マシニング加工・NC旋盤加工・CNC旋盤加工・その他金属加工

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株式会社 東北製作所

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担当:大鷲和弘

制作事例

DSC01488 S45C磨きフラットバーt3-13,16,19-100に文字を切削します
DSC01387 SUS304のt10×12×30,2-M3をマシニング加工します
DSC01271 C5191B(りん青銅)バー材をNC旋盤+マシニングで切削加工します
DSC00678 A5056(アルミ)バー材をNC旋盤加工+ベンチレース加工+MC加工します。
DSC00975 A5052バー材でNC旋盤加工+ベンチレース加工+マシニングセンター加工をします。

S45C磨きフラットバーt3-13,16,19-100に文字を切削します

2015年6月13日

DSC01488

S45Cのフラットバーを使用し、マシニング用の治工具を作ります。

バイスで仕事をする際に、バイスの口金より薄い部品を作る場合に使用する。

マシニングの公差+バイスの公差+治工具の公差=部品の公差となる為最終的には焼き入れ研磨します。

但し、いろいろなサイズの治工具を製造しなくてはならないので、

弊社では治工具に文字を加工して分別しています。

 

マシニング加工

S45C磨き板 t3×幅16×長さ100の板に、R0.2直径0.4の超硬ボールエンドミルを使用します。

DSC01483 ←R0.2ボールエンドミル

SUS304のt10×12×30,2-M3をマシニング加工します

2015年6月12日

DSC01387

SUS304 12×14×31切断材のコールド材(COLD)を使用し、題記製品をマシニング加工します。

SUS304のフラットバー、角棒は、多種多様なサイズが有りますが、

表面のキズ、仕上がり寸法等、素材時の不具合の良否が不明の為、基本的に弊社は6面加工します。

フラットバー、角棒の素材時の表面仕上げの状態は

 

・コールド・・・冷間圧延をしたままのもの、表面は光ってツルツル、但し熱処理をしていないので硬い。

・ホット・・・・熱間圧延、熱処理、酸洗をしたもの、表面は白っぽく、ザラザラしている。

・HL・・・・・1方方向に研磨目がつくようにしあげたもの、主に建材関係に使われます。

・#400・・・表面を#400番バフで研磨したもの、顔の映らない程度。

 

マシニング加工

1工程

素材のバリを取りチャッキング、規格のフラットバー材を丸ノコで必要寸法に切断して納入してもらう。

数量が多かったり、切断が多い工場では自社の切断機を持っていますが、

基本的に材料屋さんで切断して頂き納入してもらいます。

今回は12×14のフラットバー材を32mmで切断して頂き加工します。

DSC01354 ←チャッキング

DSC01353 ←拡大

 

2工程

ラフィングエンドミルで荒加工

ラフィングエンドミルは荒加工の重切削用のエンドミルで、バリバリ削りますが、表面精度は出にくいです。

表面精度を出す場合は、下記写真の様な、ラフ&フィニッシュタイプのエンドミルになります。

加工数量が多い場合は両者の良し悪しが分かりますが、最近は各メーカー様で色々な種類の刃物を出すため

分かりにくいです。

DSC01356 ←使用工具 拡大→DSC01355

DSC01357 ←刃物をワーク(加工物に寄せる)

DSC01358 ←拡大

加工時にはCAD/CAMでプログラムを作りますが、外周4角共に面取りをしておきます。

DSC01361 ←加工後

DSC01362 ←拡大

 

3工程

仕上げ用エンドミルで仕上げ

仕上げ用のエンドミルは、荒加工で残した仕上げ代0.05mm位を

回転を速くして送りも早く削るくらいが良いです。

DSC01365

DSC01364 ←拡大

 

4工程

端面仕上げ(上面)

今回の製品は幅が12mmの為、通常使用する∮10のエンドミルでは

端面の仕上げができない為、別の∮16エンドミルで仕上げます。

DSC01372 ←写真の倍率で分かりにくいですが、

外周を加工したエンドミルより太いです。

エンドミルは外周の刃物と底刃(エンドミル先端)

で構成されます。

DSC01370

DSC01374 ←光の反射等で見ずらいですが

外周と上面が仕上がりました。

 

5工程

センターリング加工

M3の下穴のため、センターリングします。

DSC01376 ←刃物 拡大→DSC01375

DSC01377 加工後→DSC01379

DSC01381

 

6工程

下穴加工 今回はロールタップを使用する為

M3の下穴ドリルは∮2.75を使用します。

DSC01384 ←ドリル 拡大→DSC01385

DSC01388 ←加工後 拡大→DSC01387

 

7工程

上面外周及びM3タップの面取り加工

 

C5191B(りん青銅)バー材をNC旋盤+マシニングで切削加工します

2015年5月21日

DSC01271

NC旋盤加工+マシニング加工+ベンチレース加工

C5191、りん青銅は「ばね材」に適した材料ですが、特に高性能のばね性が必要な場合はC5210「ばね用りん青銅」を用いたほうがよいとの記述が規格にもあります。

りん青銅とは、銅にすずと少量のりんを加えた合金で、すずの多少により、1種〜3種まで有ります。

機械的な強さが大きく耐食性大、磁性無く、スイッチ、コネクター、軸受け等に使用されます。

 

NC旋盤1工程目(外径、端面粗挽き加工)

規定の長さでチャッキング

DSC01233

 

拡大

DSC01234

 

荒挽き用刃物

DSC01235 ワーク(加工物)の近くに刃物を寄せる

 

加工後

DSC01243DSC01245

・ワークを回転させながら刃物を下に下げる。

・外径は素材∮30から太い部分∮26.2、細い部分∮13.2まで削る。

1回で一気に削れない為、4回に分けて肩肉1.5mm径で3mm削る

回数を分ける意味は、刃物の長さと切削時のパワーから、だいたいこれくらい削る。

 

NC旋盤2工程目(中心センターリング加工)

DSC01238 製品の中心にM8×0.75のタップを立てる為

DSC01239 ←加工後、中心にM8×0.75用の穴を開けるため

DSC01240 ←拡大

 

NC旋盤3工程目(下穴ドリル加工)

M8×0.75用下穴加工、

∮7のドリルを使用します。本来は7.3のドリルで良いのですが、

タップ工程がマシニングの為、芯(加工の中心)を出すため

を仕上げます。

DSC01242 ←拡大→DSC01241

DSC01243 ←加工後 拡大→DSC01245

 

NC旋盤4工程目(内径仕上げ加工)

M8×0.75用の下穴を寸法に仕上げます。

ネジ用の面取りも行います。

DSC01246 ←刃物

DSC01247 ←加工後 拡大→DSC01248

分かりにくいですが径で∮8.2くらいの面取りがされています。

 

NC旋盤5工程目(外径幅1mm溝加工)

部品の相手と組み合わせた場合、刃物はどうしても、先端ノーズR(刃先の丸み)

が付いてしまうため、根元部分を逃がします。

DSC01249 ←刃物 拡大→DSC01251

DSC01253 ←加工後 拡大→DSC01252

 

NC旋盤6工程目(外径、端面仕上げ加工)

最大外径は∮26で小径は∮13g6(-0.006〜―0.017)で仕上げます。

g6とは、はめ合い公差でJISで規格が決まっています。

g6・・・ローマ字の小文字で表されるのは、はめ合いに使用する軸の公差

G6・・・ローマ字の大文字で表されるのは、はめ合いに使用する穴の公差

DSC01254 ←刃物 拡大→DSC01255

DSC01256 ←加工後 拡大→DSC01257

 

NC旋盤6工程目(突っ切り加工)

NC旋盤で加工できる範囲を加工したら、突っ切ります。

DSC01258 ←刃物 拡大→DSC01259

今回は中心部分に∮7.3の穴が開いている為、そこまで刃物を入れれば製品は突っ切れます。

DSC01260 ←製品落下 拡大→DSC01262

 

NC旋盤7工程目(引き出し)

DSC01264 材料を挟み

1.チャックを開く

2.材料を引っ張る(必要寸法)

3.チャックを閉じる

以上でNC旋盤加工は終了です。

1工程目にプログラムは戻り、2個目の加工に入ります。

 

ベンチレース加工

DSC01265 チャックを取り付ける 手前が面取り、奥が端面仕上げ

DSC01266 品物をチャッキングして刃物を調整します

DSC01267 品物を回転させ、刃物を当てる

DSC01269 奥の刃物で端面仕上げ加工

DSC01270 手前の刃物で穴の面取り加工

DSC01268 加工終了 拡大→DSC01271

ベンチレース加工は刃物を手で研ぎ、回転に合わせて手の力を加減し、表面精度を出します。

まさに熟練の加工技術です。

 

A5056(アルミ)バー材をNC旋盤加工+ベンチレース加工+MC加工します。

2015年4月4日

DSC00678

NC旋盤加工+マシニング加工+ベンチレース加工

 

A5056、∮55×1000Lの素材を使用し、

1.ターニングセンターで1次加工、

2.ベンチレースで仕上げ加工、

3.マシニングでタップ及び穴加工の順番になります。

 

1,NC旋盤

1工程、端面、外径荒挽き加工

端面と、外径を粗挽き工具にて加工する。(仕上げ代を残す)

DSC00352 加工後→DSC00353

 

2工程

センターリング加工

DSC00354 加工後→DSC00356

1つ前の加工跡が残っている為分かりにくいがDSC00357

 

3工程、

ドリル加工

今回は仕上がりが∮22.4の為∮20のドリルを使用します。

弊社で各サイズがそろっているテーパーシャンクドリルを使用します。ごくごく平凡で一般的なドリルです。

DSC00358 加工後→DSC00360

 

4工程、

内径粗挽き 内径加工は外径加工と違い、切粉のつながりを気にして切削条件を決めます。切粉が長くつながり、内径バイトにからまると、スリキズさらには巻き付いた切粉で削れてしまいます。

切り込み量、切削速度を最適にし、切粉が絡まないようにします。特にアルミニウムのA5000径は絡みやすいです。

 

DSC00362 加工後→ DSC00363 拡大→DSC00364

 

5工程

外径、端面仕上げ加工(非鉄金属用チップ使用)

DSC00365 加工後→DSC00367 写真では分かりにくいが、寸法及び表面精度(表面粗さ)が向上します。

 

 

6工程、

外径溝加工 溝バイトを使用し、製品を突っ切り落とします。

DSC00368 加工後→DSC00346DSC00347 製品をパーツキャッチャー(製品を受ける枠)

7工程

素材を挟み込み、既定の寸法まで引っ張る

DSC00348 素材のそばまで近づける

DSC00349 下に下げ挟み込む

DSC00350 チャックを開き12mm引っ張る

DSC00351 チャックを閉じる

 

以上でNC旋盤の工程は終了です。このままプログラムが1工程目に戻り2個目の加工入ります。

2.マシニング加工

1工程

DSC00648 NC旋盤加工及びベンチレースでの仕上げ加工終了後、ベンチレースでのブランクチャックを利用し、マシニング加工を始めます。

 

2工程

ラフィングエンドミルを使用し、幅34の荒加工

ラフィングエンドミルはエンドミルの一種で、切粉を小さく分断しながら切削を行う工具です。側面の切れ刃に凸凹が有り、フラットエンドミルより切り込みを大きく取れ主に荒加工用に使用します。

DSC00649 工具

DSC00650

DSC00651 端面は綺麗ですが、側面はラフィングエンドミルの凸凹がそのまま残る

 

3工程

センターリング及び面取り

工具はいわたツール様のSPセンター(外径6)を使用します。

DSC00657 刃物

DSC00658 ←センターリング、面取り加工後

 

4工程

∮52部分の面取り

工具はいわたツール様のSPセンター(外径3)を使用します。加工形状によりどうしても刃物が入りきらない形状が有り、その形状の1つです。エンドミルの側面が有り、外径部分の角まで刃物が入りません。

出来る限り刃物を入れ、残りの部分はヤスリにて仕上げます。

DSC00660 ←上記刃物6の工具より細いため側面のギリギリまで刃物が入れられます。DSC00661DSC00664 ←加工後拡大

 

5工程

2-M4メスネジ下穴加工(2-とは2か所という意味です)、M4×P0.7の下穴は∮3.3のドリルを使用します。

DSC00665 ←工具

DSC00666DSC00667

DSC00668 ←3.3ドリル加工後

 

6工程

2-∮5穴あけ加工、∮5のドリルを使用します。

DSC00669←工具DSC00670DSC00671

 

7工程

穴面取り加工

∮5の穴加工後のバリの除去、M4タップの為の面取り

DSC00673←工具DSC00675DSC00680

以上でマシニング加工の表面の加工は終了です。

8工程

裏面面取り加工

DSC00676裏面は幅34のHカット部分をバイスで固定し、各穴の(∮5、M4)面取りをします。

DSC00677面取り終了

 

9工程

M4タップ加工

DSC00679今回はYAMAWA様の非鉄金属用のポイントタップを使用します。(ポインタップは奥に切粉が進むため、貫通穴に適しています。)

DSC00678

以上で製品完成です。

 

 

 

A5052バー材でNC旋盤加工+ベンチレース加工+マシニングセンター加工をします。

2015年3月9日

DSC00975

 

A5052、∮70×500Lの素材を使用し、ターニングセンターで1次加工、ベンチレースで仕上げ加工、マシニングでタップ加工の順番になります。

1,NC旋盤

1工程、端面、外径荒挽き加工

端面と、外径を粗挽き工具にて加工する。(仕上げ代を残す)

DSC00821  加工後→DSC00822

 

2工程、ドリル加工→通常ドリルはは各サイズごとに揃えないとだめですが、∮20以上で各サイズを揃えるのは無理がある為、

弊社ではチップ式のドリルを使用し、内径バイトで仕上げます。

ハイスドリルより高速かつ、刃先に有るオイルホールから切削油が出るため切粉の排出に優れ、各メーカーよりいろいろな名前で発売されています。

今回は仕上がりが∮33の為25のドリルを使用します。

DSC00823 拡大→DSC00824

加工後→DSC00827 拡大→DSC00825

 

3工程、内径粗挽き 内径加工は外径加工と違い、切粉のつながりを気にして切削条件を決めます。切粉が長くつながり、

内径バイトにからまると、スリキズさらには巻き付いた切粉で削れてしまいます。

切り込み量、切削速度を最適にし、切粉が絡まないようにします。特にアルミニウムのA5000径は絡みやすいです。

 

DSC00828 拡大→DSC00831

DSC00834 ←加工後 拡大→DSC00835

 

4工程、外径溝加工 溝バイトは使いますが、見た目の溝を入れるわけではなく、全体を溝とし、

外径バイトが入らない部分の径を仕上げます。

右側の寸法が∮68に対し、溝バイトで∮67に加工します。

見た目にスジが残りますが、後に仕上げます。

DSC00837 拡大→DSC00836

DSC00838 ←加工後 拡大→DSC00840

 

5工程 外径、端面仕上げ加工

DSC00842

 

6工程 端面センターリング加工(リーディング加工) P.C.D42上にM6深さ12のネジを加工する為

リーディングドリルは、ドリル穴加工前のセンターリング(もみつけ)加工と、面取り加工の2つを同時に加工する事が出来ます。

センターリング加工は穴あけ加工の位置精度を向上させる効果が有り、面取り加工にはタップでのねじ立て加工時の端面のかえりを防止したり、

穴加工時に発生するバリを取り除く効果が有ります。

DSC00846 拡大→DSC00847

DSC00849DSC00851 ←加工後 拡大→DSC00848

 

7工程 端面穴あけ加工(ねじ下穴) ネジ用の下穴は使うタップ、メーカー、精度(旧1級、2級)などにより変わります。

今回はYAMAWA製のロールタップを使用する為、ドリルは5.55を使用します。

DSC00852 拡大→DSC00853

DSC00855 ←加工後 拡大→DSC00854 良い大きさで面取りまで出来ています。

 

8工程 タップ加工(ネジ加工) 今回は止まり穴で素材がアルミの為、ロールタップ(溝なしタップ)を使用します。

溝なしタップの特徴として ・切りくず(切粉)を出さない ・めねじ精度が安定する ・折損強度が大きい等が挙げられますが、

止まり穴の為、切粉を出さないが最も大きな選択理由です。

DSC00857拡大→DSC00858加工後→DSC00860拡大→DSC00859

 

9工程 内径仕上げ加工 粗挽きの切削条件ですとどうしても切粉が絡まない様にする為、表面が荒く寸法もバラツキがちです。

削り代も少ないため切削スピードを遅くしても切粉のからまりは少なく、柔らかい為キズを付ける可能性も少なくなります。

DSC00862拡大→DSC00861加工後→DSC00863拡大→DSC00864←粗挽き時の表面のボソボソ、バサバサ感は無くなり、表面につやが出た感じになります

 

10工程 外径溝バイトでの仕上げ、突っ切り 外径は1段下がる為通常のバイトでは仕上げられない為、溝入れ(突っ切り)バイトで仕上げます。

粗挽き時と同じ刃物を使用しますが、切削条件を変更する事で充分に仕上げ面を確保できます。

DSC00866拡大→DSC00865そのまま突っ切り→DSC00867拡大→DSC00868

パーツキャッチャー出し落下DSC00869拡大→DSC00872DSC00870

 

11工程 引き出し工程 専用の工具(挟み込む)で材料を挟み込み、チャックを開き、既定の寸法まで引っ張り、チャックを閉じ、1工程目から作業を繰り返します。

DSC00873←材料の近くまで工具を寄せるDSC00874←工具を下げはさむ(つかむ部分に縦に溝が入っている)

DSC00875←チャックを開け材料を引っ張るDSC00876←チャックを閉め工具を上に逃がし

 

以上までがターニングセンターでの一連の作業で、プログラムは1工程に戻り2個目の作業に入ります。

 

ベンチレース加工

DSC00920ブランクチャックを削り、専用のチャックを作る

DSC00921画面奥の刃物で端面を仕上げ、(全長54L)  手前の刃物で外形、内径の面取りを行う。

DSC00922端面仕上げ、アルミでも結構煙が出ます。(切削時の油の過熱による)DSC00924

DSC00923内外径面取りDSC00925

以上でベンチレースの加工は終わり、チャックを開き製品をとり、別の製品をチャッキングして2個目に入ります。

以上で旋盤系(材料が回転し、刃物が削る)の仕事は終了です。

 

マシニング加工(MC加工)

ターニングセンターでのM6の反対側に90°の位置にM6ネジを加工する

1工程 センターリング加工(面取り)

DSC00961チャッキングDSC00963センターリング刃物DSC00962加工後→DSC00964拡大→DSC00965

 

2工程 ドリル穴加工(ネジ下穴)

DSC00967ドリル拡大→DSC00966加工後→DSC00968拡大→DSC00969

 

3工程 タップ加工(ネジ加工)

DSC00972タップ拡大→DSC01024加工後→DSC00974DSC00975

 

以上で全加工終了です。

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