ハードミーリング、研削、ワイヤー放電: 55-62 HRCでの仕上げ工程の選び方
部品がおおよそ50 HRCを超えたら、最終寸法に仕上げる実用的な方法は3つしかありません。ミーリングで削る、研削する、放電で溶かす、です。工場は毎日これらから選んでおり、その選択は、見積りの他のどの項目よりも大きく、価格と納期を動かします。
この選択が実際にどのように決まるかを説明します。
各工程の得意分野
ハードミーリングは、マシニングセンタでCBNまたはコーティング超硬の定まった刃先を使って除去します。3つの中で、任意の3D形状を1回の段取りで加工できるのはこれだけです。キャビティ、ブレンド、リブ、曲面。すべて同じ主軸で削り出せます。
研削は砥石を使います。平面度、平行度、真円度、そして最高水準の表面仕上げで優れています。除去量の大きい加工は遅く、形状は単純なもの、つまり平面、円筒、単純な輪郭に向きます。
ワイヤー放電は放電で材料を溶かすため、硬度は無関係です。回転工具では届かない鋭い内角を作れ、切削力がゼロなので、薄肉や繊細な部分でも問題になりません。作れるのは線織面だけで、加工は遅めです。
比較表
| ハードミーリング | 研削 | ワイヤー放電 | |
|---|---|---|---|
| 形状の自由度 | 高い: フル3D | 低い: 平面、円筒 | 中程度: 線織面のみ |
| 現実的な公差 | ±0.01 mm、指定部は±0.005 mm | ±0.002 mm以上 | ±0.005 mm |
| 現実的な仕上げ | Ra 0.4-0.8 | Ra 0.1-0.4 | 放電のままでRa 0.8-1.6 |
| 内角のR | 工具のRで制限 | 砥石で制限 | ワイヤー半径(約0.1 mm)まで可 |
| 切削力 | 中程度 | 低い | なし |
| 除去量 | 速い | 遅い | 非常に遅い |
| 段取り | 通常は1回 | 複数回になることが多い | 1回、加えて加工開始穴 |
選択を決めるルール
鋭い内角は、放電が必須です。 0.2 mmの内角はミーリングできません。焼入れ鋼で折れない剛性を持つ、それほど小さな工具は存在しないからです。図面にそうした形状があれば、その部分はワイヤー放電機で加工し、部品の残りはそれを前提に計画されます。
約0.01 mm以下の平面度と平行度は、研削が必須です。 ハードミーリングは寸法をよく保ちますが、微細な削り残しの模様が残り、熱膨張の影響も受けます。図面で200 mmにわたって平面度0.005 mmを指定しているなら、その面は研削します。例外はありません。
3D形状は、ハードミーリングが必須です。 ブレンドされた面を持つ金型のキャビティは、研削の仕事でも放電の仕事でもありません。電極を彫り込む覚悟がある場合を除きます。その場合は、先に電極を作る必要があり、それ自体が別の加工になります。
除去量が多いなら、ハードミーリングです。 焼入れしたブロックから4 mmの段を研削で落とすのは、部品と砥石を焼く方法です。ミーリングで近くまで削り、仕上げに必要なら最後の0.05 mmだけ研削します。
複合ルートが、通常は最も安い
部品全体を1つの工程で通したがる本能が、見積りを膨らませます。実際には、最も安い計画はほぼ必ず混合型です。
- すべてを、0.05 mm以内までハードミーリングする。
- 重要な公差を持つ2、3面だけを研削する。
- どの工具も届かない形状だけを、ワイヤー放電する。
こうすれば、材料の大部分は速い工程で、少数の面は精度の高い工程で、代替手段のない形状は高価な工程で処理できます。このように見積る工場は、同じ図面に対して「すべて研削」と見積る工場を、大差で下回るのが普通です。指定の仕方は複合ルートを参照してください。
図面で変わること
実際に公差が重要な面を明記してください。全寸法に一律の公差等級を適用すると、それを保証できる唯一の方法が研削であるため、工場は全面を研削すると仮定せざるを得ません。3つの面だけを明記すれば、残りはミーリングで済みます。
表面粗さも同様です。シール面のRa 0.4は仕様です。ダイブロックの全面のRa 0.4は、頼んでもいないのに支払うことになる研磨工程です。
自分の部品にどの工程が合うか分からない場合は、その旨を書いて図面を送ってください。3つすべてを行う工場なら、答えは通常すぐ分かり、尋ねるのは無料です。