機械加工された鋳物:利点、用途、およびその製造方法

金属加工と鋳造のプロセスは、製造業者にとって「どちらか一方を選ぶ」比較として描かれることがよくあります。しかし、鋳造と機械加工に関する最近の記事で示唆したように、鋳造と機械加工の両方を併用することが最も効率的な生産手段となる場合が多くあります。

この記事では、鋳物を機械加工する利点と、これらの製造プロセスの両方を次の設計に確実に組み込む方法について概要を説明します。

機械加工鋳物とは何ですか?

機械加工された鋳物は、最初に半完成品に鋳造され、次に精密 CNC 機械加工で仕上げられた部品です。

ダイカスト、インベストメント鋳造、砂型鋳造など、いくつかの鋳造方法のいずれかを使用して初期鋳造を製造できます。ただし、これらの鋳造方法にはそれぞれ、表面の仕上げが粗かったり、特定のデザイン上の特徴を実現できないなど、独自の欠点がある傾向があります。

CNC 加工は、製品の品質を向上させ、欠けているデザイン要素を追加するのに役立ちます。 CNC フライス加工、旋削、穴あけ、鋸引きなどの 1 つ以上の加工プロセス、またはそれほど一般的ではない加工方法を使用して、高品質の完成品を作成できます。

鋳物を機械加工する利点

鋳物の機械加工には、主に次の 2 つの利点があります。

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機能を追加し、不要なキャスト素材を削除する

精度と表面仕上げの向上

これらのメリットがなぜそれほど重要なのかをより深く理解するために、それぞれのメリットに関連するアプリケーションを見てみましょう。

1) 鋳造部品の修正

技術者が鋳型から取り出したばかりの部品は、「鋳造されたまま」とみなされます。メーカーは機械加工、サンドブラスト、またはその他の仕上げ処理を行っていません。

これらの部品には通常、ゲート システム、パーティング ライン、メーカーが鋳造セットアップに組み込んだライザーやベントからの不要な余分な材料が含まれています。少なくとも、製造業者は単純な切削工具を使用して、不要な過剰流し込み材料を除去する必要があります。また、効率を上げるために複数の部品を共通の金型で鋳造する場合、技術者はゲート システムから部品を個別に切り出す必要があります。

生産者は、製品設計に適合し、パーティング ラインを除去するために、より高品質の部品を得るために、より集中的な CNC 機械加工を使用する必要があります。そうすることで、鋳造の最も明らかな兆候を隠すことができ、完成品の品質を大幅に向上させることができます。

鋳造のままの部品を修正する際のもう 1 つの重要な要素は、鋳造では効果的に生成できないフィーチャーを追加することです。たとえば、鋳造材料が硬化した後に金型の半分を分離できないため、永久的な金型を使用してタービンの湾曲したフィン (上記のようなもの) を製造することはできません。

また、インベストメント鋳造などの技術を使用して、金型の半分を取り外すことができない鋳造設計に対処することもできますが、他の多くの鋳造課題では、機械加工が好ましい解決策になる可能性があります。たとえば、穴、溝、ネジなどは、CNC 機械加工で作成すると品質が大幅に向上することがよくあります。

2) 仕上がり品質の向上

鋳造品に追加の機械加工が必要なく、過剰流し込み材料を簡単に除去できる場合でも、高品質の部品には精密 CNC 機械加工が不可欠なステップです。

ダイカストなどの鋳造方法は、他の鋳造方法と比較して優れた表面仕上げを実現するため、パーティング ラインを除去するためのわずかな機械加工のみで済みます。ただし、砂型鋳造やインベストメント鋳造で製造された部品の表面を滑らかに仕上げる必要がある場合、鋳物の機械加工が不可欠になります。

鋳物を機械加工するもう 1 つの重要な理由は、厳しい公差制限を持つ部品の精度と精度を向上させることです。最新の CNC マシンは、鋳造よりもはるかに高い精度を達成できます。

同一の部品を大量に生産する必要がある製造業者は、鋳造を利用してコストを節約し、CNC 機械加工を使用して公差要件を満たすことができます。ただし、これを行うには、設計者は鋳造段階での機械加工の許容値を考慮する必要があります。

設計に機械加工代を追加する

機械加工された鋳物に関しては、設計者は金型設計に機械加工代を組み込んで、鋳放し部品に精密機械加工に十分な材料を持たせる必要があります。

たとえば、完成した部品に公差が厳しい小さな突起があると想像してください。金型設計に突起と同じサイズのフィーチャがある場合、収縮や気孔によってフィーチャが想定よりも小さくなります。表面仕上げを改善したり、突起の形状を改良したりするために機械加工が必要な場合、機械工はさらに多くの材料を除去する必要が生じ、部品が粗く未完成のままになる危険があります。

部品設計に機械加工の許容値を追加すると、メーカーが CNC 機械加工で仕上げる鋳造部品または部品フィーチャーのサイズがわずかに増加します。これらの許容値により、製造者は、加工時間を大幅に短縮しながら、不合格部品を減らして公差要件を一貫して満たすことができます。

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