鋳物加工をマシニングで行うケース
鋳物加工方法の一つに、マシニングセンタを用いた加工方法があります。マシニングセンタは、削りや穴あけなどの切削加工ができる機械のことを指します。マシニングセンタのメリットは、高い精度を出すことができることです。汎用機に比べて再現性が高いため、鋳造品の寸法調整のためにマシニングセンタが用いられることもあります。
なお、鋳物加工をする際は必ずしもマシニングセンタが用いられるわけではありません。昭和製作所では保有加工機全般で対応しております。鋳鉄、鋳鋼を加工した場合、切削後の切粉がパウダー状になるため、切削液と混ざるとヘドロ状になり、錆も発生しやすく、各種フィルターの目詰まりの原因となります。また、加工機の隙間に切粉が蓄積して、機械そのものを傷めてしまいます。
上記の理由で、弊社では対応可能な機械を制限しており、切断機、汎用加工機、マシニングセンタ、NC旋盤、平面研削盤、放電加工機の一部で対応しております。他の鋳物（銅、アルミニウム、亜鉛合金等）は保有加工機全般で対応可能です。
鋳物加工（マシニング）について解説
「鋳物のマシニング加工は難しい」と言われているのを聞いたことがある、鋳物を専門として取り扱っていない、又は他社でお断りされた経験があるため、鋳物加工について調べている方も多いのではないでしょうか。
厳密には鋳物の中でも鋳鉄、鋳鋼の加工をお断りされるケースがあります。弊社では、試験片を中心に鋳物加工を行っていますが、治具・部品につきましては、ワークの大きさ、製作数量など要相談となります。
ここからは鋳物の種類や特徴、またマシニングについてより詳しく解説します。もし鋳物加工をお考えの方は、ご参考にされてください。
図：Ｍ6×Ｐ1.0ねじ切り加工 (FC250材)
鋳物とは？種類や特徴について
鋳物とは溶かした金属を型に流し込み、冷やし固めた鋳造品のことを指します。鋳物にはさまざまな種類があります。
- 鋳鉄：熱衝撃などに強く熱処理によって高度を向上させることができる
- 鋳鋼：鋳鉄よりも強度が高く、耐食性、耐摩耗性などに優れる
- 銅合金鋳物：電気・熱伝導性や耐食性、低温環境などに優れる
- アルミニウム合金鋳物：軽量かつ機械的性質や耐食性などに優れる
- マグネシウム合金鋳物：放熱性、熱伝導性、電磁シールド性などに優れる
- 亜鉛合金鋳物：めっき性、耐衝撃性などに優れる
このように、金属の種類によってその特性は異なります。中でも鋳鉄は使用されることが多く、シャフトやシリンダーブロックなどの工業部品から、日常生活で使用される家電や調理器具などにも使用されています。
ただ材料ごとに品質にばらつきがありますので、そういった点が加工を断られる一因となっています。
マシニング加工とは？旋盤加工との違い
マシニング加工とは冒頭でもご説明したように、材料を削り取って形を作る加工方法です。マシニングと旋盤をよく混同される方もいますが、回転させたワークに工具を当てる旋盤とは異なり、マシニングはワークを固定して回転する工具に押し当てます。
なぜ鋳物（鋳鉄、鋳鋼）だとマシニング加工の依頼を断られることがあるのかというと、冒頭でもご説明した通り切削後の切粉が工作機械の部品の隙間に入り込むことで詰まり錆、故障の原因になるからです。
鋳物のマシニング加工の流れと特徴
鋳物のマシニング加工は切粉の問題などはあるものの、加工の流れは通常の金属加工と変わりません。
【マシニング加工の流れ】
- 粗加工
- 中仕上げ加工
- 仕上げ加工
工程を大きく分けるとこの3段階でマシニング加工を進めていきます。簡単に工程をご説明すると、削り出したワークの精度を徐々に高めていくような流れとなります。
今回は鋳鉄材を用いて工程ごと（粗加工→中仕上げ→仕上げ加工）に分けてご紹介いたします。また昭和製作所では、試験片の製作も行っております。試験片製作においては平行部と呼ばれる箇所のみマシニング加工を実施しております。
マシニング加工開始前、3次元CADソフト(CATIA)で図面を作成致しました。
FC250材を購入し、加工を行いました。
1.おおまかな形を整える【粗加工】
基本的にマシニング加工では、精度を高めて行く前段階として、荒加工でワークを削り取り、おおまかな形を整えていきます。ざっくりと削り取っていくため表面の仕上がりは荒くなりますが、この段階で高い精度は求められておらず、主に不要な部分の除去を目的として行われます。
エンドミルを用いて段付け加工並びにうねり面に対し粗加工を行いました。切りくずが周りに多く飛散しないように養生をしたり、ドライで加工します。
2.仕上げに向けた削り出しをする【中仕上げ加工】
中仕上げ加工は、精度を向上させるための重要な工程です。主に前の工程でざっくりと削り取ったワークの形状の不正確さを整えていきます。金属材料は温度によっても寸法が変化しますので、荒加工の切削熱で変化した寸法を整えることも重要となります。またびびり痕など、次の工程で影響がありそうな切削痕もここで除去しておきます。
このように、この工程ではより精度を高めていきますが、完成まで持っていくことはありません。あくまで次の工程の仕上がりを向上させるために行います。
鋳物自体の色が黒っぽく、刃物が品物に接触しているか見えにくいので慎重に加工を進めます。
3.微調整や表面の粗さを整える【仕上げ加工】
仕上げ加工は仕上げ代を削り取り、最終的な寸法精度を0〜0.01mmの範囲内に調整するために行います。図面指示通りの寸法に限りなく近付けるためにも、ここでは専用機を使用するのが一般的です。最後の工程が終わったら検査をして、品質に問題ないかをチェックします。
このようにマシニング加工は、一つの工程で図面指示に近い寸法で仕上げられるわけではありません。今回ご説明した3つの工程を経て高い精度で仕上げることができるのです。
うねり面の面粗度につきましては、Ra0.40μm [ Rz2.5μm] での仕上がりとなっています。切削液を使用して加工する場合は、細かい切りくずの飛散を押さえるために養生やフィルターをかませます。
昭和製作所のマシニング技術の特徴と強み
昭和製作所は高いマシニング技術を有しており、鋳物だけでなく金属全般の試験片を製作しております。鋳物の試験片製作ですと、過去にはネズミ鋳鉄（FC材）や球状化黒鉛鋳鉄（FCD材）などの加工の実績があります。
その他の金属材料の加工実績も豊富にあり、マシニングセンタ以外の切削機も保有しております。マシニングセンタに限らず、ご依頼内容にあわせて最適な製作方法をご提案させていただきますので、お問い合わせフォームよりお気軽にご相談ください。※鋳物の場合は分類などをご提示いただいた上でご提案させていただきます。
多品種・小ロット対応の柔軟性
昭和製作所では、多品種、小ロットに対応しております。
試験片製作においては、材料試験片と超音波探傷用試験片の製作を行っており、複数の種類で小ロットのご依頼が可能です。もちろん製作後は必要に応じて徹底した検査を行いますので、それぞれ高い精度で仕上げます。必要な数、種類だけお問い合わせ時にお申し付けください。
また試験片の他、試作部品や治具の製作なども行っております。弊社の対応範囲内で対応させていただきますので、まずはお気軽にご相談ください。
複雑な素材形状にも対応可能な技術と豊富な経験
先程は材料が鋳物であることで、マシニング加工をお断りされることがあるとご説明しましたが、試験片製作では複雑な形状であることが原因でお断りされることもあります。なぜなら複雑な形状だと、試験片に必要な分の材料の切り出しが難しいからです。
弊社はこれまで培ったノウハウを駆使して、複雑な形状の部品や製品から材料の切り出しを可能として参りました。代えがきかない一品モノの部品や製品から切り出した経験も豊富なため、安心しておまかせいただけます。
鋳物加工のご依頼なら昭和製作所へ！
鋳物加工の方法について、今回はマシニングをピックアップして解説しましたが、その他の方法でも対応可能です。昭和製作所では、ご依頼内容にあわせた加工を行い、徹底した検査体制で高品質な仕上がりを実現します。弊社保有の加工機や測定器につきましては会社概要を御覧ください。
もちろん、鋳物のみならず他の金属の加工にも対応しております。まずは下記の電話番号、もしくはお問い合わせフォームにてお問い合わせください。
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連絡先：03-3764-1621
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