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鍛造品の「省材料化」と「精度UP」に成功した製品事例

鍛造学ブログ 担当の徳田です。

秋も終わりに近づき、少しづつ寒さが増して冬の到来を感じさせる今日この頃ですが、皆様におかれましてはお変りございませんか。

私は、久しぶりにゆっくりと読書をしたく、思い切って本を数冊ほど買い込みましたが、加齢と共に忍び寄る老眼の不自由さに、なんとまだ一冊も読破できていない状況です(汗)。トホホ・・・。

さて、それでもめげずに皆様のお役に立てるべく、今回は鍛造品の「省材料化」と「精度UP」に成功した製品の一例をご紹介したいと思います(笑)。

当該製品は住宅関連機器の内部部品ですが、ロット数量が多いので、材料費のコストダウンを図れないかとお客様より相談がありました。

まず、図面を拝見すると、弊社の「バリ無し鍛造技術」を応用すると、約28%の材料低減が可能とシュミュレーションの結果が出たので、早速お見積りをさせて頂きました。

それから後日、数回の形状変更依頼のやり取りの後、鍛造図の承認を頂き金型製作に着手しました。

製品全長約50mm完成重量は約215gと、「バリ無し鍛造」のサイズ的にはちょうどいい感じの大きさでしたが、小さい面が多く3Dモデル化には予想外の時間をとってしまいました(汗)


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これが、3Dモデル化の画面です。製品全体のイメージはこんな形状ですが、「中空バリ無し鍛造」の場合は、金型以外にもパンチや周辺部品が多く、こんな感じで作りこんでいきます。


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パンチ部品の製作の基本は旋盤加工で仕上げます。


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上下の型ズレ方向の公差は±15ミクロン以下の精度に仕上げるので、ツーリング管理や金型の位置決めには細心の注意が必要となり、ノウハウの塊です(笑)


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機械彫りが終わった直後の金型


この金型を切削加工している機械は縦型ジグボーラーと言いまして、かの有名な自動車メーカーのフェラーリー社もエンジンの加工で使用している超高精度の機械です。


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このままでも鍛造は可能ですが、弊社では金型精度向上のため、もうひと手間かけて仕上げます。


この後、中空用のパンチを仕上げて金型は完成します。

で、どんなパンチかというと...この先は企業秘密なので残念ながら写真はNGです

そして完成した金型は早速鍛造試作し、全体寸法及び「型ズレ」寸法を検証。


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ご覧の通り、「型ズレ」寸法は製品の対角線で測定すると上写真φ25.11mmで下写真φ25.10mm。


結果、対角線上の「型ズレ」は0.01mmの誤差、上出来です!(笑)

つまり、仮想中心線に対して、上型と下型はそれぞれ反対方向に0.005mm(5ミクロン)づつしかズレていないという事になります。

なぜ型ズレ誤差が重要かといいますと、切削加工の工程で鍛造品をチャッキングするときに、この型ズレが大きいと鍛造品の中心線と切削加工品の中心線がズレ、加工後の内外径の偏肉につながり、品質が安定しない要因となるからです。

また近年では、切削加工をロボットで自動化するお客様が多くなり、ロボットが人の代わりにチャッキングするのですが、想定外の型ズレでロボットの爪がチャッキングミスを引き起こし生産ラインがストップしてしまう場合もあるからです。

先日、ある得意先様から「おたくの鍛造品は加工(切削)工程でチャッキングした時の芯のバラつきがほぼないし、端面の面取りをしても全周均等に取れるので製品の見栄えが良くなる」とお褒めのことばを頂戴いたしました(*^^)v

こういうお言葉を頂けると本当にモノづくり屋冥利につきますね♪

今回の中空化鍛造品では所要重量が360g→260gへと、約28%低減させることができ、毎月1万個を生産した場合は、年間で12トン、年間約700万円の材料コストダウンが可能となりました。

鍛造品の中空化は形状の依存性があり、すべての形状には対応はできませんが、外径に対して比較的内径が大きく抜ける形状であれば、持ち掛かり(所要重量)の削減には効果があるかもしれませんので、材料費を削減したいお客さまは、この機会にぜひ鍛造の中空化をご検討されてはいかがでしょうか?

お客さまの求めているスペックをクリアーし、なおかつ弊社独自の高度な鍛造技術を駆使して、
ハイクオリティーな中空鍛造品を生産、しかも大幅な材料費ダウンと生産性の向上をお約束いたします。

ぜひともお気軽にご相談くださいませ。

鋳造品から鍛造品に置き換わった製品事例

鍛造学ブログ 担当の徳田です。

今年の秋は、例年のコースから外れた台風が東北、北海道と甚大な水害の爪痕を残しましたが、被災地の皆様方おかれましては心よりお見舞い申し上げます。

それでは本日も早速、第2回目の鍛造学ブログを更新させて頂きます!

正直、なかなか定期的に配信するのは、慣れが必要と感じる今日このごろですが(苦笑)、
ぜひ皆様のお役にたてられる様、頑張って更新してまいりますので、どうぞ宜しくお願いいたします(笑)!

さて、今回の鍛造学ブログでは、弊社で行なった<鋳造品から鍛造品に置き換わった製品事例>をご紹介したいと思います。

当該製品(品名:錠前)は、従来から鋳造方法でつくられておりましたが、近年は後継者難や環境問題などで廃業される鋳造会社も多く、また品質の安定性に欠けることが多い製品なので「鍛造品でつくれないか?」との製作依頼がありました。


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お客様より預かった鋳造品サンプルの全体形状です。

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サンプル品先端部(拡大)の表面の状態です。(先端付近の形状が変形して表面がブツブツです)


サンプルを拝見すると、写真のようにニッケルメッキは施されていますが、鋳肌のブツブツが残っており、製品全体が弓なりに反っていて、このままでは商品価値が低いと思われます。

また鋳物の製作図面はありましたが、現物のサンプル品を測定すると、まったくデタラメな寸法仕上りだったので(苦笑)、CADで再度図面を書き直し、出来るだけ現物に忠実になるように設計し直しました。

特にCAD設計する場合は、0.1mmでも輪郭線がずれると面データが成立しないので、人の感性で「もう少し大きく」とか「細くして」とかリクエストされても、木型を削るのであれば問題ありませんが、CADで線を描く場合は0.001mm単位まで数値を決めて入力しないと図面が書けません・・・(苦笑)。

ですから仕上り寸法より、見た目の形状が優先される製品の設計は非常にハードルが高く、基準になる寸法の特定に時間を要するのです。

この辺りは、鍛造図面設計におけるノウハウの部分がありますので詳しくは述べられませんが、秘密兵器を駆使して製品寸法をはじき出し、鍛造承認図を仕上げました。


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サンプル品を測定後、弊社で書き直した鍛造承認用の製品図面です。


客先でこの図面の承認が得られれば、直ちにCAMデータを作成し、縦型マシンニングセンターで金型を切削し始めます。


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CAMデータで制御して金型を彫るマシンニングセンターです。


金型が完成後、各部寸法検査がOKであれば鍛造試作に進みます。


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完成した鍛造金型(オープンダイ方式)


左金型の上は鍛造試作サンプル(バリ付き)

そして、最終工程でトリミング(バリ抜き)して完成品になります。


P1010062m.jpg
客先のサンプル品(左)と今回新たに製作した鍛造品です。


いかかですか。

写真右側が今回製作した鍛造品で、左側の製品に比べて輪郭がスッキリとし、曲りや反りがないことがお分かり頂けると思います。

ちなみに、サンプルをご覧になったお客様には大変ご満足していただき、「これだけ高品質に仕上がるのなら、もっと早くから鍛造に切替えたほうが良かった」と...大変ありがたいコメントを頂戴いたしました(笑)。

この後、お客様の方で切削加工とメッキを施してピカピカの完成品になります。

ちなみにこの鍛造製品の場合、金型製作の着手から金型完成まで、6営業日で仕上げさせて頂きました。


この様に中野鍛造所では製品図面が相当デタラメな場合でも(笑)、サンプル品があればその寸法を実測データ化を行い、鍛造品を製作することも可能です。

既存製品の品質安定化や、メッキ後の仕上がり不良低減を図りたいお客様にも「鍛造化」はぜひお薦めです。
「鋳造製品」と「鍛造製品」では、強度はもちろん表面の仕上りレベルが、かなり違ってきますので。

もし、そのようなサンプル品や図面等お持ちでしたら、何なりとお気軽にご相談下さい。
いつでも迅速、丁寧、誠心誠意で対応させて頂きます。