軸部品加工のエキスパートガイド：技術、コツ、よくある落とし穴

軸部品は一般的な部品タイプです。その構造は回転体で、長さは一般的に直径より大きいです。さまざまな機械装置で伝動部品を支持し、トルクを伝達し、荷重を負担するために広く使用されています。軸部品の加工は一定のルールに従う必要があります。この記事で具体的な加工手順と注意すべき問題を学べます。

1. 軸部品の基本加工ルート

軸部品の主要加工面は外周面と一般的な特殊形状面です。したがって、さまざまな精度等級と表面粗さ要求に応じて最適な加工方法を選択すべきです。基本加工ルートは4つにまとめられます。

第1は、荒旋削→半仕上げ旋削→仕上げ旋削の加工ルートです。これは一般材料の軸部品外周加工で選択される最も重要なプロセスルートです。第2は、荒旋削→半仕上げ旋削→荒研削→仕上げ研削のルートです。鉄系金属材料で精度要求が高く、表面粗さ要求が小さく、焼入れが必要な部品にはこのルートが最適です。なぜなら研削は最も理想的な後続加工手順だからです。第3ルートは、荒旋削→半仕上げ旋削→仕上げ旋削→ダイヤモンド旋削です。このルートは非鉄金属材料の加工に特化しています。非鉄金属は硬度が低く砥粒の隙間が詰まりやすく、研削で必要な表面粗さを得るのは通常困難で、仕上げ旋削とダイヤモンド旋削手順が必要だからです。最後のルートは、荒旋削→半仕上げ旋削→荒研削→仕上げ研削→超仕上げです。このルートは焼入れされた鉄系金属材料で、より高い精度とより低い表面粗さ値が要求される部品によく使用される加工ルートです。

2. 軸部品の事前加工

軸部品の外周を旋削する前に、いくつかの準備プロセスを実施しなければなりません。これが軸部品の事前加工プロセスです。最も重要な準備プロセスは矯正です。ワークブランクは製造、輸送、保管中に曲がり変形することが多いためです。信頼性のあるクランプと加工代の均等な分布を確保するため、冷間状態で各種プレスや矯正機を使用して矯正を行います。

3. 軸部品加工の位置決め基準

第一に、ワークのセンター穴を加工位置決め基準として使用する。

軸部品加工において、外周面、テーパー穴、ねじ面の同軸度、端面の回転軸に対する直角度は位置精度の重要な表れです。これらの面は一般的に軸中心線を設計基準とし、センター穴で位置決めするため、基準重複の原則に適合します。センター穴は旋削時の位置決め基準であるだけでなく、他の加工工程の位置決め基準と検査基準でもあり、基準統一の原則に適合します。2つのセンター穴で位置決めすると、1回のクランプで複数の外周面と端面を最大限加工できます。

第二に、外周面とセンター穴を加工位置決め基準として使用する。

この方法はセンター穴の位置決め剛性が悪い欠点を効果的に克服します。特に重いワークを加工する場合、センター穴位置決めではクランプが不安定になり、切削量を大きくできません。外周面とセンター穴を位置決め基準とすればこの問題を心配する必要はありません。荒加工時に軸の外周面とセンター穴を位置決め基準とする方法は、加工中に大きな切削トルクに耐えられ、軸部品で最も一般的な位置決め方法です。

第三に、2つの外周面を加工位置決め基準として使用する。

中空軸の内孔を加工する際、センター穴を位置決め基準として使用できないため、軸の2つの外周面を位置決め基準とすべきです。工作機械の主軸を加工する際、2つの支持ジャーナルを位置決め基準としてよく使用します。これにより、テーパー穴の支持ジャーナルに対する同軸度要求を効果的に確保し、基準不一致による誤差を排除できます。

最後に、センター穴付きテーパープラグを位置決め基準として使用する。

この方法は中空軸の外周面加工で最も一般的に使用されます。

4. 軸部品のクランプ

テーパープラグとテーパースリーブマンドレルの加工には高い加工精度が必要です。センター穴はそれ自体が作る位置決め基準であるだけでなく、中空軸の外周面仕上げの基準でもあります。テーパープラグまたはテーパースリーブマンドレルのテーパー面は、センター穴との高い同軸度を確保しなければなりません。したがって、クランプ方法を選択する際は、テーパープラグの取り付け回数を最小限に抑え、部品の繰り返し取り付け誤差を減らすことに注意すべきです。実際の生産では、テーパープラグを取り付けた後、一般的に加工完了まで途中で取り外しや交換は行いません。