark discharges between the tool and workpiece (acting as positive and negative electrodes) to remove excess metal, achieving the desired dimensions, shapes, and surface quality.

As shown in the diagram (not included here), the workpiece and tool electrode are connected to opposite poles of a pulsed power source. Tool electrodes are typically made from highly conductive, high-melting-point, erosion-resistant materials like copper, graphite, copper-tungsten alloy, or molybdenum. During machining, the tool electrode experiences some wear, but far less than the material removed from the workpiece, sometimes nearing negligible loss.

The working fluid serves as a discharge medium while also cooling and removing debris. Common fluids include low-viscosity, high-flash-point, stable media like kerosene, deionized water, or emulsions.

When a pulsed voltage is applied and an appropriate gap is maintained between the electrodes, the working fluid is broken down, forming a discharge channel. This channel generates instantaneous high temperatures, melting or vaporizing the workpiece surface material and the working fluid. The rapid thermal expansion in the discharge gap causes an explosion, ejecting a small amount of material and forming tiny erosion pits.

After each pulse, a brief interval allows the working fluid to regain its insulating properties. Repeated pulses continue this process, gradually eroding the workpiece material. A servo system adjusts the tool electrode’s position relative to the workpiece, ensuring consistent discharges until the desired part is produced.

Advantages of EDM

EDM uses electrical and thermal energy, not mechanical force, to remove metal, offering several advantages over traditional machining:

Machining Hard-to-Cut Materials: EDM excels at processing materials that are difficult to machine conventionally, showcasing a “soft overcoming hard” approach. Material removal depends on thermal properties (e.g., melting point, specific heat, thermal conductivity) rather than mechanical properties like hardness or toughness. Tool electrodes don’t need to be harder than the workpiece, making them easier to manufacture.

Complex and Special Shapes: Without relative cutting motion or cutting forces, EDM is ideal for low-rigidity workpieces and micro-machining. The short pulse discharge minimizes the heat-affected zone, making it suitable for heat-sensitive materials. The tool electrode’s shape can be easily replicated onto the workpiece, perfect for thin-walled, low-rigidity, elastic, micro, or complex surfaces like mold cavities.

Automation: EDM’s electrical parameters are easier to control digitally, enabling adaptive and intelligent control for rough, semi-finishing, and finishing stages. Once parameters are set, no manual intervention is needed.

Improved Structural Design: EDM allows for replacing assembled or welded structures with single-piece designs, improving reliability, reducing size and weight, and shortening mold production cycles.

Flexible Process Routes: Unaffected by material hardness, EDM can be performed after quenching, avoiding heat treatment deformation. For example, in die-casting or forging mold production, molds can be quenched to over 56HRC.

Limitations of EDM

Despite its advantages, EDM has certain limitations:

Limited to Conductive Materials: EDM is primarily used for metals and cannot process non-conductive materials like plastics or ceramics. Recent research, however, shows potential for machining semiconductors and polycrystalline diamond under specific conditions.

Low Machining Efficiency: EDM’s material removal rate is typically below 20mm3/(A·min), much lower than traditional machining. It’s often used after mechanical cutting removes most material. There’s also a trade-off between speed and surface quality—fine machining is slow, and rough machining is limited by surface quality.

Accuracy Constraints: Electrode wear during EDM, especially at sharp corners or bases, affects forming accuracy. While modern machines reduce relative electrode wear to below 1% for roughing and 0.1% for finishing, low-wear electrodes for fine machining remain a challenge.

Surface Imperfections: High instantaneous heat creates thermal stress, forming a heat-affected layer or micro-cracks on the workpiece surface.

Minimum Corner Radius: The smallest corner radius achievable is slightly larger than the discharge gap (typically 0.02–0.03mm). Electrode wear or orbital machining increases this radius, preventing perfectly sharp corners.

External Conditions: Discharges must occur in a working fluid to avoid abnormal sparking, which complicates monitoring and limits workpiece size.

Surface Finish: EDM surfaces consist of numerous discharge pits, lacking the “gloss” of mechanically machined surfaces. Polishing is required for a shiny finish.

Technical Expertise: EDM requires significant skill. Success depends on selecting appropriate methods, electrical parameters, electrode setup, positioning, process monitoring, and allowance determination. Experience is critical, especially with less automated equipment.

Materials EDM Work with

Nearly all conductive materials can be machined with electrical discharge machining. The following are the most common materials we work with:

• アルミニウム
• ステンレス
• チタン
• スチール
• Brass/Copper/Bronze

SogaWorks EDM Machining Capabilities

SogaWorks specializes in precision Electrical Discharge Machining (EDM) services. Our advanced EDM capabilities, including wire EDM and hole drilling EDM, enable us to machine materials like aluminum, stainless steel, and titanium with intricate shapes and tight tolerances to +/- 0.01 mm.

What is Electrical Discharge Machining (EDM)?最先出現(xiàn)在SogaWorks。

Around 1500, Italian polymath Leonardo da Vinci sketched a thread-processing device that included concepts for using a lead screw and interchangeable gears to produce threads with different pitches. Subsequently, mechanical thread-cutting methods were developed in the European watchmaking industry. In 1760, British brothers J. Wyatt and W. Wyatt patented a specialized device for cutting wooden screws. In 1778, Englishman J. Ramsden built a thread-cutting device driven by a worm gear pair, capable of producing highly precise long threads. In 1797, Englishman H. Maudslay, using an improved lathe, employed a lead screw and interchangeable gears to turn metal threads with varying pitches, establishing the foundation for modern thread turning.

In the 1820s, Maudslay produced the first taps and dies for thread processing. In the early 20th century, the rise of the automotive industry drove thread standardization and the development of precise, efficient thread-processing methods. Automatic opening die heads and retractable taps were invented, and thread milling began to be used. In the early 1930s, thread grinding emerged. Although thread rolling technology was patented in the early 19th century, its development was slow due to challenges in manufacturing molds. It wasn’t until World War II (1942–1945), when advancements in thread grinding solved mold precision issues, that thread rolling saw rapid progress due to the demands of munitions production.

Threads are primarily divided into connecting threads and transmission threads. For connecting threads, the main processing methods include tapping, threading, turning, rolling, and rubbing. For transmission threads, the primary methods are rough and finish turning followed by grinding, or cyclone milling followed by rough and finish turning.

Category 1: Thread Cutting

Thread cutting generally refers to processing threads on a workpiece using forming tools or grinding equipment. These include turning, milling, tapping, threading, grinding and lapping. During turning, milling, or grinding, the machine’s transmission chain ensures that the tool (turning tool, milling cutter, or grinding wheel) moves accurately and uniformly along the workpiece’s axis by one lead per revolution. In tapping or threading, the tool (tap or die) rotates relative to the workpiece, guided by pre-formed thread grooves to move axially.

1.?Thread Turning

Thread turning on a lathe can be done using a forming tool or a thread comb tool. Turning with a forming tool is commonly used for single-piece or small-batch thread production due to its simple structure. Thread comb tools offer high efficiency but more complex structures, which makes them suitable for medium to large-volume production of short, fine-pitch threads. Ordinary lathes typically achieve a pitch accuracy of Grade 8–9 (per JB2886-81 standard); Specialized thread lathes significantly improve productivity or precision.

2.?Thread Milling

Thread milling is performed on a thread milling machine using a disc-shaped or comb-shaped milling cutter. Disc-shaped cutters are primarily used for milling trapezoidal external threads on screws or worm gears. Comb-shaped cutters are used for milling internal and external standard threads. Since multi-edge cutters are used and their working length exceeds the thread length, the workpiece only needs to rotate 1.25–1.5 times to complete processing, which offers higher productivity. Thread milling typically achieves a pitch accuracy of Grade 8–9 and a surface roughness of 5–0.63 microns. This method is ideal for batch production of general-precision threads or roughing before grinding.

3.?Thread Grinding

Thread grinding uses thread grinding machines to process precision threads on hardened workpieces. It is divided into single-line and multi-line grinding based on the cross-sectional shape of the grinding wheel. Single-line grinding achieves a pitch accuracy of Grade 5–6 with a surface roughness of 1.25–0.08 microns. This method is suitable for grinding precision screws, thread gauges, worms, small-batch threaded workpieces, and precision hobs. Multi-line grinding is further divided into longitudinal and plunge grinding. In longitudinal grinding, the wheel width is less than the thread length, and the wheel moves longitudinally once or several times to achieve the final dimensions. In plunge grinding, the wheel width exceeds the thread length, and the wheel cuts radially into the workpiece. Plunge grinding offers higher productivity but slightly lower precision. It’s suitable for grinding large batches of taps or certain fastening threads.

4.?Thread Lapping

Thread lapping uses softer materials like cast iron to make nut- or screw-shaped lapping tools. These tools rotate in both directions to correct pitch errors in pre-machined threads, improving accuracy. Hardened internal threads are often lapped to eliminate deformation and enhance precision.

5.?Tapping and Threading

Tapping: Rotating a tap with a specific torque into a pre-drilled hole to create internal threads.

Threading: Uses a die to cut external threads on a rod or tube. The accuracy depends on the precision of the tap or die. Although there are many methods for making internal and external threads, small-diameter internal threads can only be produced by tapping. Tapping and threading can be done manually or using lathes, drilling machines, tapping machines, or threading machines.

Category 2: Thread Rolling

Thread rolling uses forming molds to plastically deform a workpiece to create threads. It is typically performed on rolling or rubbing machines or automatic lathes with self-opening thread rolling heads. This method is ideal for mass-producing standard fasteners and other threaded components. Rolled external threads generally have a maximum diameter of 25 mm and a length of up to 100 mm, with a thread accuracy of up to Grade 2 (GB197-63). The blank diameter is roughly equal to the thread’s pitch diameter. Rolling cannot typically produce internal threads, but for softer materials, slotless extrusion taps can cold-form internal threads up to about 30 mm in diameter, with a working principle similar to tapping. Cold-forming internal threads requires about twice the torque of tapping, with slightly higher precision and surface quality.

6. Rubbing

Two thread-forming rubbing plates, offset by half a pitch, are arranged with one plate fixed and the other moving linearly parallel to it. When a workpiece is fed between the plates, the moving plate presses and deforms the workpiece surface to form threads.

7.?Rolling

Rolling is divided into radial, tangential, and rolling head methods:

Radial Rolling: Two (or three) thread-forming rolling wheels are mounted on parallel axes, with the workpiece supported between them. Both wheels rotate in the same direction at the same speed, with one wheel also feeding radially. The workpiece rotates under the wheels’ drive, and the surface is radially pressed to form threads. This method can also be used for rolling low-precision screws.

Tangential Rolling (Planetary Rolling): The rolling tool consists of a rotating central wheel and three fixed arc-shaped plates. Workpieces are continuously fed, offering higher productivity than rubbing or radial rolling.

Rolling Head Rolling: Performed on automatic lathes for short threads. The rolling head has 3–4 rolling wheels evenly distributed around the workpiece. During rolling, the workpiece rotates, and the rolling head feeds axially to form threads.

8.?Electrical Discharge Machining (EDM) for Threads

Standard thread processing typically utilizes machining centers or tapping tools, which may be performed manually. However, in specific cases, such as threading after heat treatment due to oversight or threading hard materials like cemented carbide, conventional methods may not yield good results. In such cases, EDM is a viable option.

Compared to mechanical machining, EDM follows a similar sequence, requiring a pre-drilled hole with a diameter determined by the working conditions. The electrode must be shaped like a thread and rotated during processing.

ソガワークスについて

SogaWorksは、カスタムメカニカルパーツのためのオールインワンオンラインプラットフォームです。ラピッドプロトタイピング、少量テスト、大量生産のための柔軟な製造ソリューションを提供します。?CNC加工3Dプリンティング、ウレタン鋳造、射出成形。SogaWorksは、AIを搭載した見積もりエンジンにより、5秒で見積もりを提出し、最適なキャパシティをマッチングし、すべてのステップを追跡することができます。これにより、納期が短縮され、製品の品質(zhì)が向上します。

10 Machining Processes to Make Threads in Metals最先出現(xiàn)在SogaWorks。

品質(zhì)と環(huán)境暴露の水準(zhǔn)を高める業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)とコスト制約により、316ステンレスの特性はますます要求されるようになる。材料の適切な選択は、常に環(huán)境暴露とコストを考慮して技術(shù)的要件を満たすことを意味し、316ステンレスはプレミアムです。

316ステンレス鋼の成分

316ステンレスの化學(xué)的な違いは、モリブデンの添加である。316ステンレス鋼と304ステンレス鋼の主な違いは、304ステンレス鋼の主な合金元素がクロムとニッケルであるのに対し、316ステンレス鋼には2-3%のモリブデンが含まれていることである。この2-3%が大きな違いで、316ステンレスの耐食性は、特に海水や化學(xué)プラントのような塩化物を含む溶液中で大幅に改善されます。

316ステンレスの化學(xué)組成は以下の通り。

クロムは錆を防ぐ不動(dòng)態(tài)酸化皮膜を形成し、ニッケルはオーステナイト組織を安定させ、低溫でのステンレス鋼の靭性を確保する。

316ステンレス鋼の特性

以下は、316ステンレスの主な特性を示す表である：

316ステンレス鋼引張強(qiáng)さ

316ステンレ ス鋼の引張強(qiáng)さは、加工條件や冷間加工の程度 によるが、通常515～750MPaである。この大きな範(fàn)囲は、材料が破斷する前 に多くの引っ張りや伸張力に耐えられることを示してい る。使用中の構(gòu)造物や、化學(xué)施設(shè)、タンク、船舶の艤裝品などのように、引っ張りや伸張の力が斷続的または人の一生にわたって継続的にかかるような狀況で使用される場合、316ステンレスの長期的な強(qiáng)度は、破損や破壊が起こらないという安心感をもたらします。

316ステンレス鋼の降伏強(qiáng)度

316ステンレ ス鋼の降伏強(qiáng)度は、通常、焼鈍狀態(tài)で約205 MPaである。これは、316が永久に変形し始める応力である。これ以下では、応力を取り除くと316は元の形狀に戻る。この変形しきい値を超えると、永久に変形したままになります。エンジニアが精度と壽命が重要視される、圧力がかかる用途や荷重がかかる用途の材料を選ぶ際、降伏強(qiáng)度は最初に検討する材料特性のひとつです。

316ステンレス鋼の硬度

316ステンレスの硬度は149HBに達(dá)し、その強(qiáng)度と加工能力の組み合わせを確認(rèn)することができます。ステンレス鋼316のロックウェル硬度は、ステンレス鋼分析のための典型的な測定値として80 HRを示しています。その硬度レベルのために、材料は、機(jī)械加工操作のための成形性と一緒に適度な摩耗に対する耐性を提供します.ステンレス鋼グレード316は、その延性特性から、硬度と容易な加工の両方を通じて高い耐久性を維持する能力のために製薬プロセスや海洋機(jī)器や建物の建設(shè)に有利な使用を見つける.

これらの機(jī)械的特性は、316ステンレ ス鋼の特性の骨格を構(gòu)成し、応力、圧力、時(shí) 間のレベルで性能を発揮する金屬の能力に信 頼性を與えている。

316ステンレス鋼の密度

316ステンレスの密度は7.98g/cm3で、他の多くの非鉄合金と比較するとかなり重い。これは、他の特性とともに、この金屬に圧力下での高強(qiáng)度特性を與えている。宇宙船や船舶、建築物に使用される部品のように、重量を支えなければならない部品を設(shè)計(jì)する場合は、部品の重量と密度を考慮して計(jì)算する必要があります。體積に対する質(zhì)量の比率と力學(xué)的な計(jì)算は、計(jì)算を行う人にとっても、熱慣性のような出荷や取り扱いの問題に関わる人にとっても重要です。

熱伝導(dǎo)率

溫度100℃における316ステンレスの熱伝導(dǎo)率は約16.3W/m?Kである。この値はアルミニウムや銅よりもはるかに低い。言い換えれば、316合金は熱伝導(dǎo)が非常に遅い。熱管理の場合、この特性が有利な場合もあれば、不利な場合もある。熱挙動(dòng)に関する316鋼の特性をどのように十分に活用できるかを知っておくことは、常に役に立ちます。

316ステンレス鋼の耐食性

船舶用ステンレス鋼としても知られる316ステンレス鋼は、2-3%のモリブデンを含んでおり、必須合金元素であるモリブデンは、以下のステンレス鋼と比較して、孔食や隙間腐食に対する耐性が著しく優(yōu)れています。 304ステンレス鋼.この種の腐食は、海辺、化學(xué)工場、プール施設(shè)などの塩化物を含む雰囲気でよく起こる。

316ステンレ ス鋼は、ハードウェアが海水や解氷剤に曝された場 合、304ステンレス鋼よりはるかに腐食が少ない。例えば、海洋金物、オフショアプラットフォーム、 造船製品では、海水暴露から保護(hù)できないため、 常にステンレス鋼が使用される。316ステンレス鋼の優(yōu)れた耐食性は、海水にさらされる製品の壽命を延ばします。

モリブデンを含まない304ステンレス鋼とは異なり、316ステンレス鋼は、攻撃的な化學(xué)物質(zhì)に対するより強(qiáng)力な耐性を持っています。304ステンレ ス鋼は屋內(nèi)や軽度の腐食環(huán)境では使用でき るが、塩化物、酸、高濕度にさらされると、 316ステンレス鋼よりも早く穴が開き、錆びる。316ステンレス鋼は、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化硫黃、酢酸と接觸して使用することができます。ほとんどの化學(xué)反応器、貯蔵タンク、配管シス テムは316ステンレス鋼で製造されている。

製薬業(yè)界の滅菌剤や強(qiáng)力な洗浄剤は、316ステンレ ススチールの機(jī)器にダメージを與えません。316ステンレス鋼で製造された製品は、材料の破壊を引き起こすことはなく、また、醫(yī)薬品やバイオプロセスの製造工程で衛(wèi)生的な表面を保持するのに役立ちます。

結(jié)論として、海洋工學(xué)、沿岸建造物、プロセス機(jī)器のいずれに316ステンレスを使用する場合でも、その耐食性は高価格を正當(dāng)化し、最も耐食性の高いステンレス鋼の1つになります。 オーステナイト系ステンレス鋼.

316ステンレス鋼は磁性を持つか？

最も明るい焼きなまし狀態(tài)の316は非磁性である。オーステナイトの微細(xì)構(gòu)造は面心立方 (FCC)結(jié)晶で、本質(zhì)的に非磁性であるため、316は電子機(jī)器の筐體やMRI裝置のハウジングなど、透磁率の低さが重要な用途に最適です。

冷間加工はこのシナリオを変える。圧延、曲げ、深絞りなどの冷間仕上げ加工は、金屬を硬化させ、オーステナイト相の一部を磁性相であるマルテンサイト相に変態(tài)させる。その結(jié)果、冷間加工された316ステンレ ス鋼はわずかに磁性を帯びる。冷間加工が多いほど磁性は強(qiáng)くなる。

しかし、冷間加工を施した316でも、フェライト系やマルテンサイト系の鋼種に比べれば磁性は弱い。手持ちの磁石があれば、わずかに浮き上がるかもしれないが、くっつくことはない。ほとんどの実用的な目的、特に磁性が問題となる場合は、316を "非磁性 "と見なす方が多いでしょう。

磁気吸引力が全くないことをさらに確実 にするため、金屬加工業(yè)者は、316ステンレ ス鋼を完全な溶體化焼鈍熱処理にかけること で、非磁性狀態(tài)に戻すことができる。この工程は、マルテンサイト相を溶解する。

要約すると、「316ステンレス鋼は磁性を有す るか」という質(zhì)問に対する答えは、316ステンレ ス鋼の狀態(tài)によって異なる。焼鈍された狀態(tài)では、ほとんど磁性を示さな い。冷間加工された狀態(tài)では、わずかに磁性を帯びることがありますが、精密用途や醫(yī)療用途に適さないほど磁性を帯びることはありません。

316ステンレス鋼は錆びますか？

316ステンレス鋼は耐食性に優(yōu)れてい ますが、あらゆる狀況において完全に錆び にくいというわけではありません。海水や食塩水のように塩化物の含有量が高い場合、受動(dòng)的なクロム酸化皮膜に傷がついたり、汚染物質(zhì)が付著していない限り、表面酸化物が形成される可能性があります。

炭素鋼は水分に觸れるとすぐに錆びる。しかし316は、より強(qiáng)固な酸化皮膜で表面を保護(hù)し、さらなる腐食から自己回復(fù)することができます。それでも、塩酸、二酸化硫黃、海水の滯留などに持続的にさらされると、最終的には316の保護(hù)膜が剝がれ落ち、清掃が難しい隙間や溶接部に孔食が殘ります。
316ステンレスの特性を維持するための基本的なお手入れ方法をご紹介します。

• 真水で拭き取り、付著した塩化物を溶かし、空気中の微粒子を洗い流してください。これは、ステンレス鋼表面の不動(dòng)態(tài)を維持するのにも役立ちます。
• 他の金屬に近づけないでください。ステンレス製部品を鉄やアルミニウムなどの異種金屬と接觸させると、電解質(zhì)溶液中で他方の金屬の腐食が早くなります。
• 硝酸浴のような不動(dòng)態(tài)化処理によって、失われたクロム層が回復(fù)し、腐食に対する保護(hù)がさらに強(qiáng)化される。

これらは存在するが、316ステンレスの特性の方がはるかに高い。 錆びにくい 他のステンレス鋼種、特に304よりも優(yōu)れています。海洋環(huán)境、化學(xué)環(huán)境、製薬環(huán)境で使用される場合、エンジニアは腐食環(huán)境における316の優(yōu)れた安定性を期待するようになりました。

316と316Lの特性

Even though 316 and 316L stainless steels are members of the same family, a relatively large variation in performance in punishing service conditions results from a relatively small change in chemical composition. The difference involves carbon. 316 has a carbon maximum of 0.08%, while 316L features a carbon maximum of 0.03%. That small difference makes a big difference.

316Lは炭素含有量が低いため、溶接時(shí)の炭化物析出が抑制され、熱影響部の粒界腐食が減少します。製品設(shè)計(jì)者や加工業(yè)者は、妥協(xié)することなく耐久性と溶接性の両方を必要とする場合、316Lを選択します。

以下は、最も重要な違いを示すスナップショット比較である。

性能と信頼性に関しては、両鋼種とも高水準(zhǔn) の耐食性と優(yōu)れた機(jī)械的強(qiáng)度など、316ステンレ ス鋼の基本特性の多くを共有している。しかし、溶接や腐食性環(huán)境に曝される場 合、316Lの方がより安全で安定した長期性能を発揮 する。食品、醫(yī)療、原子力産業(yè)の加工業(yè)者は、純度が高く、熱応力下でも高い性能を発揮する316Lを第一選択とすることが多い。

ステンレス 316 用途

316ステンレス鋼は、その強(qiáng)力な耐食性のため、多くの異なる産業(yè)で広く使用されています。316ステンレス鋼にはモリブデンが含まれているため、より強(qiáng)度があります。

醫(yī)療機(jī)器とインプラント 醫(yī)療分野では316Lステンレス鋼がよく使用されるが、これは316ステンレス鋼の低炭素鋼の一種である。醫(yī)療用鋼は、高い耐食性が要求される醫(yī)療機(jī)器や整形外科用インプラントに広く使用されています。316ステンレス鋼製の醫(yī)療器具は、外科用器具、整形外科用インプラント、ステントや心臓弁などの循環(huán)器用器具に適しています。316ステンレス鋼は反応性がないため、患者の安全性と醫(yī)療器具の耐用年數(shù)を保証します。

海洋構(gòu)造物： 海洋構(gòu)造物は海水による腐食を受けやすい。316ステンレス鋼は、ボートの継手、海上プラットフォーム、水中パイプに広く使用されています。

化學(xué)貯蔵タンクとパイプ 化學(xué)工場では、腐食性媒體への耐性のため、製造設(shè)備に316ステンレス鋼を使用しています。化學(xué)工場では、酸およびアルカリタンク、反応器、パイプの製造に316ステンレス鋼を使用することができます。

建物と構(gòu)造物 外観、性能、耐環(huán)境性に優(yōu)れているため、316ステンレス鋼は、特に塩分による腐食の影響を受けやすい沿岸地域で、建物のファサード、手すり、裝飾に広く使用されている。

結(jié)論

化學(xué)的安定性、機(jī)械的強(qiáng)度、耐食性の優(yōu)れた組み合わせにより、316ステンレス鋼は、多くの過酷な環(huán)境での用途に不可欠な材料となっています。海洋、醫(yī)療、食品、化學(xué)環(huán)境用途では、316ステンレス鋼の性能は、多くの過酷な環(huán)境用途でその機(jī)械的強(qiáng)度を示しています。モリブデンを添加した304ステンレス鋼と比較すると、塩化物や酸媒體との接觸時(shí)に非常に明白な利點(diǎn)を持っています。316ステンレス鋼の壽命は、耐久性だけでなく、安全性、衛(wèi)生、低メンテナンスコストを保証します。より高い要求と環(huán)境保護(hù)に対する業(yè)界の要求が高まるにつれ、316ステンレス鋼の需要はさらに高まるでしょう。常に、技術(shù)要件、環(huán)境條件、予算に応じて適切な材料を選択する必要があり、316ステンレスはプレミアムです。

ソガワークスについて

SogaWorksは、カスタムメカニカルパーツのためのオールインワンオンラインプラットフォームです。CNC機(jī)械加工、3Dプリント、板金加工、ウレタン鋳造、射出成形などのサービスで、ラピッドプロトタイピング、少量テスト、大規(guī)模生産のための柔軟な製造ソリューションを提供します。AIを活用した見積もりエンジンにより、SogaWorksは5秒で見積もりを提出し、最適なキャパシティをマッチングさせ、すべてのステップを追跡することができます。これにより、納期が短縮され、製品の品質(zhì)が向上します。

Comprehensive Guide to Stainless Steel 316 Properties最先出現(xiàn)在SogaWorks。

それでも、手作業(yè)での加工が必要なサンプルオーダーもありました。そこで、この文章では、実際にあった事例の一つから始め、CNC加工と手加工の両方の紹介に移ります。そして、CNC加工と手加工の究極的な比較のために、その特徴、長所と短所を挙げていきます。最後に、CNCと手加工の組み合わせについて言及します。そして、このブログの最後にオンラインでよくある質(zhì)問に対する簡単な答えを示します。それでは、本題に入りましょう。

注文の特殊なケース

先月、ジョンソン社がナビゲーション?システムの研究プロジェクトで使用する高精度のジャイロスコープ?ローターを発注してきた。そして、我々は彼らの 表面粗さRa は0.008μm以下でなければなりません。工場でCNC加工を行った結(jié)果、オペレーターは細(xì)心の注意を払っているにもかかわらず、Raが基準(zhǔn)に達(dá)しないと聞きました。そこで最終的には、CNC加工による殘留応力層を除去するために、レイヤーバイレイヤーの材料除去アプローチによる手動(dòng)研磨を採用することになった。今回のレポートでは、Raを含むすべてのパラメータで良好なデータが得られた。そして、ジョンソンはその要素に満足している。わかりますか？ある程度までは、手動(dòng)機(jī)械は役に立たないわけではないんだ。

ここで、CNC加工と手作業(yè)による加工とでは、実際のところどれくらいの違いがあるのだろうか？素晴らしい、私はこの質(zhì)問は良いと思う。そして、比較する前に、それらが何であるかを知らなければならない。

CNC加工とは？

1950年代初頭、パーソンズの研究グループとMITのサーボメカニズム研究所との畫期的な共同研究により、世界初の數(shù)値制御（NC）工作機(jī)械のプロトタイプが誕生した。この先駆的なシステムは、切削工具の正確な運(yùn)動(dòng)経路を指示するためにデジタル信號を採用した。これは間違いなく、完全に自動(dòng)化された製造工程への大きな飛躍を意味する。その後10年間、絶え間ない技術(shù)の進(jìn)歩と反復(fù)的な改良を経て、この初期のNC技術(shù)は、今日のような高度なコンピュータ數(shù)値制御（CNC）加工システムへと成熟していった。

コンピュータ數(shù)値制御（CNC）機(jī)械加工は、CNC機(jī)械加工と略され、高度な製造方法である。そのフルネームが示すように、CNCオペレーションはGコードの形をしたコンピュータープログラムに完全に依存している。これは、複雑な形狀や複雑なデザインを扱う能力に貢獻(xiàn)しています。どんなものでも CNCフライス加工, CNC旋盤加工 特に製品量が多い場合、コスト効率の高い方法で、正確かつ安定した性能を発揮します。

また、3+2 CNCという言葉を耳にする人もいるだろう。これはCNC多軸のことである。一般的に、その多軸はA軸とC軸が一緒に動(dòng)作することができます。あるいは、機(jī)械はA軸かC軸しか持つことができない。あるいは、A軸やC軸はなく、基本的なX-Y-Zステージだけであることもある。例えば、「3つの直線軸（X、Y、Z）と2つの回転軸（例えば、A、C）を統(tǒng)合する」CNC機(jī)械を、3+2CNC機(jī)械または5軸CNC機(jī)械と呼ぶ。また、「3つの直線軸（X、Y、Z）と1つの回転軸（例えば、AまたはC）を統(tǒng)合する」ものは、4軸CNCマシンと呼ばれる。

対照的に、3軸CNCマシンは、もっぱらX、Y、Zのリニア軸を備えている。これらは、シンプルな構(gòu)造設(shè)計(jì)と比較的安価なため、最も基本的で広く使用されている構(gòu)成である。そのため、一般的な平面加工や穴加工など、基本的な部品加工にしか対応できない。

CNC加工の種類

CNCフライス加工

CNCフライス加工は、伝統(tǒng)的なフライス加工の原理を最先端のコンピュータ數(shù)値制御（CNC）オートメーションと融合させた減法的製造技術(shù)です。このプロセスでは、高速回転する切削工具を使用して、金屬、プラスチック、木材、複合材など、固體のワークピースから材料を正確に削り取り、複雑なコンポーネントや完成品を製造します。

CNC旋盤

溝や歯車の加工に使用されるCNCフライスとは異なり、CNC旋盤は主にシャフト、スリーブ、ディスク、ネジなどの回転部品を製造するために設(shè)計(jì)されています。その作業(yè)原理は、切削工具を靜止させるか直線的に移動(dòng)させながらワークを回転させ、旋削、中ぐり、面削り、ねじ切りなどの加工を行う。そのため、回転部品を得意とする理由は容易に想像できる。

さらに、CNC旋盤は一般的にCNCフライス盤よりも安価である。多軸加工機(jī)能と複雑なモーションコントロールにより、比較的高い生産効率を?qū)g現(xiàn)します。その高い加工精度と相まって、CNC旋盤は従來の円筒形や円錐形の部品の高精度製造に最適です。

イーディーエム

しかし、すべての部品が円盤やねじ山のように規(guī)則正しいわけではない。では、航空宇宙用のノズルやタービンブレードのような複雑で超硬質(zhì)な部品は、どのようにしてそのような完璧さで作られているのだろうか？出會い 放電加工（EDM） の作品です。それは EDMは、慎重に制御された電気火花を使用して材料を丹念に成形する魅力的な非接觸加工プロセスです。硬化鋼、タングステンカーバイド、またはエキゾチック合金-EDMは、ジェットエンジンのブレードの繊細(xì)な冷卻穴を大膽不敵に彫り、射出成形金型の迷路のような空洞を作り、宇宙船の奇妙な形の燃料ノズルを貫く。そのため、複雑な形狀、薄い壁、機(jī)械的ストレスのない超精密（±0.005mm）部品に最適です。

CNCフライス、旋盤、放電加工の比較

CNCフライス盤、旋盤、放電加工機(jī)は、コンピューティングに基づくCNC加工です。CNCフライス加工、旋盤加工、放電加工は計(jì)算機(jī)によるCNC加工です。

手作業(yè)による機(jī)械加工とは？

とは大きく異なる。 CNC加工手作業(yè)による機(jī)械加工は、旋盤、ドリルプレス、ポータブルフライス盤のような手動(dòng)の工具を使って、金屬などの原材料を希望の寸法や形に成形する工蕓プロセスである。一般的には、職人技の延長として機(jī)能し、人間の創(chuàng)造性と特殊な機(jī)器を融合させる。例えば、複雑な公差を持つ特注の航空機(jī)エンジン部品を作ることは、手動(dòng)機(jī)械加工のかけがえのない価値を例証している。

CNC加工と手動(dòng)加工のケーススタディ手動(dòng)加工

次のパートでは、農(nóng)業(yè)機(jī)械用の2つの類似したギアシャフトについて、CNC加工と手加工の工程を追跡した。そして、両者の違いやメリット?デメリットを多角的に検証した。

農(nóng)業(yè)用ギアシャフトの手動(dòng)加工

プロセス?レビュー

オペレーターは中炭素鋼（1045スチール）を原材料として選び、電動(dòng)ハクソーと橫型バンドソーで適切な長さに切斷する。その間、彼は主要なパラメーターを計(jì)算尺で計(jì)算する。私の記録が示すように、彼は計(jì)算式を使ってピッチ直徑（D）を求め、計(jì)算尺のC目盛りのモジュール値とD目盛りの歯數(shù)を合わせる必要がある。また、切削速度(V)を計(jì)算し、回転數(shù)(RPM)と回転計(jì)算尺の外目盛りを合わせる。計(jì)算が終わって初めて旋盤をスタートさせることができる。

それなら、ワークを3つ爪のチャックに取り付けて、余分な材料を取り除く荒旋盤加工をすればいい。それは難しそうですね。それから、0.05ミリの公差を達(dá)成するために、仕上げ旋削にも超硬工具を使うべきだ。

歯車の加工には、今でもフライス盤という手工具が使われる。據(jù)付、割り出し計(jì)算、割り出し板の調(diào)整もすべて彼の手によるものだ。

最後に、彼は高周波焼入れによってギアの歯を焼き入れ、50～55HRCを達(dá)成した。

レビュー表

最終結(jié)果テスト

農(nóng)業(yè)用ギアシャフトのCNC加工

プロセス?レビュー

CNC加工となれば、より自動(dòng)化される。オペレーターはまず、SolidWorksとAutoCADを使ってギアシャフトを設(shè)計(jì)し、モジュール（m）、歯數(shù)（z）、圧力角（α）、螺旋角（β）などのパラメーターを定義した。同時(shí)に、ピッチ徑、ルート徑、切削深さなどの形狀を計(jì)算した。その後、歯車パラメータ計(jì)算機(jī)や計(jì)算式を使って寸法を確認(rèn)する。

次のステップは、CAMプログラミングとツールパスシミュレーションです。つまり、オペレーターがCAMソフトでGコードを生成し、パラメータを入力する。その後、CNC加工が始まる。

作業(yè)保持から荒加工、ギヤホブ加工、研削加工、品質(zhì)検査に至るまで、手作業(yè)による機(jī)械加工よりも早いようだ。

レビュー表

最終結(jié)果テスト

CNC加工と手動(dòng)加工の比較

以上、2つのケースを検証した上で、特徴比較もまとめてみた。

精度、再現(xiàn)性、品質(zhì)保証

私たちの期待通り、CNC加工は高精度で再現(xiàn)性が高い。CNCの最終製品が、手作業(yè)のそれよりもRaで優(yōu)れているのも不思議ではない。深く考えれば、CNC加工の性質(zhì)上、設(shè)計(jì)仕様からの逸脫が最小限に抑えられ、コンピューター制御の動(dòng)きによってヒューマンエラーが排除されるからである。

生産規(guī)模とコスト効率

検討表から、1人作業(yè)で1時(shí)間に5個(gè)の生産が可能である。私たちの観察によれば、工程中の人間の介入を最小限に抑えることができるからです。逆に、手作業(yè)による機(jī)械加工は低～中程度の生産量に最適化されている。私の記録では、1人労働で1時(shí)間に2個(gè)しか生産できない。このように、CNCマシンは人件費(fèi)と時(shí)間のかからない大量生産に適しており、一方、手作業(yè)は1～2個(gè)のサンプル製作に適している。

スキルセットと業(yè)務(wù)要件

CNCオペレーターはコンピューターやオートメーション製造に詳しく、マニュアルオペレーターは実踐的な技術(shù)に長けている。

このCNCオペレーターは、統(tǒng)合プログラミングの設(shè)定、技術(shù)的なトラブルシューティング、機(jī)械操作が得意である。彼はこの仕事で5年の経験がある。 

また、オペレーターの手作業(yè)による機(jī)械加工は、切削工具、材料特性、実地技術(shù)において洗練されている。さらに、技術(shù)的な図面を解釈し、適切な工具を選択し、切削パラメータを手動(dòng)で制御することができる。このプロセスは、12年の経験によって磨かれた直感的な判斷に依存している。

品質(zhì)リスクの軽減と適応性

CNC固有の再現(xiàn)性は、醫(yī)療機(jī)器製造のような均一性が譲れないアプリケーションにおいて、品質(zhì)リスクを低減します。オペレーター間のばらつきがないため、各サイクルがプログラムされたパラメーターを厳密に守り、不良を最小限に抑えます。

しかし、手作業(yè)による加工では、そのばらつきを相殺するために、積極的な品質(zhì)管理が必要となる。例えば、工具の摩耗やわずかな手の震えによって偏差が生じることがあり、その場合は工程後の検査が必要になる。

CNC加工と手動(dòng)加工の短所と長所

以上の検討から、さらにCNC加工と手動(dòng)加工の長所と短所について、次のように結(jié)論を下す。

CNC加工の利點(diǎn)

1.生産速度

CNCマシンは疲れたことがない。コンピューティングと準(zhǔn)備が整っている限り、休憩時(shí)間なしに働くことができる。これは、より多くの製品を生産するために多くの時(shí)間を節(jié)約します。第二に、自動(dòng)化されているため、一人のオペレーターが複數(shù)の機(jī)械を擔(dān)當(dāng)し、同時(shí)に複數(shù)の製品を生産することができる。これが、生産速度が速いもうひとつの理由である。

2.再現(xiàn)性

繰り返し精度は、高精度で互換性のある製品をもたらします。CNC加工の動(dòng)作は計(jì)算コードに強(qiáng)く依存しているため、コードの方向と異なる誤差を?qū)毪工毪长趣悉扦蓼护?。その上、最終製品は互いに完全に同じであるため、ユーザーは同じバッチで別の部品と交換することができます。

3.人件費(fèi)の削減

複數(shù)のCNC加工工程を同時(shí)に一人で操作できる。つまり、人件費(fèi)を數(shù)倍節(jié)約できるのです。 

4.複雑なデザイン

CNCマシンのCAD（コンピュータ支援設(shè)計(jì)）／CAM（コンピュータ支援製造）ソフトウェアは、多軸の輪郭や曲線を含む複雑な設(shè)計(jì)を可能にする。

CNC加工の欠點(diǎn)

1.高いイニシャルコスト

CNCマシンは、設(shè)備費(fèi)も設(shè)置費(fèi)も高いため、初期投資額は高くなる。CNCマシンは大きく、自動(dòng)化された部品がたくさんある。マシンにさえ、コードを把握するためのハイテク?モジュールを搭載しなければならない。通常、この大型で複雑な機(jī)械を設(shè)置できるのは専門家だけであり、設(shè)置費(fèi)用がかかる。

2.高いメンテナンスコスト

故障の可能性は低いが、萬が一故障が発生した場合、高度な技術(shù)を持ったプロでなければ解決できない。また、設(shè)置費(fèi)用もかかる。

3.プログラミングスキル

CNCマシンは特定のコードに依存しているため、コードを作成し設(shè)定するには熟練したプログラマーが必要です。プログラマーは、専門的な訓(xùn)練を受けている必要があります。

手動(dòng)加工の利點(diǎn)

1.低コスト

手動(dòng)機(jī)械の初期投資コストは低い。ハイテクがなければ、手作業(yè)の工具や機(jī)械はそれほど高価ではない。手ごろな価格であるため、手動(dòng)機(jī)械は予算が限られている小規(guī)模な製造業(yè)者に適している。

2.プログラミング不要

プログラミングが得意な作業(yè)者がいない場合は、手加工が最適である。

3.容易なメンテナンス

手工具の構(gòu)造が単純なので、工具に不具合が生じた場合のメンテナンスが容易である。また、メンテナンス費(fèi)用も安い。

4.より良いカスタマイズ性

手動(dòng)フライス盤は通常、1回限りのプロジェクトに使用される。これらの機(jī)械は、コードの指示の代わりに人間によって処理されるため、生産プロセスにおいて大きな柔軟性と適応性を持っています。

手作業(yè)の欠點(diǎn)

1. 遅い生産速度

手作業(yè)による加工は、より多くの人手を必要とする。1人のオペレーターが擔(dān)當(dāng)できるのは1つの製品だけだ。手作業(yè)で精度をコントロールしなければならない。これには多くの時(shí)間とエネルギーが必要だ。また、人間は仕事中に休憩を取るだけでなく、伝統(tǒng)的な休日には休暇を取る必要がある。この間、手作業(yè)の機(jī)械加工工場では生産ができない。 

2.人的要因による高いエラー率

オペレーターへの依存度が高いため、手動(dòng)機(jī)械は精度に欠ける。つまり、最終製品として不適格なものを製造する可能性がある。また、手戻りのリスクも高くなる。

3.労働技能への高い依存度

オペレーターは、効率と製品の品質(zhì)に密接に影響するマニュアル技術(shù)に精通していなければならない。しかし、こうした必要な技術(shù)を習(xí)得するには、知識の訓(xùn)練だけでなく、長年の実務(wù)経験が必要だ。それは容易なことではない。

CNC加工と手作業(yè)のハイブリッドは？

CNC機(jī)械加工と手作業(yè)のハイブリッドとは、精密作業(yè)にはコンピューター制御の機(jī)械を使用し、仕上げや調(diào)整には人間の技術(shù)を加えることで、製造にバランスの取れたアプローチを生み出すことを意味する。例えば、CNCマシンが金屬部品を高精度で切削し、次に作業(yè)員が手作業(yè)でエッジを研磨して滑らかにし、最後に穴やネジ山などの細(xì)部を検査?調(diào)整して完璧を期す。

このハイブリッド方式は、CNCでベース形狀を作り、職人が手彫りのパターンを加える複雑なジュエリーの製作や、CNCで新しい部品を加工し、古い部品に手作業(yè)で取り付けるビンテージカーのエンジン修理のようなカスタムプロジェクトに適している。さらに、CNCによるプラスチックケーシングの高速生産と、手作業(yè)による極小電子部品の組み立てを組み合わせることで、品質(zhì)と柔軟性を維持しながら時(shí)間を節(jié)約することができる。

結(jié)論

最終的には、70%をCNC加工に、30%をマニュアル加工に重要視したい。

ソガワークスについて

SogaWorksは、カスタムメカニカルパーツのためのオールインワンオンラインプラットフォームです。CNC機(jī)械加工、3Dプリント、板金加工、ウレタン鋳造、射出成形などのサービスで、ラピッドプロトタイピング、少量テスト、大規(guī)模生産のための柔軟な製造ソリューションを提供します。AIを活用した見積もりエンジンにより、SogaWorksは5秒で見積もりを提出し、最適なキャパシティをマッチングさせ、すべてのステップを追跡することができます。これにより、納期が短縮され、製品の品質(zhì)が向上します。

よくあるご質(zhì)問

1.手動(dòng)加工はどこで使うべきか？

手作業(yè)による加工は、CNCマシンが緊急の小ロット加工で忙しい場合に最適です。また、獨(dú)自の工具角度を必要とするスラントベッド構(gòu)成など、標(biāo)準(zhǔn)的なCNCセットアップを超える特殊な作業(yè)にも不可欠です。

2.CNC加工と手動(dòng)加工を選択する前に考慮すべき要素とは？

CNC加工と手動(dòng)加工のどちらかを選択する場合、部品の複雑さ、予算、數(shù)量、時(shí)間を考慮する：CNC加工は、複雑な設(shè)計(jì)、厳しい公差、大量ロットの加工に適していますが、初期費(fèi)用は高くなります。一方、手動(dòng)加工は、単純な形狀、少量生産、限られた予算に適していますが、より多くの労力と時(shí)間を必要とします。複雑で大量のプロジェクトにはCNCで精度と効率を優(yōu)先し、シンプルで小規(guī)模な作業(yè)には手動(dòng)で柔軟に対応する。CNC加工と手動(dòng)加工、どちらを選べばよいかわからない場合は、お?dú)葺Xにお問い合わせください。

3.CNC機(jī)械加工と手作業(yè)による機(jī)械加工では、どのような違いがありますか？手動(dòng)加工とは？

CNCマシニングは、自動(dòng)車部品のような大量生産、精密なプロトタイピング、丈夫な素材を使った迅速なツーリングに最適です。また、手作業(yè)による機(jī)械加工は、柔軟性があり、コーディングの必要がないため、小規(guī)模なプロジェクト、蕓術(shù)的なカスタマイズ、緊急の修理に適しています。

How Much Do CNC Machining vs. Manual Machining Count?最先出現(xiàn)在SogaWorks。

FAIの最も顕著な利點(diǎn)の一つは、製品が期待に応え、品質(zhì)に根ざしていることを消費(fèi)者に保証し、消費(fèi)者の間に信頼を築くことである。このブログでは、一次製品検査とは何か、その重要性を雙方の立場から詳しく説明し、検査を省略したり、急いで実施したりすることでどのような結(jié)果が生じるかを説明します。これらの責(zé)任を明確に理解することで、有害な見落としに屈することなく、製造工程全體を効果的に管理することができます。

一次検査とは？

生産の初期サンプリング段階には、通常、初回製品検査（FAI）が含まれる。これは、生産された最初のユニットが設(shè)計(jì)と技術(shù)仕様を満たしていることを検証することを含む。FAIの間にチェックされる部品の量は、オーダーのサイズによって決定される。一般的に、數(shù)量的に大きな注文では、無作為抽出によって3～5個(gè)のユニットが選ばれる。少量生産やプロトタイプの場合は、最初の部品だけを検査することもある。

FAIの重要性は、新しい部品を初めて作るときに著しく高まる。すでに機(jī)能することが証明されているリピートオーダーの場合は、それほど重要ではありません。初品検査報(bào)告書（FAIR）には、その部品が合格であったか不合格であったかの検査結(jié)果の詳細(xì)が記載される。FAIRが合格であれば、生産は続行できる。不合格の場合、作業(yè)は凍結(jié)され、修正が実行され、部品が再検査される。

一次検査の重要性

一次製品検査（FAI）は、部品が最初に正しく作られるようにするための重要な部分です。FAIは、メーカーが問題を早期に発見し、コストのかかるミスを回避し、期待に応える高品質(zhì)の製品を提供するのに役立ちます。FAIがなぜ重要なのかをご説明します：

部品が設(shè)計(jì)および品質(zhì)基準(zhǔn)を満たしていることを確認(rèn)する。

初品検査報(bào)告書は、初品が設(shè)計(jì)と品質(zhì)基準(zhǔn)に合致していることを保証します。初期部品の測定と検査を?qū)g施することで、本生産を開始する前に、あらゆる不一致やエラーが修正されます。

高価なミスの回避に役立つ

早期に問題に対処することは、製造の後半になってから修正するよりもはるかに費(fèi)用対効果が高い。FAIの間、もし問題があれば、何百、何千という部品が製造されるまで待つのではなく、すぐに修正することができる。これは時(shí)間、材料、財(cái)政の節(jié)約になる。さらに、過剰な手直しやスクラップ、あるいはリコールのリスクも最小限に抑えることができます。

コンプライアンスとトレーサビリティの証明

航空宇宙、自動(dòng)車、醫(yī)療機(jī)器などの規(guī)制産業(yè)では、品質(zhì)の証明は必須です。FAIは、部品が要求されるすべての基準(zhǔn)を満たしているという明確な記録を作成します。この文書は、監(jiān)査、トレーサビリティ、顧客や規(guī)制當(dāng)局にすべてが正しく行われたことを示すために重要です。

遅延のリスクを軽減

より深刻な問題に発展する可能性のある問題は、FAIによって対処される。その結(jié)果、作業(yè)を中斷することなく生産工程をシームレスに継続することができ、段階的な納品スケジュールを維持することができる。

一次検査報(bào)告書には何が書かれるのか？

その名の通り、FAIR（First Article Inspection Report）は、測定値を含め、ラインの最初の部分にとって重要な細(xì)部まで把握している、 材料テスト結(jié)果、仕様への適合性。それでは、ファーストピース検査報(bào)告書の基本的な構(gòu)成要素を見てみましょう：

部品の識別

検査対象の部品を確認(rèn)するエリアです。部品識別セクションは、部品番號、説明、リビジョンレベル、部品のシリアル番號（ある場合）を記録します。また、その部品に関連し、製造時(shí)に使用された図面番號も含まれます。これにより、完全なトレーサビリティが確保され、レポートや技術(shù)文書にバージョン管理で簡単にアクセスできるようになります。

サプライヤー情報(bào)

このパートでは、その部品に責(zé)任を持つサプライヤーを特定し、製造者または供給者の名稱と住所を示す。問い合わせやフォローアップが必要な場合に連絡(luò)できる擔(dān)當(dāng)者（多くの場合、品質(zhì)部門または技術(shù)部門の擔(dān)當(dāng)者）を提供する。これにより、回答や連絡(luò)を確立するための適切な仕組みが整備されていることが保証される。

製品特性

この領(lǐng)域では、重要部品のすべての寸法と特徴がリストアップされ、評価される。これには、長さ、直徑、厚さ、許容誤差が含まれます。また、材料の仕様も含まれます。 アルミニウム6061 またはステンレス?スチール。必要な表面仕上げは、コーティングやテクスチャーの要件を含め、ここに文書化されます。このセクションは、最も複雑な部品を製造する際に、すべての設(shè)計(jì)の詳細(xì)が考慮されていることを保証します。

素材とプロセス

このセクションでは、使用された原材料とその部品の製造方法について詳しく説明します。材料が必要な基準(zhǔn)を満たしていることを確認(rèn)し、以下のような製造工程について説明します。 CNC加工鋳造、溶接、熱処理など。これは、部品だけでなく、その製造方法が要求された手順に従っていることを確認(rèn)するのに役立ちます。

検査內(nèi)容

このパートでは、検査の手順と方法について詳しく説明します。部品の測定方法に基づいて、ノギス、マイクロメーター、CMM（三次元測定機(jī)）などのツールについて説明します。検査の日付は、100%またはサンプリングの一定割合をチェックした場合、実施されたサンプリング計(jì)畫の種類とともに記録されます。これは、特にこの検査が適切に文書化されていることを確認(rèn)するために行われます。

検査結(jié)果

ファーストピース検査報(bào)告書の実際の結(jié)果はすべてここに掲載される。これには、測定値、実施された試験、すべての特性が設(shè)計(jì)仕様通りであったかどうかが含まれる。硬さ試験、リーク試験、適合検査、機(jī)能検査など、実施されたすべての試験の結(jié)果が文書化されます。ここで、検査結(jié)果に基づいてその部品が合格か不合格かが明確になります。

認(rèn)証と書類

検査に関する追加書類を集めたもの。その部品が業(yè)界や顧客の規(guī)格に適合していることを証明する適合証明書が含まれることもある。また、使用されている材料が正しい仕様に適合していることを証明する材料試験報(bào)告書が含まれることもあります。內(nèi)部チェックリストや外部試験報(bào)告書などの追加検査書類も添付されることがある。これらの書類はすべて、さらなる検証を行うことで検査結(jié)果をサポートするものです。

不適合報(bào)告書（該當(dāng)する場合）

部品が設(shè)計(jì)要件を完全に満たしていない場合、このセクションでは何が問題であったかを文書化します。測定値が許容範(fàn)囲外であるとか、材料に欠陥があるといった問題を説明し、どのような処置が取られるかを記述する。これには、部品を作り直す、廃棄する、あるいは工程を調(diào)整して問題を解決してから続行する、などが含まれる。これは、同じ問題の再発防止に役立ち、エラーを適切に修正するというコミットメントを示すものである。

その他の関連情報(bào)

最後のセクションには、承認(rèn)、署名、その他有用と思われるコメントを記載する。報(bào)告書は、多くの場合、品質(zhì)チームまたはエンジニアリングチームから権限を與えられた擔(dān)當(dāng)者によって署名され、正式に結(jié)果を確認(rèn)します。補(bǔ)足事項(xiàng)、観察事項(xiàng)、提案事項(xiàng)があれば、ここに記載し、今後の生産に関する背景や推奨事項(xiàng)を示すことができる。

このように、ファーストピース検査報(bào)告書は、単なる事務(wù)処理にとどまらず、品質(zhì)、一貫性、責(zé)任を強(qiáng)化する文書となるのです。関連するすべての詳細(xì)とともに作成された最初の部品を文書で記録し、プロセスを維持することで、問題を回避することができ、ひいては遅延を軽減し、次のことを可能にする。 フルラン生産 準(zhǔn)備。サプライヤーと顧客との関係を強(qiáng)化する効果的な手段であり、生産工程の自由な流れを計(jì)畫的に保護(hù)するものである。

第一條検査で使用されるツールと方法

一次成形品検査（FAI）は、さまざまな機(jī)能に対して正しく実施するために、さまざまなツールや技術(shù)を必要とする。どのツールも、與えられた部品が最高の精度で測定?評価されるようサポートします。それでは、最も一般的なツールや手法のいくつかを見ていきましょう。

三次元測定機(jī)（CMM）

CMMとも呼ばれる三次元測定機(jī)は、複雑な幾何學(xué)形狀やデザインを驚くほどの精度で測定するのに役立ちます。他の手動(dòng)測定器とは異なり、CMMでは複雑な部品の詳細(xì)な形狀を簡単に測定することができます。CMMは、プローブを使用して部品のさまざまなアクセスポイントに觸れ、デジタルマップを生成し、さらに元の設(shè)計(jì)と比較します。

ノギスとマイクロメーター

厚さ、深さ、直徑の測定には、マイクロメーターやノギスと呼ばれる攜帯工具が最適である。これらの工具は、小さく複雑な形狀を厳格な公差で測定するのに適している?；镜膜胜长趣扦悉ⅳ毪ⅳ长欷椁喂ぞ撙险筏褂盲工欷?、一貫した信頼できる結(jié)果をもたらす。

光學(xué)コンパレータ

すべてのコンパレータと同様に、光學(xué)式コンパレータは投影システムを採用し、スクリーン上に特定の部品を拡大して表示します。これにより、規(guī)格に準(zhǔn)拠しているか、または設(shè)定された図面の測定値を簡単に検査することができます。光學(xué)式コンパレータは、部品の角度、外形、穴の位置の測定に最適です。

硬度計(jì)

これらの試験機(jī)は、ある物體の圧痕に対する抵抗力を測定するために使用される。これは、高い圧力や摩耗、予期せぬ応力に耐えなければならない部品にとって非常に重要です。硬さ試験中の検査は、部品が意図された用途で有用かどうかを判斷するのに役立ちます。

表面板

定盤はベースとも呼ばれ、手作業(yè)による検査では平らで安定している必要がある。また、平面度や高さを測定するための測定器を水平にするための基準(zhǔn)としても役立ちます。これにより、すべての測定が正確であること、また部品が設(shè)計(jì)要件に従って整列していることが保証されます。

これらのツールはそれぞれ、部品がすべての仕様を満たしていることを確認(rèn)する上で重要な役割を果たします。これらの検査員は、部品の形狀やサイズだけでなく、材料の強(qiáng)度や表面仕上げに関して、部品の品質(zhì)を判斷することができます。

一次製品検査（FAI）の準(zhǔn)備方法

第一條検査を成功させるには、綿密な準(zhǔn)備から始まります。適切な計(jì)畫により、検査開始前にすべての重要な要件が満たされ、遅延や潛在的な品質(zhì)問題が軽減されます。以下のチェックリストは、文書、設(shè)備、人員、サンプルの準(zhǔn)備が整っていることを確認(rèn)するために不可欠な準(zhǔn)備ステップを網(wǎng)羅しています。これらの準(zhǔn)備作業(yè)を完了することで、製造業(yè)者はすべての品質(zhì)基準(zhǔn)を満たす徹底的かつ効率的な検査を?qū)g施することができます。

1.書類審査

すべてのエンジニアリング図面が完全であり、最新の改訂が反映されていることを確認(rèn)する。CAD モデルが現(xiàn)在の設(shè)計(jì)仕様と一致していることを確認(rèn)する。バルーン図面を作成し、すべての重要な特徴を検査用にマーキングする。材料証明書 (MTR) およびプロセス文書を収集し、參照できるようにする。

2.検査計(jì)畫

すべての重要な寸法の測定基準(zhǔn)を定義し、一貫性を確保する。設(shè)計(jì)要件に基づき、各特性の合否公差を設(shè)定する。プロセスを合理化するための検査順序と方法を作成する。必要な検査機(jī)器を特定し、その可用性を検証する。

3.ドキュメンテーションの検証

すべての部品番號と改訂をエンジニアリング文書と照合する。材料認(rèn)定が指定された要件と一致していることを確認(rèn)する。プロセス認(rèn)証（熱処理、メッキなど）が有効であることを確認(rèn)する。

4.寸法検査

承認(rèn)された方法とツールを使用して、すべての重要な特徴を測定する。実際の測定値を?qū)潖辘工朐S容範(fàn)囲とともに記録する。公差外の狀態(tài)があれば直ちに文書化する。

5.機(jī)能テスト

設(shè)計(jì)仕様により必要な場合は、動(dòng)作試験を?qū)g施する。該當(dāng)する場合は、相手部品とのアセンブリの適合性を検証する。すべての試験パラメータと結(jié)果を正確に記録する。

6.表面および目視検査

指定された要件に照らして表面仕上げを検査する。受入基準(zhǔn)に従って外観上の欠陥がないかチェックする。適切なバリ取りとエッジの狀態(tài)を確認(rèn)する。

7.最終確認(rèn)

収集されたすべてのデータに不備がないか確認(rèn)する。必要な特性がすべて検査されたことを確認(rèn)する。予備処分勧告書を作成する。

8.報(bào)告および承認(rèn)

必要なファーストピース検査報(bào)告書（AS9102または同等のもの）をすべて記入する。リリース前に必要な品質(zhì)承認(rèn)を得る。文書管理手順に従って検査記録を保管する。

一次検査のアウトプット

第一條検査（FAI）から出力される文書には、以下の検証が含まれる；

第一條検査報(bào)告書（FAIR）

これは、検査を?qū)g施した後に収集されたすべての情報(bào)を含む文書です。これには、図面仕様に対する実際の値を把握する寸法報(bào)告書、使用材料を証明するMTR（ミル?テスト?レポート）などの材料証明書、メッキや熱処理などの特殊工程の文書、操作演習(xí)を証明する機(jī)能テストなどが含まれます。

AS9102標(biāo)準(zhǔn)フォーム（航空宇宙用）

航空宇宙産業(yè)では、AS9102規(guī)格に基づき、これら3つの様式がある。フォーム1では、部品番號の説明責(zé)任（Accountability of the part number）が規(guī)定されており、正しい部品番號、図面改訂、シリアル番號の妥當(dāng)性を保証する。フォーム2は製品の説明責(zé)任（Product Accountability）を扱うもので、原材料、部品、およびそれらに特化した特殊工程を把握する。特性に関する説明責(zé)任は、フォーム3で文書化され、測定され、苦情ステータスが提供されたすべての特性がリストアップされる。

バルーンドローイング

検査された各要素を識別するバルーンは、対応するエンジニアリング図面上に配置されます。これらのバルーン図面は、検査されたと主張される公差を含む各基本寸法を特定し、設(shè)計(jì)要件と検査結(jié)果が一致していることを保証します。

変更文書

設(shè)計(jì)や工程に変更が生じた場合、この文書はすべての変更を記録する。これには、更新を反映したエンジニアリング図面の改訂、変更を承認(rèn)し説明する変更指示書、新しい材料が導(dǎo)入された場合の材料仕様書の更新などが含まれる。

承認(rèn)およびリリース文書

これは最後の文書で、指定された部品が生産可能であることを検証する。承認(rèn)証明書は、コンプライアンスが満たされていることを宣言するために、品質(zhì)署名者によって発行されます。リリースノートには、承認(rèn)された制限事項(xiàng)や生産條件の詳細(xì)が記載され、ISOやAS9100のような品質(zhì)保証認(rèn)証など、他の製造基準(zhǔn)が検証されたことを保証する追加検証も含まれます。

不適合報(bào)告書

検査中に不適合が見つかった場合、不適合報(bào)告書（NCR）を通じて文書化される。これらの文書では、不適合の種類、その影響、およびその不一致を解決するためにどのような是正措置が取られたか、または計(jì)畫されているかを説明します。

サポート記録

その他の文書には、FAIプロセスで使用された検査チェックリスト、正確性を保証するための測定機(jī)器の校正証明書、訓(xùn)練を受けた擔(dān)當(dāng)者が検査を行ったことを証明するオペレーター証明書などが含まれる。

ソガワークスについて

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スクリューの概要

ねじは、ねじ山を持つ小さな円筒形または円錐形の金屬棒で、単獨(dú)で使用できる溝付きの頭部が特徴である。主に物體の連結(jié)や固定に使われる。スクリューは、傾斜面、円形回転、摩擦を含む物理學(xué)と數(shù)學(xué)の原理を利用して、機(jī)械部品を効果的に締め付けます。

スクリューヘッドの種類

スクリューヘッドとは、スクリューの上部を指し、その形狀や大きさは様々である（平、丸、皿など）。

パンヘッド

パンヘッドは、平らな円盤狀のヘッドで、接觸面積が広く、被接続材への圧力を軽減します。これは、美観と滑らかな表面を必要とするアプリケーションに最適です。パンヘッドデザインはまた、ネジの美観を向上させます。

皿頭

皿ネジは、材料の接続面と同じ高さに位置するわずかに凹んだ頭を持っています。これらのネジは、多くの場合、皿を必要とし、彼らは通常、メートルバリアントで90°の角度で加工され、航空宇宙や軍事用途では100°の角度です。

六角ヘッド

六角頭は、六角レンチや六角ソケットのような工具を使って締めたり緩めたりするのが一般的である。六角頭のネジは、様々な産業(yè)で使用されている最も一般的なネジの種類です。

フランジヘッド

フランジ付き六角ヘッドは、ヘッド上部に平らな面を追加しています。この平らな表面は、接觸面積を広げ、接続された材料への圧力を軽減します。フランジ付きデザインは、レンチのスリップ防止に役立ちます。

スクエアヘッド

このスクリューの頭部は四角形で、滑り落ちることなく打ち込むことができます。手締めや工具を使った締め付けに適しています。また、頭が四角いため、トルク伝達(dá)効率が向上します。

チーズ?ヘッド

チーズ?ヘッド?スクリューは、上部が円筒形になっているのが特徴です。このデザインは、接続された材料への圧力を軽減し、それは滑らかな接続に適しています。

ラウンドヘッド

丸頭ネジは、完全に丸みを帯びた頭を特徴とし、その大きな直徑のために高い強(qiáng)度を提供します。それは大きなトルクを必要としないアプリケーションに適しています。

トラスヘッド

トラス?ヘッド?スクリューは、ヘッドの高さを最小限に抑えた薄型のデザインです。目立ちにくく審美的である反面、構(gòu)造が薄いため破損しやすい。これらのスクリューには、フルクラウンとモディファイドクラウンの両方のデザインがあります。

スクリュー?ドライブの種類

ドライブとは、ねじの頭部にある凹みや突起のことで、これによって工具（通常はドライバーやドリルビット）を回すことができる。ドライブの種類によって、トルクのかかり方と、工具がねじにどれだけ確実にかみ合うかが決まる。

スロットドライブ

溝付きスクリュー?ドライブは、すべてのスクリュー?ドライブの祖父である。これは、上部を橫切ってカットされた単一のまっすぐなスロットを備えており、マイナスドライバーで駆動(dòng)するように設(shè)計(jì)されています。製造が簡単でコストも安く、工具も最小限で済む。その限界も明らかで、マイナスドライバーはその適度なトルクのためにしばしば抜け落ち、特に工具が完全に揃っていない場合には、ネジの頭を剝がし、大きなフラストレーションを引き起こす可能性がある。

フィリップス?ドライブ

プラス?ドライブには十字型の凹みがあり、スロッ ト?ドライブに比べてドライバーとのかみ合わせが良く、ス リップの危険性が減少します。それでも完璧ではありません。ドライバーはまだスリップする可能性があり、高トルクでねじまたは工具のどちらかを損傷する可能性があります。

ポジ?ドライブ

表面の十字リセスに似ていますが、メインの十字リセスの間に4つの小さなリブを追加し、ドライバーとの8點(diǎn)係合を作り出します。この設(shè)計(jì)は、よりタイトで確実なフィットを提供することにより、スリップを大幅に削減し、スリップすることなく、より大きなトルクの適用を可能にします。ただし、専用のクロスリセス?ドライバーが必要であり（通常のクロスドライバーでも挿入可能だが、スリップの危険性がある）、米國では一般的でない。

トルクスドライブ

トルクス?ソケット?スクリューの頭部は、各角の角が丸みを帯びたユニークな六角形の凹みが特徴で、使用にはトルクス?ドライバーが必要です。この設(shè)計(jì)は、優(yōu)れた工具保持力を提供するだけでなく、効果的にネジ頭部への損傷を防止しながら、高トルクの伝達(dá)を可能にします。

六角ドライブ

六角ソケットねじは、操作のために六角レンチまたは六角ドライバーを必要とする六角形の凹型ヘッドを持っています。この設(shè)計(jì)は、効果的にネジ頭への損傷を防止しながら、大きなトルクを提供します。

ロバートソン/スクエア?ドライブ

ロバートソンドライブはシンプルな四角い凹みが特徴です。深くまっすぐな壁がドライバーをしっかりとつかむため、スリップがほとんどなく、優(yōu)れたトルク伝達(dá)を?qū)g現(xiàn)します。ネジがドライバーに固定されるため、片手で操作することもできます。

ねじ山の種類

ねじ山は規(guī)格によって異なります。ここでは主な種類を紹介する：

國際メートルねじシステム

中國國家規(guī)格で採用されている標(biāo)準(zhǔn)ねじ方式。加工しやすいように山形が平らで、ねじの強(qiáng)度を高めるために根元が丸くなっているのが特徴です。ねじ山の角度は60度で、仕様は "M "で示される。メートルねじには、並目ねじと細(xì)目ねじの2種類がある。例えば、「M8*1.25」は、呼び徑8mm、ピッチ1.25mmのメートルねじ（M）を示す。その他の詳細(xì)は、"GB/T 70.1-2008 六角穴付きボルト "規(guī)格およびその參照文書に記載されている。

アメリカン?スタンダード?スレッド

このねじ山タイプは、山頂と根元が平らで、強(qiáng)度が向上している。ねじ山形狀は60度で、1インチあたりのねじ山數(shù)によって規(guī)格が決まる。粗目（NC）、細(xì)目（NF）、極細(xì)（NEF）の3つのカテゴリーに分けられる。例えば、「1/2-10NC」は、外徑1/2インチ、1インチあたり10ねじ山、NC指定のねじ山を指す。

統(tǒng)一スレッド

米國、英國、カナダが共同で開発したユニファイド?スレッド規(guī)格は、ブリティッシュ?インペリアル?スレッドに広く使用されている。ねじ山の角度は60度で、1インチあたりのねじ山數(shù)で規(guī)定されている。粗目（UNC）、細(xì)目（UNF）、極細(xì)目（UNEF）に分類される。例えば、「1/2-10UNC」は、外徑1/2インチ、ねじ山數(shù)10/インチ、UNCのカテゴリーを示す。

シャープなVスレッド

このV字型の糸は、鋭利な紋章と根を持ち、比較的弱く、あまり一般的でない。糸角度は60度。

ウィットワースのスレッド

55度の角度を持つ英國規(guī)格のねじで、"W "で表記される。転造加工に適している。例えば、「W1/2-10」は、外徑1/2インチ、ねじ山數(shù)10/インチを示す。

ナックルスレッド

ドイツのDIN規(guī)格で定義されたこのねじは、電球ソケットやゴム管の接続などの用途に使用される。記號は "Rd"。

パイプスレッド

このねじは、漏れを防ぐように設(shè)計(jì)されている。 パイプねじは、ガス管や液體管の接続に一般的に使用される。ねじ角度は55度で、ストレート管用ねじ（「P.S.」または「N.P.S.」と表示）とテーパー管用ねじ（「N.P.T.」と表示）の2種類があります。

四角い糸

角ねじは、ボールねじに勝るとも劣らない高い伝達(dá)効率を発揮する。しかし、一度摩耗するとナットで調(diào)整することができず、用途が限定される。バイスネジやクレーン機(jī)構(gòu)に多く見られる。

臺形スレッド

伝動(dòng)効率は角ネジよりやや劣るが、臺形ネジは摩耗後にナットで調(diào)整できるという利點(diǎn)がある。メートルねじの角度は30度で、インペリアルねじの角度は29度である。旋盤のリード?スクリューによく使われ、"Tr "と表示される。

バットレス糸

臺形ねじとも呼ばれ、力を一方向に伝達(dá)するように設(shè)計(jì)されている。スクリュージャッキやプレスなどの用途に使われ、記號は "Bu"。

ねじの精度と強(qiáng)度

ねじは、その精度と強(qiáng)度のために広く使用されています。精度の面では、標(biāo)準(zhǔn)的なネジは、その製造精度に基づいて3等級、A、B、Cに分類することができ、グレードAとBは精密ネジであり、グレードCは粗いネジです。鋼構(gòu)造物に使用される連結(jié)ねじには、特に指定がない限り、一般的に等級Cのねじが使用される。には大きな違いがある。 製造工程 異なる精度等級のねじのために。グレードAおよびBのねじのシャンクは、次のように機(jī)械加工されています。 CNC旋盤 滑らかな表面と正確な寸法のために使用される。材料性能等級は8.8だが、製造と取り付けの工程が複雑なため高価であり、実際に使用されることはほとんどない。グレードCのねじは、未加工の丸棒から作られ、寸法精度が低く、材料性能等級は4.6または4.8である。せん斷接合時(shí)に大きく変形するが、取り付けが簡単で製造コストも低い。

炭素鋼や合金鋼のねじは、強(qiáng)度の點(diǎn)で3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9など10種類以上の等級に分類される。8.8等級以上のねじは、低炭素合金鋼または中炭素鋼から作られ、熱処理（焼き入れと焼き戻し）が施されます。 

ねじの材料

ネジを製造するための一般的な材料は以下の通り：炭素鋼、ステンレス鋼、銅。

炭素鋼スクリュー

これは、ねじに使用される鋼鉄の基本的なタイプである。引っ張り強(qiáng)度と耐久性に優(yōu)れている。 さびやすいそのため、耐食性を向 上させるためにコーティングや処理（亜鉛メッキな ど）が施されることが多い。ねじ用の炭素鋼鋼種には以下のものがある：

• 低炭素鋼Q235(GB)、1008、1015、1018(AISI)
• 中炭素鋼: 45#鋼(GB)、1035、1045(AISI)

ステンレス?スクリュー

ステンレス鋼は、クロム（少なくとも10-12%）と多くの場合ニッケルを含んでいます。屋外環(huán)境、海洋環(huán)境、または防錆が重要な醫(yī)療機(jī)器に使用されるねじに人気のある選択肢です。ステンレス鋼は炭素鋼よりも高価です。ネジ用ステンレス鋼のグレードは、次のとおりです：

• オーステナイト系ステンレス鋼:304, 316, 316L
• マルテンサイト系ステンレス鋼: 410, 420.

銅ネジ

純銅製のねじはまれですが、電気接地システムなど、優(yōu)れた電気伝導(dǎo)性または熱伝導(dǎo)性を必要とする特定の分野で使用されます。銅は軟らかく摩耗しやすいため、機(jī)械的特性を向上させるために合金化（真鍮など）されることが多い。ねじ用の銅合金等級には以下のものがあります：H62、H65、H68。

ねじの表面仕上げ

の主な目的である。 表面仕上げ は、濕気、化學(xué)物質(zhì)、極端な溫度など、錆、劣化、故障の原因となる環(huán)境要因からねじを保護(hù)することです。さらに、仕上げは、取り付け時(shí)の摩擦を低減し、トルクと張力の関係を強(qiáng)化し、目に見えるアプリケーションのために洗練された外観を提供することができます。 

亜鉛メッキ

亜鉛めっきは、その費(fèi)用対効果と確かな耐食性により、ねじの表面仕上げとして最も人気のあるものの一つです。電気メッキによって施される亜鉛の薄い層は、犠牲陽極として機(jī)能することにより、下地の鋼鉄を錆から保護(hù)します。クリア亜鉛（光沢のある仕上げ）やイエロー亜鉛（保護(hù)強(qiáng)化のためクロメートが添加されている）などのバリエーションがあります。亜鉛メッキされたネジは、建設(shè)、自動(dòng)車、および汎用用途で広く使用されていますが、沿岸地域のような腐食性の高い環(huán)境では十分ではないかもしれません。

ニッケルめっき

ニッケルめっきは、耐食性と耐摩耗性に優(yōu)れた、明るく魅力的な仕上げを提供します。裝飾的なねじや、家庭用ハードウェアや電子機(jī)器など、適度な耐環(huán)境性を必要とする用途によく使用されます。ニッケルメッキされたネジはまた、変色しにくいので、目に見えるインストールに適しています。

ブラックオキサイド

ブラックオキサイド は、艶消しブラックの外観と穏やかな耐食性を提供する化成皮膜である。保護(hù)効果を高めるため、オイルやワックスと組み合わせることが多い。この仕上げは、美観と低反射率が望まれる銃器、工具、機(jī)械に人気がありますが、腐食性の高い條件下では効果が低くなります。

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表面仕上げとは？

表面仕上げは、粗さ、レイ、うねりの3つの異なる要素から構(gòu)成されています。しかし、機(jī)械工場では、表面仕上げという用語が表面粗さだけを表すために使われることは珍しくありません。 粗さは、表面仕上げの最も一般的に指定される側(cè)面です。

レイ

レイとは、表面上の支配的なパターンとそのパターンの方向を表す用語である。 レイは一般に製造工程で生じるもので、平行、垂直、円形、十字形、放射狀、多方向、等方性（非方向性）などがある。 

レイ（Lay）とは、表面上の主な模様とその向きのこと。通常、製造工程の副産物である。レイの種類には、平行、垂直、円形、十字形、放射狀、多方向、または等方性（優(yōu)先方向なし）がある。 

うねり

うねりとは、最も間隔の広い表面仕上げのばらつきを指す。最も一般化された方法では、表面の周期的な凹凸は、粗さの測定に使用されるサンプリング長よりも大きい。それでも、平坦度の欠陥でないよりは小さく、短く、規(guī)則的である。表面のうねりは、加熱?冷卻時(shí)の反りや、加工誤差によって発生するのが一般的で、當(dāng)該誤差はびびりやたわみの結(jié)果である。 

うねりの測定には評価長さが使用され、この長さでうねりプロファイルが生成される。ウェービネスプロファイルには、表面の粗さ、平坦さ、形狀のばらつきによる凹凸は含まれない。波のピーク間の距離はうねり間隔（Wsm）と呼ばれ、波の高さは平均うねり（Wa）や全ねじれ（Wt）などのパラメータによって設(shè)定されます。うねりの仕様は粗さの仕様よりも一般的ではありませんが、ベアリングレースやシール面では非常に重要です。 

表面粗さ

表面粗さは、表面上の間隔の狹い山と谷として見ることができ、使用される材料條件と製造工程の結(jié)果である。

表面粗さの評価基準(zhǔn)

サンプリング長

サンプリング長さは、表面粗さを評価するために使用される所定の基準(zhǔn)長さである。表面の実際の形成とテクスチャ特性に基づいて選択されるべきである。選択された長さは、表面の粗さの特徴を正確に表していなければならない。測定の際、サンプリング長さは表面の全體的な輪郭方向に従うべきである。サンプリング長を定義し選択する目的は、うねりや形狀誤差が粗さ測定結(jié)果に及ぼす影響を最小限に抑えることである。

評価期間

評価長さは、表面粗さの評価に使用される全長である。1つまたは複數(shù)のサンプリング長から構(gòu)成される。表面粗さは部品のさまざまな領(lǐng)域で変化する可能性があるため、1つのサンプリング長ではその粗さ特性を完全に表すことができない場合があります。より正確な評価を得るために、複數(shù)のサンプリング長を採取します。通常、評価長には5つのサンプリング長が含まれます。

リファレンス?ライン

基準(zhǔn)線は、表面粗さパラメータを決定するために使用されるベースラインです。2つのタイプがある：

• 最小二乗平均線：サンプリング長內(nèi)のすべての點(diǎn)の二乗偏差の和を最小化する幾何學(xué)的な等高線。表面形狀の理想的な數(shù)學(xué)的表現(xiàn)を提供する。
• 算術(shù)平均線：この線は、プロファイルの上下の領(lǐng)域がサンプリング長內(nèi)で等しいことを保証する。

最小二乗平均線は理想的な基準(zhǔn)線だが、実際には適用が難しい。そのため、代わりに算術(shù)平均線がよく使われる。測定中の近似線として、同じような位置の直線がよく使われる。

表面粗さの用語

Ra - 評価長にわたるすべての山と谷の數(shù)値平均。中心線平均（CLA）とも呼ばれる。

Rz - 連続する最高峰と最低谷の平均。最も高いピークと最も低い谷の間の垂直距離、2番目に高いピークと2番目に低い谷の間の距離など。これは通常5つの最も大きな偏差について行われ、その後平均が計(jì)算される。 Raはいくつかの極端な値に対して比較的鈍感なので、誤差をなくすのに役立つ。

Rmax - サンプリング長內(nèi)で計(jì)算された、最も高いピークと最も低い谷の間の垂直距離。

Rp - プロファイルの最も高いピークと評価長內(nèi)の平均線との計(jì)算距離。

Rv - プロファイルの最低谷と評価長內(nèi)の平均線との計(jì)算距離。

表面粗さ換算表

下の表は、表面粗さ測定のための業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)単位間の変換を表しています。例えば、メートル法とインペリアル法の表面粗さRaなど、業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)の単位をISOに変換する方法について知っておくと、表面仕上げをどのようにしたいかの參考になるかもしれません。 

表面粗さの測定方法

表面粗さを測定する方法はいくつかあるが、一般的には、接觸測定法、非接觸測定法、既知のサンプルとの比較法、工程內(nèi)測定法の4種類に分けられる。

接觸式スタイラスプロフィロメータ

接觸式測定は最も一般的な方法です。このダイヤモンドスタイラスは、山や谷にぶつかると上下に動(dòng)き、その変位はデジタル値に変換され、プロファイルメーターの畫面に表示されます。この方法では、最大20mmまで測定できることが多い。接觸によって表面の凹凸が変化する可能性があるため、柔らかい表面や変形しやすい表面には使用しないでください。

非接觸方式

非接觸測定は、レーザー走査型共焦點(diǎn)顕微鏡やレーザー三角測量のように、直接接觸して表面粗さを測定するために光學(xué)的または光を使用する。ビームを表面に投影し、回折信號と反射信號を測定する。これらの方法は、表面に非接觸であるため、柔らかい素材や複雑な形狀に最適である。しかし、精度は表面の反射率や色に影響されやすい。 

比較方法

比較法では、特定のプロセスや裝置によって生成された表面粗さサンプルを使用する。メーカーは、觸覚や視覚によってサンプルと表面を比較することで、粗さパラメータを評価することができる。

インプロセス方式

インダクタンスのようなインプロセス法では、磁性材料と電磁エネルギーを使用して表面粗さを測定します。そして、測定されたパラメトリック値は、比較粗さパラメータを見つけるのに役立ちます。 

適切な表面粗さを選ぶには？

用途によっては、表面粗さはあまり重要ではないかもしれない。しかし、他のいくつかの場面では重要な意味を持ちます。重要な用途では、表面粗さは部品の機(jī)能性、性能、耐久性、外観に影響を與えます。また、加工時(shí)間やコストにも影響します。

CNC加工における表面粗さレベルの要件は、用途によって異なります。本質(zhì)的に良い表面粗さレベル、悪い表面粗さレベルというものは存在せず、特定の要件を満たすかどうかということに集約されます。したがって、部品に適したCNC加工の表面粗さを決定することは、非常に重要な意味を持ちます。選択プロセスでは、以下の要素を考慮する必要があります。

機(jī)能と目的

適切なCNC機(jī)械加工の表面粗さを選択する場合、部品の使用目的が最も重要な考慮事項(xiàng)です。表面粗さは、部品の特性、他の部品や作業(yè)環(huán)境との相互作用に影響を與えます。摩擦係數(shù)、騒音レベル、耐摩耗性、吸収能力、光學(xué)特性、耐荷重性、耐久性、導(dǎo)電性、潤滑性、その他多くの機(jī)能や特性に影響を與えます。下表は、CNC加工部品のさまざまな機(jī)能、表面粗さがこれらの機(jī)能に與える影響、およびそれに対応する推奨表面粗さレベルの詳細(xì)を示しています。

下の表は、さまざまな製造工程における一般的な粗さを示しています。

コストと生産時(shí)間

CNC加工でより滑らかな表面粗さを?qū)g現(xiàn)するには、より多くの加工作業(yè)が必要となる。低い粗さ値を得るためには、機(jī)械速度を遅くし、送りを細(xì)かくし、切込みを淺くする必要がある。Raレベルが0.4以下の場合、追加の研磨が必要になることもある。精密な製造工程とこれらの余分な工程は、より多くの時(shí)間と労力を要し、ひいては製造コストを押し上げる。

ソガワークスについて

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Surface Roughness: Ra Standard, Measure Methods最先出現(xiàn)在SogaWorks。

アルミ鋳造とは？

鋳造アルミニウム合金は、アルミニウムを主成分とする合金で、何らかの鋳造プロセスによって成形されます。圧延や押出のような機(jī)械的工程で成形される鍛造アルミニウムとは異なり、鋳造アルミニウムは溶かして型に流し込み、冷卻して目的の形狀に成形します。鋳造プロセスでは、他の方法では困難な非常に複雑な形狀を作り出すことができます。

鋳造アルミニウム合金の組成

鋳造アルミニウム合金は、主にアルミニウム（Al）と、ケイ素（Si）、銅（Cu）、マグネシウム（Mg）、亜鉛（Zn）、マンガン（Mn）などの1種類以上の合金元素から構(gòu)成されています。

これらの元素は、特定の特性を高めるために合金元素として添加される。 

アルミニウム鋳物の種類

鋳造アルミニウム合金の分類は、主に主要な合金元素の元素的性質(zhì)に基づいており、これらは合金の特性に決定的な影響を與えます。4つの主要なカテゴリーがあります：A1-Si、Al-Mg、Al-Cu、Al-Znです。それぞれに特徴があり、いくつかの産業(yè)における様々な仕事に適しています。

アルミニウム-シリコン合金（Al-Si）

アルミニウム-シリコン合金は、その優(yōu)れた鋳造特性と良好な耐摩耗性のため、製造業(yè)で最も頻繁に使用される鋳造アルミニウム合金の一部です。これらの合金は10%から25%のケイ素を含み、密度が低く、熱膨張係數(shù)が低く、比強(qiáng)度が高い。これらの特性により、エンジンブロック、シリンダーヘッド、ホイールなどの部品に適していた。

グレードの例A356、A360、A413

アルミニウム-マグネシウム合金 (Al-Mg)

Al-Mg合金は、その耐食性、中程度の高強(qiáng)度、および良好な溶接性により、依然として重要である。マグネシウム含有量は通常0.5-12%の間で変化し、これらの合金によって強(qiáng)化された機(jī)械的特性が示され、海洋構(gòu)造物、航空機(jī)著陸裝置、食品?飲料包裝などの高強(qiáng)度?軽量材料を求める航空宇宙用途で使用されている。 

アルミニウム-銅合金 (Al-Cu)

AI-Cu合金は、一般的に2-10%の銅含有量に対して良好な強(qiáng)度と優(yōu)れた被削性を有する。主な用途は、航空宇宙、自動(dòng)車、構(gòu)造工學(xué)などである。

グレードの例A295

アルミニウム-亜鉛合金 (Al-Zn)

AI-Zn合金は、特に熱処理した場合の強(qiáng)度が高いことで知られています。その高い性能から、Al-Zn合金は航空宇宙製造用途に広く使用されています。

 グレードの例A712.2

一般的な鋳造アルミニウム合金

A356: 延性と強(qiáng)度に優(yōu)れた自動(dòng)車?航空宇宙用材料。

A360: 鋳造性、強(qiáng)度、耐食性で知られ、ホイールやエンジン部品などの自動(dòng)車部品によく使用されている。

A380: 流體と圧力に強(qiáng)いことが評価され、ダイカスト用として多く使用されている。

A390: 高強(qiáng)度、高硬度、耐食性に優(yōu)れた萬能材料。

A413: 良好な鋳造性と優(yōu)れた気密性を持つ合金で、A380に代わる。

ADC12： アジアで広く使用されているダイカスト用合金で、機(jī)械的特性と鋳造性に優(yōu)れている。 

アルミニウム鋳造のプロセス

溶解作業(yè)は、鋳造アルミニウムの製造における最初のステップである。これには、原料、一般的には一次アルミニウム、再生アルミニウム、合金元素の溶解が含まれる。溶解プロセスは700℃から800℃の爐で行われます。溶解中の主な考慮事項(xiàng)は以下の通りです：

酸化防止。アルミニウムは空気に觸れると容易に酸化し、酸化アルミニウム（Al2O3）の層を形成する。酸化を抑えるために、不活性ガスやフラックス剤が使用される。

合金の均一性。合金元素の適切な混合方法を用いることで、均一な組成と特性が得られます。

アルミニウム鋳造部品の製造には數(shù)多くの鋳造方法があり、それぞれに長所と短所があります。

砂型鋳造

この砂型鋳造法は、アルミニウム鋳造の中で最も古く、最も汎用性の高い鋳造法のひとつである。砂を混ぜて永久鋳型を作り、この鋳型に溶けた金屬を流し込むことによって行われます。この方法は、大型で複雑なアルミニウム部品に非常に適しており、部品のサイズや形狀に関して柔軟性があります。

利點(diǎn)低コスト、大型で複雑な部品に適している、柔軟な設(shè)計(jì)オプション。

短所他の方法に比べ、寸法精度と表面仕上げが低い。

ダイカスト

ダイカスト鋳造は、スピードと効率に優(yōu)れた方法です。このプロセスでは、非常に高い圧力の下で、溶けたアルミニウムを金型に直接注入します。

利點(diǎn)高い生産率、優(yōu)れた寸法精度、滑らかな表面仕上げ。

短所初期金型費(fèi)用が高く、小型鋳造に限定される。

インベストメント鋳造

インベストメント鋳造では、ワックスパターンをセラミックスラリーでコーティングして鋳型を作り、加熱してワックスを溶かし、溶融アルミニウムを充填します。薄肉アルミニウム鋳造部品の製造に適しており、最小肉厚は0.40mmである。 

利點(diǎn)高精度、優(yōu)れた表面仕上げ、複雑な形狀の生成の可能性。

デメリットコストと時(shí)間のかかるプロセス。

永久鋳型鋳造

永久鋳型鋳造法では、再利用可能な金型を使用する。このプロセスは、重力または低圧を利用して永久鋳型に溶融アルミニウムを流し込むことから成っています。この方法は、中程度の量のアルミ鋳造部品に適しています。

利點(diǎn)砂型鋳造に比べ、表面仕上げが良く、正確な寸法が得られ、生産時(shí)間が短縮される。

欠點(diǎn)：工具が高価になり、単純な形狀に限定される。

アルミニウム鋳物の特性と利點(diǎn)

機(jī)械的性質(zhì)

鋳造アルミニウム合金は、その組成と一般的な熱処理に基づき、様々な機(jī)械的特性を持っています。

軽量

軽量であることもアルミ鋳造の大きな特徴で、重量は約2.57～2.95g/cm3で、次のような素材に比べて軽量です。 鋳鉄 とスチールを使用している。この軽量化により、高い強(qiáng)度対重量比を?qū)g現(xiàn)し、強(qiáng)度と軽量の両方が要求される場合に有効である。

耐食性

鋳造アルミニウム合金は、表面が酸化皮膜で覆われており、これが保護(hù)シールドを形成し、これらの合金に優(yōu)れた耐食性を與えている。このため、船舶や自動(dòng)車部品のような腐食性の強(qiáng)い過酷な環(huán)境での用途に使用されています。

高い熱伝導(dǎo)性と電気伝導(dǎo)性

アルミニウムは熱伝導(dǎo)率や電気伝導(dǎo)率が高いという特徴もあるため、熱交換器や電子機(jī)器筐體、電気部品にはアルミニウム鋳物が適している。

熱伝導(dǎo)率: 87-233 W/m-K

導(dǎo)電率: 21-45 %

高品質(zhì) 

鋳造アルミニウム合金は、優(yōu)れた寸法精度と表面仕上げを提供します。寸法公差は通常IT6からIT7の範(fàn)囲で、場合によってはIT4に達(dá)することもあります。表面粗さは一般的にRa 5からRa 8の範(fàn)囲であり、さらなる後加工の必要性を低減します。鋳造アルミニウム合金は、砂型鋳造部品よりも高い強(qiáng)度と硬度を提供し、強(qiáng)度は通常25%～30%以上向上し、伸びは約70%減少することにも留意すべきである。伸びは低下しますが、機(jī)械的特性は多くの用途に適しています。さらに、アルミニウム鋳造は、最小肉厚0.3mmの亜鉛合金鋳造品や最小0.5mmのアルミニウム鋳造品のような薄肉で複雑な部品を成形することができ、製造には最小直徑0.7mmの鋳造穴があり、最小ピッチ0.75mmのねじ山があります。?

経済効果

その精度の高さと 表面仕上げ アルミニウム鋳造部品の場合、一般的に追加的な機(jī)械加工は必要ないか、わずかに必要なだけである。このような改善は、金屬の利用、大規(guī)模な機(jī)械加工設(shè)備の削減、労働力の節(jié)約に関係します。その上、アルミニウム鋳造部品は、鋳造プロセスの効率性により、比較的安価です。 

アルミニウム鋳物製造における品質(zhì)管理

欠陥検出

気孔、引け、亀裂、介在物などは、アルミニウム鋳造中に発生する可能性のある欠陥の一部です。欠陥を検出する方法には様々なものがあります：

• 目視検査：表面の欠陥を観察すること。
• X線とCTスキャン：內(nèi)部欠陥の検出
• 超音波検査：內(nèi)部の健全性と厚さを測定する。
• 染料浸透探傷検査：表面のひび割れを明らかにするもの。

寸法精度

鋳造における精度は、基本的に正しい機(jī)能とフィッティングのために非常に重要である。寸法精度を保証するために、座標(biāo)測定機(jī)（CMM）やレーザースキャニングシステムなどの様々な技術(shù)が使用されます。

表面仕上げ

表面仕上げは、陽極酸化処理、研磨、コーティングによって行われる。 陽極酸化処理 は、耐食性を高め、外観を向上させる一般的に使用される表面処理である。

アルミニウム鋳物製造の將來動(dòng)向

アディティブ?マニュファクチャリング

金屬3Dプリンティング は、材料をほとんど無駄にすることなく、複雑な形狀を効率的かつ迅速に構(gòu)築する方法を提供し、速いペースで人気を集めている。プロトタイピングや小ロット生産に非常に適している。 

持続可能な製造

金屬の壽命ははるかに長く、アルミニウムのリサイクル工程に必要なエネルギーはわずか5%程度であるため、より環(huán)境に優(yōu)しいと言える。産業(yè)界は、廃棄物を最小限に抑えるためのクローズド?ループ?リサイクル?システムに重點(diǎn)を置き、成功を収めている。

先進(jìn)合金

より高い引張強(qiáng)さ、改善された熱伝導(dǎo)性、耐食性などの優(yōu)れた特性を持つ新しい鋳造アルミニウム合金を合成するための研究はまだ進(jìn)行中である。 

結(jié)論

アルミニウム鋳物は、現(xiàn)代の製造業(yè)において最も重要な材料の1つであり、多くの産業(yè)が求める軽さ、強(qiáng)度、汎用性を兼ね備えています。アルミニウム鋳物の組成、製造工程、特性、および用途を理解することで、メーカーは革新的で高性能な製品の製造に適した方法でアルミニウム鋳物を利用することができます。業(yè)界の進(jìn)化に伴い、軽量化も進(jìn)んでいます、 アディティブ?マニュファクチャリングそして持続可能性は、アルミニウム鋳造の視野をさらに広げるでしょう。このガイドは、アルミニウム鋳造とその製造環(huán)境における位置づけについて、より深い知識を得たいと願(yuàn)うすべての人のための情報(bào)の寶庫となっています。

Cast Aluminum Explained-Everything You Need to Know About it最先出現(xiàn)在SogaWorks。

ピストンとは？

ピストンとは、エンジンやコンプレッサーのシリンダー壁內(nèi)を往復(fù)運(yùn)動(dòng)する円筒形の機(jī)械要素を指す。この部品は、內(nèi)燃エンジンの運(yùn)転に不可欠なものである。なぜなら、燃焼プロセスによって生み出されたエネルギーが、この重要なプロセスを通じてピストンによって実用的な機(jī)械的仕事に変換されるからである。働くピストンの動(dòng)作モードは、燃焼によって生み出された力をクランクシャフトに伝達(dá)するコネクティングロッドを含んでいる。コネクティングロッドは、ピストンとクランクシャフトを接觸させます。ピストンは非常に高い圧力下で作動(dòng)し、その作動(dòng)過程では溫度と摩擦において非常に厳しい制約を受けるため、ピストンの設(shè)計(jì)と選択は、アプリケーションの全體的な性能と耐用年數(shù)に決定的に大きく関係してきます。

ピストンの構(gòu)造

ピストンは通常、シリンダーの壁の內(nèi)側(cè)に密著するように設(shè)計(jì)された円筒形の部品である?，F(xiàn)代のピストンのほとんどはアルミニウムか鉄の合金で作られている。これらの金屬は強(qiáng)度と軽量のために選ばれている。ピストンの主な部品は以下の通り：

ピストン?ヘッド:ピストンの上面で、燃焼ガスによる圧力を支える。ピストンヘッドの形狀や大きさは、燃焼室のレイアウトに影響し、燃費(fèi)や出力に影響する。

ピストン?ウォール ピストンの円筒形の側(cè)壁は、ガス圧と摩擦に耐えるように設(shè)計(jì)されている。熱膨張を許容し、高溫での変形を防ぐため、所定の厚さと材料組成を持つ。

ピストンリング:ピストン壁に裝著され、従來はコンプレッションリングとオイルリングに分けられていた。圧縮リングは燃焼ガスが逃げないようにシリンダーを密閉し、オイルリングはオイルが燃焼室に入らないように油膜の厚さを調(diào)整する。

ピストンピン:ピストンをコネクティングロッドに連結(jié)するシャフトで、シリンダー內(nèi)でのピストンの上下運(yùn)動(dòng)を容易にし、燃焼から得られるエネルギーを機(jī)械的運(yùn)動(dòng)に変換する。

ピストン加工用材料

どのような用途においても最適なピストン性能を確保するためには、適切な材料を選択することが非常に重要です。ピストンに使用される理想的な材料は、以下の必須要件を満たしていなければなりません：

熱安定性：熱膨張係數(shù)が小さく、溫度変化に強(qiáng)い。

軽量だ： 交互運(yùn)動(dòng)中の慣性による力を最小限に抑えるため、密度を低減。

高い機(jī)械的強(qiáng)度： 構(gòu)成材料は、高い引張強(qiáng)さ、耐疲労性、高溫での伸びを持つことが望ましい。

耐摩耗性： 耐摩耗性、耐食性に優(yōu)れ、境界潤滑條件下では低摩擦である。

機(jī)械加工性： 鋳造性に優(yōu)れ、切削加工が容易で、熱処理工程にも適合する。

費(fèi)用対効果： 素材は、性能とコストの適切なバランスを持つ必要がある。

現(xiàn)代のピストンの主な材料は次のとおりである。 アルミニウム合金その主な理由は、その優(yōu)れた特性と利點(diǎn)にある。そのような合金の最も頻繁なタイプは、次のとおりである：

アルミニウムと銅の合金（Y合金など）： 疲労強(qiáng)度が高く、切削性も良いが、密度と熱膨張係數(shù)が高いため、現(xiàn)代ではあまり使用されていない。

超共晶アルミニウム-シリコン合金： 約8.5～10.5％のシリコンを含むこれらの特殊合金は、その特性を十分に発揮できる低負(fù)荷ガソリンエンジンへの適用に特に適している。これらの合金は非常に優(yōu)れた鋳造性を示し、様々な形狀に無理なく鋳造することができますが、熱膨張率が高いという問題があるため、一般的な使用はやや制限されます。

共晶アルミニウム-シリコン合金： 12%のシリコンを含み、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに広く使用されている。低熱膨張、優(yōu)れた耐摩耗性、良好な鋳造特性を持つが、熱伝導(dǎo)率と機(jī)械加工性は低い。

超共晶アルミニウム-シリコン合金： 18%～23%のシリコンを高含有するこれらの特殊合金は、経時(shí)的な耐熱性と耐摩耗性に優(yōu)れた特性を有している。しかし、その有利な特性にもかかわらず、機(jī)械加工と鋳造の両プロセスにおいて非常に深刻な課題を意味します。従って、これらの合金は、高負(fù)荷がかかる用途、特に先進(jìn)的なエンジン設(shè)計(jì)や機(jī)能性に特に適しています。

ピストンブランク成形法

ダイカスト

ダイカストは、アルミニウム製ピストンブランクを製造する最も一般的な方法で、溶融アルミニウムを金型に流し込みます。寸法精度が高く、コスト効率が高いという利點(diǎn)があります。しかし、熱亀裂や気孔などの欠陥が発生する可能性があります。

鍛造

鍛造ピストンは高性能エンジンに使用される。この製法により、微細(xì)な結(jié)晶粒構(gòu)造、高強(qiáng)度、優(yōu)れた熱伝導(dǎo)性が得られる。しかし、過共晶合金は脆いため、鍛造することはできません。すべての殘留応力を緩和するためには、鍛造と熱処理のパラメーターを非常に注意深く制御する必要があります。

液體金屬鍛造

鋳造と鍛造の両方の側(cè)面を使用するハイブリッド技術(shù)は、液體金屬鍛造であり、これは特別に設(shè)計(jì)された金型に溶融金屬を注ぐことを含む。金屬が注がれた後、圧力が加えられ、金型內(nèi)での材料の凝固を助ける。これにより、鋳造欠陥が非常に少ない緻密な構(gòu)造物を作る革新的な方法が得られ、したがって非常に効果的なプロセスとなる。その多くの利點(diǎn)から、液體金屬鍛造は高度なピストン部品の製造に広く採用されています。

ピストン加工における熱処理

熱処理工程は、ピストンの機(jī)械的特性と熱的特性を大幅に向上させ、その結(jié)果、ピストンの効率と耐久性を向上させます。熱処理工程には通常、次のようなステップがあります：

• 加齢治療： 寸法を安定させ、硬度を向上させるため、ピストンは220℃で5時(shí)間、または205℃で7～9時(shí)間加熱する必要がある。
• T6治療： 500℃で4～6時(shí)間の溶體化処理後、190℃で8時(shí)間の時(shí)効処理を行い、強(qiáng)度と硬度を向上させる。
• T7処理： T6と同じだが、より高い時(shí)効溫度で強(qiáng)度と延性のバランスを安定させる。

ピストン加工プロセス

ピストンの大量生産では、効率と生産量の向上のために自動(dòng)加工ラインが使用される。これらには、次のような作業(yè)が含まれる：

精密CNC加工: CNCマシンは、スカートのプロファイリングなどの基本的な作業(yè)を行う上で最も重要なツールのひとつです。この作業(yè)では通常、楕円形または樽形の設(shè)計(jì)が必要とされます。

専用設(shè)備： ピンホールや複雑な內(nèi)部形狀を含む非円筒形狀の特徴を巧みに扱うために、特別な専用機(jī)械が設(shè)計(jì)されています。このような細(xì)部への配慮により、工程全體を通して厳しい公差が維持されます。

重量バランス： エンジンに使用されるすべてのピストンは、正しいエンジン?バランスと最適なパフォーマンスを得るために、正確に重量が調(diào)整されている。もちろん、許容誤差は小型車用で±2グラム、大型エンジン用で±4グラムである。

ピストン加工の表面仕上げ

表面処理は、ピストンの耐久性と性能を向上させます：

錫または鉛メッキ：優(yōu)れた摩擦防止特性を提供し、慣らし期間を短縮する。

グラファイトコーティング：高荷重の場合、摩耗や損傷を減らすために塗布され、潤滑性を高める。

陽極酸化処理：厚さ約0.1ミリの保護(hù)酸化膜を形成し、耐熱性を大幅に向上させる処理。

セラミックコーティング：極端な溫度に耐え、熱伝導(dǎo)を抑えるためにピストンクラウンに施される。

複合インサート：セラミックファイバーや発泡金屬のような材料は、斷熱性を著しく高めると同時(shí)に、高溫と膨張の減少に対処するために使用されてきた。

結(jié)論

ピストンの機(jī)械加工は、高度な材料、精密な製造技術(shù)、および最適な性能を?qū)g現(xiàn)するための最先端の表面処理を完璧に融合させた、非常に複雑で高度なプロセスです。材料科學(xué)、特に過共晶合金の開発における革新と、液體金屬鍛造のような高度な製造工程を組み合わせることで、ピストンは、最新のエンジン設(shè)計(jì)によって提示される増え続ける?yún)棨筏ひ驕氦郡工长趣扦蓼埂％岍`カーは、CNC機(jī)械加工などの最先端技術(shù)を駆使することで、ピストンの製造工程全體を通じて、比類ないレベルの精度、卓越した効率性、卓越した信頼性を?qū)g現(xiàn)することができます。

Mastering Piston Machining: Techniques, Materials and Finishes最先出現(xiàn)在SogaWorks。