大量小型金属部品の効率的バリ取り：バリなし仕上げの実現

大量生産のための小型部品バリ取りメカニズム

疑いなく、小型金属部品のバリ取り の鍵は、最初からバリを発生させないことです。これは、メタルカッティング社のビジネスの基盤の一つでもあります。当社独自工法により、厚肉・薄肉管、硬軟・特殊金属を、バリを全く発生させずに切断できます。

しかし、当社切断工法が不向きな金属加工プロセスも多々あることを承知しています。例えば、機械加工管のクロスホールや、金属加工後にバリが必ず発生する状況です。

概念的には、手作業で小型部品のバリ取りをするのが最も明確な解決策ですが、大量生産では実用的ではありません。しかし、手作業バリ取りを見ることは有用です。大量の小型金属部品バリ取りを機械化する際、同じ基本原理が必要だからです。

まず、金属バリ取り とは何か？簡潔に言えば、機械加工やその他製造後にワークピースに残る、盛り上がったエッジやその他の小さな不要金属片を除去することです。

古典的な手作業バリ取りプロセスでは、以下2つの一般的なツール設計のいずれかでバリを除去します：

これら基本ツール形状とその動作が、典型的には金属部品エッジからバリを除去します。

例えば、曲刃のバリエーションで、異なるリストアクションにより面取りや単純な突出バリ除去が可能です。バリが内側か外側かによりコーナー角度も調整できます。

直角面や異方向バリには、直線エッジや穴に最適なこのタイプが有効です。

カウンターシンク設計は直線エッジに作用できず、異角度作業の自由度もありませんが、穴周りのバリを一回の動作で速やか・均一に除去できます。

メタルカッティング社の大量生産では、電気化学や手工具を使わずにバリなし表面を生み出すことが目標です。なぜか？

電気化学は小型部品の隠れたコーナーや到達困難領域に浸透しますが、既知のコーナー比率を除き除去率は比較的均一です。端的に言えば、電気化学はバリと非バリを区別せず、全材料を均一レートで除去します。

バリが極細い糸で付いているなら大した問題ではありません。しかし、バリが非常に厚い、またはスミア状なら、バリ除去プロセスが部品材料を 過剰に 除去するリスクがあります。

繰り返しになりますが、小型部品の手作業バリ取りは大量生産では非現実的です。コストと時間がかかりすぎます。

しかし、機械化ソリューションに移る前に、それが提供するアクションを考える必要があります。手工具が提供するアクションと類似なら、その機械的方法は金属バリ取りの有力候補です。

小型部品バリ取りに用いられる主なマスフィニッシング機械は、バレルタンブラー と バイブロタンブラー（振動タンブラー） です。

バレルタンブラーは、大きな露出バリ除去に優れますが、リセス（窪み）のある部品には不向きです。荷を回転させ、部品が岩が丘を転がるようにバレル内を滑り降ります。バレルバリ取りプロセスでは、部品がメディアと互いに衝突・擦れ合うことで研磨・バリ取りされます。

バイブロタンブラーは、周囲メディアによるスクラブ作用を部品に生み出し、一般に非常に滑らかな表面に用いられます。バレルタンブラー比で、リセス領域に非常に効果的で、速度は2倍です。

バレルタンブラーは、大きなRや、より多くの材料除去とコーナー丸めが許容される部品のバリ取りに優れます。バレルタンブラーの切削作用は荷の約20〜30%で発生します。

機械により使用する振動速度と振幅は異なりますが、一般的に：

バレルタンブリングでは、高速・大振幅でバリが内側に巻き込まれたり、金属が穴にピーニングされたり、エッジがマッシュルーム状に広がったりすることがあります。

バイブロタンブラーは、ヤスリがけに類似したアクションを生み出します。上向き角度付き力を加え、部品とメディアが擦れ合う際にせん断作用を生じさせます。部品やメディアが大きいほど切削アクションは速くなります。

バイブロタンブラーは、バレルタンブラーの自由落下作用による力の5〜10倍の印加力で研削します。バレルタンブラーとは異なり、バイブロタンブラーはパルス毎に荷全体を切削するため、サイクルタイムが短縮されます。

バイブロタンブラーは、引き裂き作用や不均一な力による曲がり・歪みがないため、小さなRを持つ脆弱な部品にも使用できます。

両タイプのバリ取りタンブラーは、石、セラミック、プラスチック等の成形メディアを使用します。水を加えて汚れを流し、メディアを運びます。

必要に応じて、作用を強化または部品洗浄のために化学薬品を添加します。研磨剤を添加して、タンブリングメディアの切削・バリ取り能力を高めることがよくあります。

興味深いことに、研磨剤自体は主に部品に作用しません。むしろ、タンブリングメディアを十分に粗く保ち、仕事をこなせるようにする役割を果たします。

メタルカッティング社では、遠心バレル仕上げとタンブリングシステム等の機械装置のアクションを用いて、手作業バリ取りツールの動作を可能な限り再現しています。

課題は、アクセスと慣性アクションの確保、すなわち非常に小さな密閉空間に入り込み、バリを除去する十分な作用を及ぼすことです。

この課題を、当社独自の慣性アクションを活用して克服し、部品の最も到達困難な領域のバリにも到達・除去を可能にしています。

小型金属部品の切断・仕上げ（バリ取り含む）指定についてさらに学ぶには、ガイド「見積もり依頼を最大限有利に調整する：小さな部品調達におけるFAQ」を無料ダウンロードしてご覧ください。

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