カテゴリー別アーカイブ: 未分類

アルミを使うメリット・デメリットを紹介するよ!

こんにちは、山城です。
さて、時間がたってしまいましたが、今回からは少し金属を中心とした材料の話をしたいと思います。
これ、製品化したいけどどんな材料が良いんだろう?、どんな材料が使えるんだろうと思った方は、ぜひこちらを覗いてみてください!!

記念すべき第1回は、アルミについて。
P_20160603_090139

 

 

 

 

 

アルミのもちろん正式名称はアルミニウム。

その生産量は鉄に次いで多く、もはや生活に欠かせない金属となっています。
アルミの特徴は何といってもその軽さです。鉄の1/3ほどしかないので、重量がネックになる場合はまずアルミでの製作を検討します。
iPadをはじめとしたタブレットやノートパソコンはもちろん、産業機械、治具、軽量化を求められている航空機の機体としても使われていますね。

では、もう少し詳細にアルミの特性を見ていきましょう。

アルミのメリット

1.とにかく軽い
もう、とにかく軽いです。鉄の1/3です。軽さが命の場合は何も考えずにアルミを選んでください(考えてください)

2.錆びにくい
アルミは、空気に触れている表面が一瞬で酸化するという特性があります。
これはステンレスやチタンにも同じ現象が起きるのですが、表面に比較的強固な酸化被膜ができるため、それ以上内部に腐食(錆び)が進行しにくくなるのです。

また、アルミにはアルマイト(陽極酸化)といって表面の酸化被膜を強制的に厚く強固にすることによって耐食性をより強くするという加工を施すことができます。
さらに、アルマイトは着色もできるので、独特の金属光沢を持った美しい色に仕上げることが可能です。

3.加工しやすい
アルミは切削加工が非常にやりやすい素材です。鉄よりも切削性が良いので、加工時間を短くできるのはもちろん、深穴、深溝、長尺等の難加工もそれほど問題なく加工できてしまいます。
特に外形寸法が数㎜程度の小さいものの加工の場合には、ドリルやタップをはじめとした工具の破損リスクが低くなるので、コストも抑えることができます。

アルミのデメリット

1.(主に鉄と比べて)強度があまり高くない。
鉄は、炭素を中心にいろいろな添加元素の働きによって、強度を自由自在と言って良いほどに変えることができます。
一方アルミは、一般的に出回っている材料としては鉄ほど強度がありません。鉄と同じくらいの強度を持った材料もかなり流通するようになってきましたが、材料費としては割高で、通常のアルミより腐食しやすいといった問題点があります。

2.溶接がしにくい
アルミは、鉄やステンレスと比べてかなり溶かさないと溶接が難しいため、薄い板状の素材などは周りもドロドロに溶けてしまい、うまく溶接できません。
従って、板金加工では主に曲げ加工のみで成形していくことになります。
十分な板の厚さがあれば、溶接も可能ですので、アルミで溶接を考える場合は素材の厚さを十分に検討する必要があります。

3.(鉄と比べて)材料費が高い。
逆に言うと鉄が他の素材と比べて非常に安いのですが、アルミは鉄より材料費が高くなります。重量があまり関係なく、それなりの大きさがあるけれども加工箇所はそれほど多くないといったような場合は、アルミより鉄を選んだ方が良いかもしれません。

さて、今回はアルミを使う場合のメリット・デメリットを見てきました。
参考にしていただけたでしょうか?

もしわからないことがまだある、アルミでこんな加工可能なの!?とお考えになったら、山城製作所までご相談ください!
ではまた!

角をどのように処理するか

こんにちは。
今回は角の処理の仕方の話です。
さて、図のようなポケットの設計をしようとするときに問題となるのが、角の処理です。pinkado

 

 

 

 

 

 
何も考えずに直角の角(金属加工の業界ではピン角と言ったりします)を付けると加工不能になってしまいます。
なぜなら、加工する工具は回転することで削る力すなわち切削力を生み出しており、角を削るときには工具の半径以上のRが付いてしまうからです。
ではどのようにすれば良いのでしょうか。多くの場合次のように設計変更することによって角のR問題を回避します。
一つ目は、以下の図のように角に工具の半径以上のRを付けることです。pinkador

 

 

 

 

 

 
この場合、ポケットに入る部品も角にRを付けるなどの処理が必要になりますが、最も簡単な解決策と言えるでしょう。
もう一つは以下の図のように角の部分に穴を明けて角を丸ごとなくしてしまう方法です。こちらは相手部品の角に何らかの理由でRを付けられない場合に有効です。
ピン角3

 

 

 

 

 

このように、設計の時に意外と見落としがちな角問題ですが、工具の半径と動きを常に想像するようにすると、どんな形状が加工できるのか間違いにくくなります。
考えるのが面倒だ!という方は山城製作所までご相談ください。

薄物のテスト加工をしてみました。

Jpegこんにちは、ひょんなきっかけでジャーサラダが気になってしまった山城です。
更新がだいぶ滞ってしまいましたが、これからは加工の話も少しずつしていこうかななどと考えております。

さて、今回は薄物加工の話です。
部品の根元部分は9.9×9.6の棒状で、素材はS45Cを使っています。この素材の先端6mmの部分を、幅4mm、厚さ0.8mmにしないといけないということで、この薄さで加工ができるのか、強度は大丈夫かということを確かめようと思い、削ってみました。

結論から言うと、良い感じに削れました!
最初に幅4mmを決めるべく超硬のエンドミルで片削りをし、続いて厚さ0.8mmの部分を溝加工しました。
溝加工だと、切削抵抗が大きくなって上手く削れなくなってしまうのではないかと心配しましたが、ビビリや倒れもなくかなりきれいに削れました。

一括りにすると語弊があるかもしれませんが、鉄って結構強いんですよね。今回は溝部分をピンカドで仕上げましたが、強度を求める場合はラジアスエンドミルでRをつけて仕上げるというのもありかもしれません。

滑車で引っ張る力を変換する

こんにちは、山城です。

今回は滑車とバネの話です。
皆さんがよく想像するバネといえば、いわゆるコイルバネと言われるものではないでしょうか。
今回当社が使用したのは定荷重バネというタイプのもので、常に引っ張る荷重が同じものです。
ローラーから引き出して使い、重いものを軽く引き上げられるようにする場合等に使います。

小学校や中学校にあった、簡単に上下できる黒板などに使われているようです。

この定荷重バネ、うまく使えば素晴らしい威力を発揮するのですが、規格が比較的厳密に決まっていて、長い距離物体を動かそうとするとバネの長さが足りない場合があります。

今回の当社の治具案件でも、重い部品を上下させるために使おうと考えたのですが、そのストローク距離が1400mmぐらいあったため、適当な長さのバネが見つかりませんでした。(定荷重バネの多くが1000mm以内のストロークになっています)。

そこで、ああでもないこうでもないと試行錯誤した結果、滑車とワイヤーを使って引っ張る力をストロークの長さに変換すれば良いのではないかと思いつきました。

そこで作ったのが写真の滑車です。

SUS304のブラケットに、SUS303の軸を通し、滑車本体はポリアセタール(ジュラコン)で製作しました。
径の小さい方にバネから伸ばしたワイヤーを巻き付け、径の大きい方には治具から伸ばしたワイヤーを巻き付けます。
小径側は50mm、大径側は80mmにすることで、理論上バネが1000mm伸びると、治具側のワイヤーは1600mm伸ばすことができます。

実際に取り付けてみると、予想通り1400mm以上治具を上下させることができました。

これを思い付いたのは、何となくボール盤の回転速度を変えるベルトを見ていた時でした。ボール盤も同じ原理で軸の回転の速さを調節しています。
本当にどこにヒントが転がっているかわからないと改めて実感した次第でした。

最近のフリーの3DCADは大変なことになっているようです。

こんにちは、山城です。

最近Inventorの勉強を始め、本格的に3次元のCADで治具(冶具)の設計や究極のiPadキーボードの設計をしようと思っています。

で、PCの制約を受けないようにフリーの3次元CADを使ってみようと思い、何かと話題になっているDesign Spark Mechanicalに手を出してみました。

このCAD、Inventorと操作方法が結構違ってインターフェースに戸惑ったりします。
ですが、慣れると非常に直感的に操作することができ、簡単なブラケット的なものとかであれば10分もかからずに作れてしまいそうです。

そしてさらに、このCADの凄いところはアセンブリまでできる!(らしい)ということです。
実際にどのレベルまで対応しているのかはわからないのですが、iPadキーボードを作る際は複数の部品が必要になるのでどこまで使えるのか試してみたいと思っています。
実際に可動部の確認とかまでできたらすごいですね。

コピぺがものすごく便利なAutoCAD師匠

こんにちは、山城です。

最近当社も治具(冶具)の製作や部品加工で社外に仕事をお願いすることが増えてきました。

それに伴いCADで図面を引く回数も増えてきたのですが、僕が使っているAutoCADはコピペがものすごく便利です。

例えば表面粗さを表すRaの記号はブロックに登録しておくのですが、わざわざそれを呼び出さなくても図面上に一つRa記号があればあらゆる面にコピペできます。

また、書式のコピペもものすごく便利です。
普通、円形状でないところの寸法にφマークを入れようとするとオブジェクトプロパティ管理から接頭表記に%%Cをいちいち入れないといけません。
しかし、一つ入れておけばあとは書式のコピペで自由にφマークの入った寸法表記ができます。

AutoCADは使えば使うほど便利な機能がわかってくるので、是非いろいろと試してみてください!

治具(冶具)における樹脂の使い方

IMG_1774こんにちは、山城です。

今回は治具(冶具)に使う樹脂(プラスチック)の話をしたいと思います。
クランプの仕方によりますが、重切削でない場合や位置決めだけであれば、樹脂は大いに役立ちます。

よく使われるのがMCナイロンやジュラコン(ポリアセタール)といった樹脂ですが、これらには適度な柔らかさがあるため、ワークに食い込んでトグルクランプなどでもしっかりと固定できます。

また、当たり前と言えばそれまでですが金属より柔らかいのでワークを傷つける心配がありません。

樹脂はクランプ部分や位置決め用にワンポイントで使うことによって治具を圧倒的に使いやすくしてくれる素材なんです。

変形しない素材は?

こんにちは、山城です。

以前お問い合わせをいただいたのですが、加工しても変形しにくい素材は鉄鋳物です。特にデンスバーと呼ばれるFC250等の素材は、加工後の寸法変化が非常に少なく、薄肉形状や異形状でも100分台で平行度や直角度、位置度を仕上げることができます。

先日FC250のデンスバーでコレットチャックを製作しましたが、すり割りを入れた後もほとんど変形せず、外径寸法は0.01㎜以内に収まっていました。

一方、変形しやすいことで有名な素材は何と言ってもSS400です。特にフラットバーは厚みや幅方向の加工をすると目で見てわかるほどに変形します。

したがって、精度の要求される部品や治具を製作する場合はSS材を避け、強度や熱処理との兼ね合いも検討しS45Cやその他の炭素鋼、合金を選択します。

トグルクランプについて

こんにちは。山城です。

最近トグルクランプでワークを固定する治具製作の注文を受けることが多いのでトグルクランプのメリットやデメリットについてご紹介したいと思います。

トグルクランプとはレバー1本で対象物を固定できるツールで、ワークの脱着がワンタッチでできます。
ある加工品や特定の工程に使用する治具(冶具)でよく使われます。

・トグルクランプのメリット
トグルクランプのメリットは何と言ってもワークを簡単に脱着できることです。バイスのようにハンドルを回す必要がないので短時間で段取りができます。
また、押さえつける強さが決まっているので治具(冶具)さえ用意すれば誰でも同じようにクランプや加工が可能です。

・トグルクランプのデメリット
トグルクランプのデメリットは、トグルクランプそのものが大きく加工の邪魔になってしまうことです。
Z方向で押さえつける場合、刃物が当たるためかなりの面積でトグルクランプの周囲の加工ができなくなります。
また、トグルクランプそのものは1点にしか力がかからないため、トグルクランプの先にワークを固定するための板状や爪状の部品を設置しなければならないことも多いです。

使い方をしっかりすれば段取りが非常にスムーズになるのでぜひ使ってみてください。
どう設計してよいかわからない場合や治具(冶具)ごと作ってほしい場合などありましたらお気軽に山城製作所までご相談ください!!

もうすぐオープンする友人のお店で穴を明けてきました。

こんにちは、山城です。

今日は小金井市内で新しく飲食店をオープンする友人のお店で冷蔵庫に穴明けをしてきました。
冷蔵庫内でビールサーバーを冷やして壁面から直接配管を出したいということだったので初めて冷蔵庫に穴を明けました。
鉄板と木材を貼り合わせて作られているようでしたが、外からでは素材がわからず慎重に穴を明けました。
外側は鉄板でしたが、中は発泡スチロールが詰まっていて、鉄板に穴が明くと一気に中までドリルが入っていきました。
薄い板や柔らかい素材は普段ほとんど加工しないので、きれいに仕上がるか心配でしたが変形やバリの残りもなく中々の出来栄えになりました。
ドリルで穴明けをした後ヤスリと笹っ葉でバリを取り形を整えて仕上がりとなりました。
開店が待ち遠しい!