精度の実現：鍛造部品の二次機械加工

要点まとめ

二次機械加工は、フライス加工、旋盤加工、研削加工などの鍛造後の重要な工程です。鋳造に近い形状を持つ鍛造部品をさらに精密に仕上げ、厳しい寸法公差や優れた表面仕上げ、および鍛造単体では得られない複雑な形状を実現します。このハイブリッド手法により、鍛造部品が本来持つ強度と機械加工による高精度が効果的に組み合わされます。

鍛造における二次機械加工の定義

製造業において、鍛造プロセスは卓越した強度と耐久性を持つ部品を作り出すことで高く評価されています。金属の塊に圧縮力を加えることで、鍛造は部品を成形すると同時にその内部の結晶構造を緻密にします。これにより、「ニアネットシェイプ（ほぼ完成形状）」鍛造品と呼ばれる部品が得られますが、これは最終形状に近いものの、多くの用途に必要な精度には欠けています。このような場合に必要となるのが 鍛造品の二次機械加工工程 です。

二次加工は、主な鍛造工程の後に実施される除去加工プロセスです。これは、部品を正確な仕様に仕上げるために材料を制御しながら取り除く作業を含みます。鍛造は基本的な強度を付与するのに対し、機械加工は最終的な精度を実現します。プリンストン・インダストリアル社によると、これらの工程は部品の外観や公差を向上させるために行われます。この工程がなければ、ねじ穴、滑らかな接合面、正確な直径などの特徴を鍛造部品に実現することは不可能です。

主な鍛造と二次加工の違いは根本的です。鍛造は材料の形状形成と強化を目的としているのに対し、機械加工は完成度と精密さを追求します。鍛造で得られるニアネットシェイプの部品は高強度の下地材として機能し、後続の工程で除去すべき材料量を最小限に抑えるため、固体の素材ブロックから部品を機械加工する場合に比べて大きな利点があります。

二次加工操作の一般的な種類

部品を鍛造した後、完成品部品を作成するためにさまざまな二次加工および仕上げ操作を施すことができます。使用される特定の工程は、部品の設計、材料、および最終的な用途要件によって異なります。これらの操作には、切断や成形から、外観や耐久性を向上させる表面処理までが含まれます。

以下に、鍛造部品でよく行われる二次加工操作の例を示します。

• フライス加工： この工程では、回転するカッターを使用してワークから材料を除去します。鍛造品に平面、溝、ポケット、その他の複雑な三次元形状を作成するのに用いられます。
• 旋盤加工： 旋削加工では、ワークを回転させながら固定された切削工具で形状を形成します。円筒形の部品、溝、テーパー面などを高精度に作成するのに適しています。
• 掘削: ドリリングは鍛造部品に穴を開ける基本的な工程です。これらの穴は、あとでタッピング（ねじを切る）やリーマ加工（正確な直径を得る）によってさらに精密に仕上げることができます。
• 研削： 研削加工は砥石を使用して非常に細かい表面仕上げと極めて狭い公差を実現します。これは、部品の重要な部位に滑らかで高精度の表面を生み出す最終工程の一つであることが多いです。
• ショットブラスト： この仕上げ工程では、小さな金属ビーズを表面に吹き付けて鍛造スケールを除去し、部品を清浄化するとともに均一なマット仕上げを施します。
• メッキおよび陽極酸化処理： 耐食性、耐摩耗性、外観を向上させるために、鍛造部品には他の金属を被覆する（メッキ）ことや、表面の酸化皮膜を厚くする（アルミニウムの場合の陽極酸化処理）ことができます。

戦略的重要性：なぜ鍛造部品に機械加工が必要とされるのか

鍛造と加工の組み合わせを使うのは 戦略的な選択であり それぞれの方法の特有の利点を 均衡させるものです 鍛造は金属の粒の流れを部品の輪郭に合わせることで 類を見ない強度をもたらし, 部品は 切片から加工された部品よりも 衝撃や疲労に強く耐える. しかし,鍛造 過程 本質 に は,現代 技術 が 要求 する 狭い 容量 と 複雑な 特徴 を 達成 する こと が でき ませ ん.

必要な精度を確保する 補完加工です 多くの部品には マイクロンで測定された耐差,完全に平らな交配表面,または複雑な内部幾何学が必要であり,これらはすべてCNC加工の領域です. 製造者は,ほぼ網状の鍛造から始め,加工を減らすことで,時間を節約し,道具の磨きを減らし,材料の廃棄を最小限に抑える. 自動車産業のような 性能が重要な業界では 専門的なプロバイダが不可欠です 企業や企業や シャオイ金属技術 高品質の自動車部品の熱鍛造に重点を置く. 鋳造から最終部品まで,全プロセスを管理し,強度と精度の両方を保証します.

代替方法として,金属の固体ブロック (ビレット) から部品を完全に加工することは,効率が低いことが多い. 材料の天然の粒構造を切り抜いて 機械的な強さを損なう可能性があります さらに,大量の廃棄物を生み出し,特に高価な合金で作業する際には非常に高価なコストを伴う.

鍛造 と 二次 機械 加工 を 組み合わせる の の 利点

鍛造と次回加工の混合アプローチは 強力な利点の組み合わせを提供し, 性能と,しばしば,大量生産のための全体的なコスト効率の両方で優れている部品をもたらします. この方法は,両世界の最良のものを活用して 要求の厳しいアプリケーション要件を満たします

1. 強度と耐久性の向上

   鍛造過程そのものです 鍛造過程そのものです 鍛造された部品の精巧で連続した粒構造は,鋳造や加工だけでは再現できない 卓越した拉伸強度,衝撃強度,疲労耐性を提供します 極度のストレス下で 信頼性が高く耐久性があります

2. 高精度 と 幾何学 的 複雑性

   鍛造は堅牢な基礎を確立しますが 機械加工は最終的な形とフィットメントを確立します このステップでは,複雑な構造やスレッド付きの穴,そして ±0.01 mm の狭さまで許容できる滑らかな表面が作られ,複雑な組成物の中で部品が正しく機能することを保証します.

3. 材料 の 廃棄物 と 費用 を 減らす

   網形形に近い鍛造から始めると,固体ビレットから始めるよりも,機械加工が必要となる材料の量を大幅に減らす. 材料コストを削減するだけでなく,加工時間やツールの磨きを短縮し,大量生産の効率を高めます

4. 優れた表面品質

   鋳造物とは異なり,内部に毛孔や機械加工中に露出する空白がある場合,鋳造部品は固体で均質な構造を持っています. 機械加工後,清潔で欠陥のない表面を保証し,性能やアノダイスングなどの後続加工プロセスに不可欠です.

よく 聞かれる 質問

1. 労働力 副加工プロセスとは?

副加工は,鍛造や鋳造などの原型加工後に部品に実行される作業である. 部品の表面の仕上げを改良する目的で 材料を除去して 完成寸法や 精密な特徴を 追加したりします

2. 信頼性 鍛造された部品は 機械製の部品より 強くあるのか?

固体ブロックから加工された部品よりも 固い部品です 鍛造 過程 で 金属 の 内部の 粒 構造 が 部品 の 形 に 合わせ られ,その 強さ,強さ,疲労 抵抗 を 大きく 高め ます. 機械加工は粒を切り抜き 部品の強さを損なう可能性があります