小さい金属部品・パーツの切削加工が得意なワケ(理由)を、お話します

下記が、小さい金属部品・パーツを、最適なQ.C.D.S.で切削加工する事ができる理由です。
    Q品質 Cコスト D納期 S技術サービス

下記の箇条書き部分をクリックすると、その詳細説明に飛びます。

 ・ マイコン制御のカム式自動旋盤を使っている。

マイコン制御のカム式自動旋盤

操作盤の写真です

 ・ 材質を真鍮黄銅・非鉄金属)に特化している。

 ・ 小さい部品・パーツの加工に特化している。

(クリックで大きく表示します)

マイコン機 操作盤.JPG

 ・ 形状を丸物形状だけに特化しています。

 ・ 時系列の品質管理に、CSを使っている。 

 ・ 出た切り粉は、自動で機械の外へ排出している

 ・ 切削工具は99%を自社製作している

これらが、小さい金属(真鍮)部品・パーツの切削加工の専門メーカーとしての、誇りと自信に繋がっています。

 (下記の 「中文小册子」 は中国語のパンフレットです)
 (下面是一个中文小册子)

金属の部品製造は、マイコン制御のカム式自動旋盤で切削加工している。

 金属(真鍮・黄銅)部品・パーツを製造する、弊社独自のマイコン制御のカム式自動旋盤は、カム式 とNC式 の長所取り が特徴です。
 下記は、小さい部品・パーツの切削加工専門メーカーとして、金属製の切削品をお届けする弊社の誇りの一部です。旋盤での切削加工のことを、旋削加工とも言います。

マイコン制御のカム式自動旋盤
 マイコン制御のカム式自動旋盤カム式の長所を、切削品の加工にそのまま生かしています。 

  1. カム式自動旋盤の為、金属製の部品1個を製造する時間が短いのです。
  2. 右の写真を見て下さい。こんなに小さい自動旋盤で部品・パーツを製造しているのです。左下にあるオイラー(油差し)と比較して下さい。
    (写真をクリックすると、大きく表示します)
  3. カム式自動旋盤の中でも、特に小さい自動旋盤です。剛性(力)はありませんが素早い動きで、単純な形状の真鍮(黄銅)製部品・パーツは1個を1.5秒で製造しています。
     

マイコン制御のカム式自動旋盤NCの長所を、切削品の加工に取り入れています。

  1. 自動旋盤の主軸回転速度(rpm)を、加工の途中で自由に設定できます。
    ねじ切削加工時には主軸回転を遅く(2,000rpm〜)して、普通切削加工時には主軸回転を早く(6,000rpm〜)してと、切削加工の途中で最適な主軸回転速度(rpm)にできますので、金属製部品・パーツの製造能率が上がります。
  2. カム軸の回転速度(rpm)を、切削加工の途中で自由に設定できます。
    切削していない工程(急速動き)はカム軸を早回し(60rpm〜)できるので、金属製部品・パーツの製造能率がぐ〜んと上がります。

    上記2つの長所がカム式本来の速さと相まって、部品1個を製造する時間をどんどん短くすることが可能となりました。小さく単純な形状の真鍮(黄銅)製部品・パーツなら、1秒で1個製造するのも可能です。
  3. 切削加工の途中での、カム軸回転速度(rpm)の設定を現場で簡単に変更できます。
    現場技術者が切削加工の様子を見ながら、最適な切削送りや急速動きにグレードアップできます。
  4. ねじ加工は、バイトによる切削加工(チェーシング加工)ですので、ネジ製作を行う上でネジ品質・精度の高度化と安定性に優れます。
    切削ダイス加工でのネジ製作と違い、ねじ山欠けや、ねじ部分の未加工不良が発生しませんし、ねじ の深さもピッタリと決まります。
    ただし、イモネジ以外の頭のあるネジ製作は、ねじ山部分が3山くらいの切削加工が限度です。 逆に、ねじ山部分が1山くらいの切削加工は得意です。
  5. ねじ加工は、バイトによる切削加工(チェーシング加工)ですので、JIS規格外のネジ製作が可能です。
    ネジピッチは、工程プログラムを変更する事で、自由なJIS規格外ネジピッチが製作可能です。
    ねじ山角度も、バイトの角度を変えることで、50度、70度、90度など、自由な規格外ねじ山角度の製作が可能です。
    ねじ太さは、規格外ねじ外径、規格外ねじ有効径、規格外ねじ谷径と、それぞれの組合せで、自由な規格外ねじ太さが製作可能です。
  6. メートルネジ以外に、ユニファイネジや、ミシンネジ等も、加工・製作できます。
    ただし、真鍮製でもφ4以下くらいの寸法が限度です。

マイコン制御のカム式自動旋盤カム式の短所つぶし をしています。

  1. 駆動は「カム」で行い、戻りはスプリングで行うのは一般のカム式自動旋盤と同じです。
    しかし、戻り位置をコンピューターで確認しますので、品質の安定性が確保されています。

 マイコン制御のカム式自動旋盤カム式とNC式の短所つぶし をしています。

  1. ピーターマン(主軸移動)型の自動旋盤では、カム式もNC式も同じ欠点を持っています。
    それは次に述べる工程中に生じます。
    @ 主軸のチャックを開く。
    A 主軸が戻る。
    B 主軸のチャックを閉める。
    この工程は、1個の部品・パーツを製造する時には必ず必要な工程です。
    この工程の間は材料(バー材)を後ろから押して突切りバイトに押し当てているのですが、時としてAの工程中に材料(バー材)の端面が突切りバイトから少し離れて、そのままBの工程が行われてしまうことが起きます。
    そうすると、突切りバイトから離れた分だけ全長が短くなり、不良品となります。

    弊社独自のマイコン制御のカム式自動旋盤では、材料(バー材)の端面と突切りバイトの接触をコンピューターで監視しており、切削品の全長不良の発生を未然に防ぎます。

 

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真鍮製部品・パーツの加工に特化しています。

★ 真鍮(黄銅)の材料は、鉄系の材料に比べて、切削抵抗が低いのです。

★ 弊社の設備は小さい機械ですので、素早くは動けますが、剛性が低いのです。

★ その為、弊社では真鍮(黄銅)製部品・パーツに、特化しています。

 

弊社では得意とする真鍮(黄銅)製部品・パーツ以外にも、非鉄金属製の部品・パーツを加工しています。
非鉄金属は、大きく分けて銅合金とアルミ合金で、それぞれ快削性の材料を使用しています。

”快削性の材料”とは、切削し易くするために鉛などを添加した材料です。

 

----- クリックすると、それぞれの詳しい成分表に飛び(リンクし)ます。-----

銅合金には、快削黄銅(真鍮・しんちゅう)・快削リン青銅・快削洋白があります。 

  1. 快削黄銅は、一般的には真鍮(しんちゅう)材とか、BS材とか、呼ばれています。
    BSとは、Brassの略です。
    弊社で使っている快削黄銅(真鍮)のJIS記号は、C3604、C3603、C3602です。
  2. 快削リン青銅は、一般的にはリン青銅(りんせいどう)と、呼ばれています。
    弊社で使っている快削リン青銅のJIS記号はC5441ですが、この規格では鉛の含有量がRoHS(ローズ)規制に抵触していますので、このままでは使えません。
    伸銅メーカー・藤井製作所のC5441-FX400を使っています。
  3. 快削洋白は、一般的には洋白(ようはく)と、呼ばれています。
    弊社で使っている快削洋白のJIS記号はC7941です。

 

アルミ合金は、快削アルミです。

  1. 弊社で使っている快削アルミのJIS記号はA2011ですが、この規格では鉛の含有量がRoHS(ローズ)規制に抵触していますので、使えません。
  2. A2011と同等の快削性で、鉛の含有していない住友軽金属製のCB156を使います。

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小物部品・パーツの切削加工に特化しています。

小物部品・パーツの、もっとも得意とする大きさは外径×全長で表して、

  • φ3  mm × 6 mm以下。
  • φ2.5 mm × 5 mm以下。
  • φ2  mm × 4 mm以下。
  • φ1.5 mm × 3 mm以下。

小物部品・パーツの、何とか得意とする範疇(はんちゅう)に入るとしては、

  • φ4  mm × 6 mm以下。
  • φ3  mm × 7 mm以下。
  • φ2.5 mm × 8 mm以下。
  • φ2  mm × 7 mm以下。
  • φ1.5 mm × 5 mm以下。

この業界で「小物」に対しての明確な基準が有る訳ではありません。

外径がφ6mm以下を小物、としている会社もあります。

「マイクロ」という表現でも同じですが、φ2mm以下位を呼ぶことが多いようです。

弊社では、直径がφ3mm以下(φ2.5mm、φ2mm、φ1mm)で、全長が5mm以下(L4mm、L3mm、L2mm、L1mm、L0.7mm)位の製品を、「小物」として小さい範疇(はんちゅう)としています。

でも弊社としては、φ2.5mm×2.5mm以下位が得意な小物部品・パーツの大きさ(小ささ)です。 

マイコン制御のカム式自動旋盤それには、弊社のマイコン制御のカム式自動旋盤の大きさを写真で見て頂けたら、納得してくださると思います。

手前に置かれているオイラー(油さし)と比較すると、機械の大きさ(小ささ)がわかっていただけると思います。

でも、小さい機械も悪いばかりではありません。

機械全体がサクサクと軽快に動きますので、小物部品・パーツを1個作る時間は短くなります。
それは、部品単価の低さへ反映されます。

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部品(パーツ)は、旋盤での切削加工に特化しています

旋盤の主軸により材料(バー材)を回転させて、刃物でその材料(バー材)を切削加工して作る加工方法が旋削加工です。このような旋盤を、バー材を加工する機械からバーマシンとも言います。作られる部品(パーツ)は、旋削部品(パーツ)と言います。

部品(パーツ)の中心線は、材料(バー材)の回転中心となります。

部品(パーツ)の中心線に直角な平面でカットすると、旋盤で旋削加工した部品(パーツ)は断面形状が円となります。そこから、このような部品を丸物部品(丸物パーツ)と呼びます。

丸物部品(丸物パーツ)を旋盤で量産加工するには、『自動旋盤』という旋盤を使い、長い材料(2mとか2.5mとかのバー材料)から、部品(パーツ)を連続して削り出します。

旋盤での旋削加工以外(Dカット、横穴、横タップ、等)の加工をするには、大きく分けて下記の二つがあります。

  1. 旋盤から切り落とした後に、他の機械で二次加工をする方法。
  2. 旋盤から切り落とす前に、旋盤の主軸の回転を止めて、その旋盤内で回転刃物(エンドミル、ドリル、タップ等)の方を回転させて加工する方法。

NC自動旋盤が出てくるまでは、二次加工しか方法は有りませんでしたが、最近のNC自動旋盤では旋盤の主軸の回転を止めて、エンドミル等での加工が出来る機種(複合加工機)がたくさんあります。

最近のNC自動旋盤では、上記のように複合加工ができる機種が主流となっていますので、NC旋盤ではミーリングマシンのような加工も、大分できるようになっています。

 

弊社ではこの様な日本の現状において他社と差別化する為に、部品(パーツ)は旋盤での旋削加工にこだわって、「小さい部品・パーツを旋盤で加工する専門メーカー」として生き残っていきます。


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部品の品質管理の為、切削部品の製作順に時系列で分ける。

夜間も含めて切削部品・切削パーツの製作時に、品質管理をするために自社開発したカウント・セレクター(CS)は、一缶の設定個数ができあがると、時系列で缶(入れ物)を自動で交換します。

右の写真は8型のカウント・セレクター(CS)です。 カウントセレクター(8型)

一缶に設定した部品の個数が製作できると、缶(入れ物)を自動で交換します。上から見て時計回りに1ステップだけ動きます。

一缶に設定する部品個数は、1,000個にも、10,000個にも、缶から部品・パーツがあふれない限り、1個単位で自由に設定できます。

24時間のうち昼間の加工時間は8時間、夜間の加工時間は16時間ですが、弊社では夜間の自動旋盤は無人で加工を行っています。

この様な夜間での部品製作時に、品質管理をする為に、カウント・セレクター(CS)で時系列での区分けをすると、夜間の製作中における寸法変化や、工具の磨耗状況が管理し易くなります。

夜中の製作中でも、全部の缶に部品が入り終わると、『CS満杯』として自動旋盤を自動で停止させます。

夜間の16時間に製作した切削部品・切削パーツが、もしも一つの缶(入れ物)に入っていたのでは、時系列での品質管理は不可能となります。

小さい部品・パーツの切削加工専門メーカーとして、切削部品の品質管理に責任を持つ必要から、また出来るだけ手間を省く必要から、生産性をより上げるために、カウント・セレクター(CS)の開発を行いました。

万が一、夜間に途中でバイト欠けなどで不良品が発生しても、良品の缶と不良品の混入している缶とを、缶別に切り分ける事が可能となります。カウントセレクター(6型)

我々中小企業では、夜間に無人で機械を自動運転するのは、必要不可欠のことです。

ただ、無人で稼動していますので万が一が有った時には、不良が発生することも、たまには有ります。また、夜中の製作中に寸法が狂ってくることも有ります。

その様な時、夜間に製作した全部の部品を捨てるのは、余りにもモッタイナク、また忍びない事でもあります。

こんな時、出来上がった部品を時系列で分けいたら、捨てる缶と、生きる缶とを、簡単に分別する事が出来ますので、品質管理上も、コスト管理上も、とっても有利な状況になるわけです。

カウント・セレクター(CS)には6型と8型が有り、6型は6個の、8型は8個の缶を備えています。

右の写真は6型のカウント・セレクター(CS)です。 

 

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部品価格を下げる一つの方法として、切り粉を自動排出しています。

人件費の高い日本で、部品(パーツ)を安い価格で供給するには、部品(パーツ)の製造を、自動で、無人で、24時間休みなく、手間なく作り続けることが必要です。

弊社で製作する部品(パーツ)は切削加工品ですから、切削加工すると切り粉(キリコ:削りカス)が発生します。

長時間の機械稼動で、この切り粉をカム式自動旋盤(オイルパン)内に溜めておくと、切削油が切り粉に邪魔されて切削油タンクに戻らなくなり、切削油タンク内の切削油の減少となり、ポンプから切削油が十分に吐出されない、という悪影響を及ぼします。

そのために夜間の長時間稼動が出来ないのでは、カム式自動旋盤の長所(部品価格を安くする)が発揮されません。 

そこで、切り粉だけをカム式自動旋盤の機外へ、自動的に排出する機械を作りました。

デルチップ

その機械がデルチップ(右の写真)という、自社で開発・製造したスクリューコンベアーです。 スクリューは油面の下で見えませんが、そのスクリューを間歇回転させることで切り粉は上に運び、油(切削油)はスクリューの隙間を通って下に流れ、元の切削油タンクに戻って行きます。

小さい部品・パーツの切削加工専門メーカーとして、部品価格を下げる方法の一つとして、このデルチップの開発を行いました。  

部品(パーツ)により、削った結果の切り粉の出る量は一様ではありませんが、一晩で20リッターのドウコ缶に切り粉が一杯になる位のことが多いです。

一時期、デルチップをメーカーとして外販したこともありましたが、今は販売した機械のメンテナンスだけで、新たな販売はしておりません。

 

またもう一つの部品価格の低下を目指して、品質と無人での長時間稼動の両立を目指した結果が、カウントセレクター(CS)(右下の写真:8型CS)であます。

1日24時間の内、昼間の時間は8時間で、夜間の時間は16時間ですが、弊社でのカム式自動旋盤は、夜間の加工は無人運転です。

もっとも、カム式自動旋盤での加工中には昼間でも、セット替えの時以外は作業者は機械に付いては居ませんが。

また土日の休日も、基本的には

  1. 材料をオートバー(材料自動供給機)に供給する事と、 カウントセレクター(8型)
  2. カウントセレクター(CS)の、製品の入った缶を検査して上げ、空缶と入れ替える事と、
  3. デルチップで出した、20リッターのドウコ缶(写真:8型CSの左に見える)に溜まった切り粉を集める事、

以外は、カム式自動旋盤は無人運転で心配なく回り続けます。

万が一に備えて、工場内には火災警報装置と、ハロゲンガスによる自動消火装置が、設置されています。火災警報装置が作動すると、自動的に会社の幹部に電話で知らせが入ります。

部品価格の低下だけを目指していても、いざ火災を起こしてしまっては、お得意先に対して部品加工メーカーとしての供給責任をまっとう出来なくなりますので、万全の体制で臨んでおります。

 

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部品コスト削減の一つの方法として、切削工具は99%を自社製作しています。

切削工具を99%自社製作しているのは、工具代を抑えてコスト削減するのも一つの理由ですが、一番の狙いは、自社で切削工具を設計・製作することで加工技術の向上サイクルを自社内で回して、部品(パーツ)加工技術の更なる向上で部品コストを削減するのが本来の目的です。

部品コストを削減するために、また部品精度を高めるために、どの様にカム式自動旋盤で加工するのかを決めるのを、カム設計(工程設計)と言いますが、それにはバイト(切削刃物)を、どの様な形状にするかも、大変に重要な項目の一つとなります。

カム設計(工程設計)や、バイト(切削刃物)の設計・製作を他社に頼っていては、カム式自動旋盤加工のプロとは言えないと、信じています。 CTG4(工具研磨機)

弊社では、3台のCTG4型の超硬工具研削盤(右上側の写真)で超硬工具の研磨・成形を行っています。

小さい部品・パーツの切削加工専門メーカーとして、受注する部品コストを削減して、更なる発展をするために必要不可欠な技術の一つが、切削工具の自社での設計・製作と思っています。

また、カム設計段階での刃物形状を実際に製作できるのか、の検討も部品コストの削減に重要です。

どの様なバイト(切削刃物)を使うかの設計と、製作可能なバイト(切削刃物)との関連は、部品精度向上と部品コスト削減に対して不可欠のものです。

カム設計(工程設計)をし、実際にセットして部品(パーツ)を加工して、品質精度やサイクルタイムを検証し、更なる部品コスト削減に励むのです。

CTG4(砥石と主軸)その為には、PDCA(Plan Do Check Action)を早く確実に回す必要が有ります。その積み重ねがそれぞれの会社のノウハウとなって行くのです。 

バイトの刃先形状により使う砥石が異なりますので、多くのダイヤモンド砥石を揃えています(左の写真)。この写真の場所以外にも多くのダイヤモンド砥石が有ります。 CTG4(砥石整形機)

写真のようにダイヤモンド砥石を主軸に取り付けたままにして置く のは、主軸に取り付け取り外しの際の、砥石の振れを防ぐためです。 振れを防ぐために砥石は主軸に取り付けたままにします。

また、ダイヤモンド砥石を目的の形に成形するドレッサーも、主軸に取り付けたまま自社で行っています。(右下側の写真)


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