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締切済み

工作機械・鋳物の枯らし迷信

2016/02/18 20:59

吹聴する誰彼はさておき、依然、広範囲に迷信が残ってると思います。

とっくの昔に止めたとの話は聞くが、(K・Hながら)データが殆ど出ないのが残念です。

データあれば提示願いが、あのメーカやってないよ の情報も書込んでください。

【迷信の発信元】検索トップ
  http://summit.ismedia.jp/articles/-/472?page=3
  工場の裏庭で見たドイツの工作機械の秘密・橋本久義 

  私がドイツに赴任していた当時(1980年頃)、日本の工作機械メーカーの方も多数お見えに
  なったのだが、「どう頑張ってもドイツの精度は出せない」と異口同音に嘆いておられた。
  工場の裏庭にベッド鋳物がたくさん放置してあって、錆だらけだった。
  鋳物は溶融した鉄が冷える際に、歪みが鋳物の中にたまる。これが時間とともに鋳物にゆがみを
  もたらす。だから日本では熱処理をして、焼き鈍し、焼きならし等をして内部応力を取り除く。
  だが、一番いいのは鋳物を枯らせることだ。つまり、時には10年以上の時間をかけて狂うだけ
  狂わせて、安定した状態になった鋳物を使うことだ。

【実情調査】

  http://www.rieti.go.jp/jp/events/e01071301/pdf/chuma.pdf
  資本財産業におけるモジュール化:半導体露光装置vs工作機械産業
  2001 中馬宏之(一橋大)
  国内12社から聞取り調査 海外含め883社にアンケート調査(回収率悪)

  鋳物に関してであるが、20年以上も前には、有力な工作機械メーカーにはほぼ例外なく
  鋳物工場があり、さらに、出来上がった鋳物を長期間枯らす(=残留応力を空気中で自然に
  除去する)目的で至るところに鋳物が散在していたという。
  ところが、工作機械の精度を経年的に狂わす元凶としての鋳物内の残応力を焼鈍炉の中で自動
  的に効率よく取り除く技術に代表される最適制御技術の発達・標準化によって、各メーカーから
  鋳物工場のみならず鋳物の枯らし作業が消えていった。

【超精密機械の基礎】
  W.R.ムーア著1970年刊 和訳1979年刊 訳は長岡俊郎氏他三名のニコン技術者


?.鋳造技術
  鋳造技術は安定性における要因であり、それゆえ最終精度における要因である。
 A.鋳鉄を「適正な組成」にすれば、機械加工性、耐摩耗性およびキサゲ面の質は向上する
  (悪い鋳物や巣のある鋳物をキサゲすることは物理的に困難である)。
 B.鋳物の安定性は主として鋳造した後、鋳型の中で行われる均一な徐冷に依存する。
  したがってこれは鋳型が適切に設計されているかどうか、又鋳物が空気にさらされる
  前に完全に冷却するよう充分な時間がとられているかどうかにかかっている。
  前述の二つの仕様を満足させる鋳物よりもっと安定した金属は恐らくないであろう。
  金属の安定に関するわれわれの信頼は確固とした統計的証拠に由来している。
  すなわちこの文書を書いている時点(1970)で7000台以上にも及ぶ精密工作機械の
  製造を30年以上行ってきた経験に基づくものである。

  鋳鉄の先天的な安定性は NPL(英国立物理学研究所)の Nickols によっても確認された。
  彼は鋳鉄の安定性について7年間にわたってテストを行ったのである。
   ----------------------
?.鋳鉄の機械加工
  その安定性にもかかわらず鋳鉄は機械加工、特に表面の部分を相当量削ればその平衡状態が
  変わるという点では他の金属と同じである。
  仕上げ加工の前にクランプをゆるめ、加工物にかかる力を取り除く。その後に曲りを
  生じないよう適当にクランプすることが大切である。
  加工物に応力が残るか残らないかは機械加工される時の方法いかんによる。
  重要な機能を持つ鋳鉄の表面を機械加工するには1本バイトで平削りする方法が望ましい。
  この裏づけは、機械加工が鋳鉄にどのように影響するかをみるために行われた、次の実験によく
  現れている。鋳鉄のくさびをテストピースとして使って1本バイトによる平削りを行った
  ところ、くさびの機械加工による反りは最も少なく、以後完全に安定しているであろうという
  ことがわかった。くさびをフライス加工した時には機械加工による歪みがより大きく発生し、
  くさびの応力が除去されるまで続くと思われる恒久的な不安定性が見いだされた。
   ----------------------
結論
  鋳鉄の部品は安定化させるために野ざらしにし、錆びさせ、熟成させなければならないという
  理論は昔から繰り返しされてきた。
  正確な測定設備や充分な温度コントロールがない状態で、鋳鉄の安定性は非難されていた。
  不安定であると決めつける前に、機械加工の方法や変形、又最もケースの多い温度変化による
  影響まで原因をたどっていくべきであったのである。鋳鉄は理想的な材料である。
  鋳鉄は理想的な材料である。鋳鉄はすぐに役立つし、形をとるために容易に鋳造され得るし、
  比較的湿度の影響を受けない。
  それは鋼とほぼ同じ膨張係数を持ち、品物がキサゲされるとき当りが出しやすい。そして中でも
  最大の長所は、鋳鉄は最も安定した材料のひとつである、ということである。
  これらの長所はいかなる鋼にも、御影石にも、あるいは代用物として考えられる他の材料にも
  ないものである。

【本の背景?】
ムーアといえば治具グラインダーの代名詞に近いほど著名。発行は輸入元の国際工機

注目すべきは【実情調査】と同時期の出版。日本メーカとの交流も同時期。米工場訪問の企画ツアーまであって、ムーアは隠すことなく見せた。

  http://www5.matsuura.co.jp/japan/news/2012oct/201210P06.pdf
  1980~ 松浦機械会長と代替り後も交流続く

  http://itabashi.or.jp/company/geocities.html
  現社長が25歳の頃、米国ムアー社の発行した超精密機械の基礎の文献を読み感動し、
  ものづくりのあり方を哲学として持つとともに、、、

日本の工作機械業界に与えた影響は実に大きいといえる。
訳者がニコンなのは【実情調査】にある半導体機器ステッパーの開発に絡む(と類推)

↑NHKスペシャル『電子立国日本の自叙伝』においてステッパーの摺動面をラップする場面あり。


【本の背景?】

ムーアの機械ベースはダブルVと称し、上下とも同じ形にキサゲ仕上げして、下のVに◇のバーを嵌込み摺動する構造。

   | ̄V ̄ ̄ ̄V ̄|

調整では180°回して入替(職人語でトンボ)できるので真直性を追究しやすい。
◇のバーは表面HRc70の窒化鋼をラップ仕上げ。耐摩耗抜群で上側の鋳物面は摺動で摩耗しても精度は保たれるとする。

送りの位置決めは29°台形ねじで同じく窒化鋼のラップ仕上。公差はフルストローク400~で2.5ミクロン(の片側公差)と驚異的で、しかも10年保証。

キサゲはともかく、ラップのワザは容易でなく、工作機械ではコストが合わず、見学できても真似するところはニコンの他に現われなかった。
また摺動面は高速移動には不向き、台形ねじ位置決めは常に片寄使用の欠点があり、NCの、リニアガイド+ボールねじ+スケールフィードバックには勝てず、ムーアは次第に没落していった(社名と機械は現存)

【超精密機械の基礎】 結論  鋳鉄は理想的な材料である を重複させたミスプリ

【本の背景?】

この本は古書、ヤフオクに殆ど現われない。
国会図書館サーチで調べると所蔵する図書館は4県。
高専・大学図書館蔵書の検索では46件あり、門をくぐると閲覧できる。

国際工機は1990年までに治具グラインダー600台を輸入との情報。その後伊藤忠マシンテクノスに吸収、さらに昨年末に商権委譲。
  http://www.enablekk.com/products_TOP.html
その経緯から再刊は絶望的。

私は刊行を知った直後に購入し、加工技法や測定法についてはバイブルとして繰返し精読したが、本件の枯らしについては流し、記憶が薄れてました。
しかし機械メーカとの折衝で鋳物のうんちくを聞く機会もあり、枯らしは絶滅し、炉での焼なましに移行したのであろうとの認識。

なのでキッカケとなった質問には即反応し回答
  No.43845 材質SUJ2の焼き入れ焼き戻し後の寸法の経年変化
  自然枯らしはイマドキ流行ってません

しかし調べてみると、【迷信の発信元】が検索トップ。
これは放置できぬと【実情調査】が時点での認識とマッチしたが、具体性に欠けるので、手元の書籍を見直し【超精密機械の基礎】で焼鈍も不要と知る。


加工技法で得た知識の例
 ・?.鋳鉄の機械加工にある平削盤の効用
 ・芯合せ

測定法
 ・ステップゲージ。ミツトヨはチェックマスタと称しブロックゲージを組合せる。三次元の校正
  に多用するが、ムーアはその元祖と思え、一体をラップ仕上するので、遥かなる高額。
その他、角度割出しなど数えきれぬほど。

回答 (13件中 1~5件目)

2016/07/24 21:46
回答No.13

60年代末には池貝でやっていた、との記事を見つけました。

乱暴に要約すると、2年ほどで0.1~1μmほど変形するそうです。
きさげの要求レベルによっては見過ごせないレベルとのことです。

推測ですが、熱処理技術が進歩したのと、転がり直動ガイドの工作機械分野での普及に伴い、枯らしは廃れていったのだと思います。

余談ですが、ドイツの流れをくむ台湾の転がり直動ガイドメーカーから
「先の地震で、ドイツの加工機はびくともしなかったが、日本の加工機は復旧に時間がかかった。
もちろん、日本の加工機はコストと品質の総合評価では負けていないが・・・」
という話を聞いたことがあります。

補足

2016/07/27 10:42

貴重な情報を寄せていただき、ありがとうございます。

池貝と特定された意義は大きいし、年代も皆様の書き込みとさして相違はないと思います。

  >長さ240 2年ほどで0.1~1μmほど変形する

私は、大型機械では直動ガイドを使うにしろキサゲ調整が今後も残り続けると思いますが、このサイズならブロックゲージの如く焼入+ラップが勝り、鋳物+キサゲで何に使うかは少々疑問です。

とはいえ、研究された方が伊東誼氏と判れば更に深めることにも役立ちます。

質問者

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質問する
2016/02/27 18:49
回答No.12

工作機械・鋳物の枯らしは迷信だと思います。
迷信という言い方が悪ければ解析的には行っていなかった勘の世界でしょう。

半導体の世界で例えるとシリコンウェハ加工後の結晶歪み除去ですよね。
半導体ではその影響は計測値に反映できていて対策も行なわれており
基本的にはかなり高温でのアニール(慣らし)処理をすることになります。

同様に考えれば、もし鋳物の枯らしが現実に意味を持つのなら
保管場所は野ざらしではなくビニールハウスなどで加温することで
半分や1/3の保管時間で同等の効果を得られるのではないかと思いますが
それを行なわれている業者さんっているのでしょうか?
当然、九州と北海道では保管期間は同等ではないはずになりますしね。

保管場所の温度による影響も考えなくて良い程度で行なっていたなら
最初の数日以上の保管期間は誤差範囲と言ってもいいんじゃないでしょうか。

 
半導体露光ステッパーについては、大昔のラッピング世代物なんて知りませんw

もともと半導体ウェハ自体が加工工程が進む毎にひん曲がり歪むため露光ステッパーは露光アクティブ補正機能を備えていますので、ステッパー移動テーブルのフルスケールでの精度を問題にしていた事はあまり聞きません。

どちらかと言えば露光時のウェハ面内での温度不均一性とかの方を制御してるはず。

スバル望遠鏡やハッブル望遠鏡の反射鏡のガラスとか、何年放置したとか聞いたことないですし。
 

補足

2016/02/28 10:42

仰る通りです。(10)の ははは さん回答/お礼と同様に。

狂爺はいつもの 半導体♪ベンベン♪ を書けばよかったのに、嘘バレバレに陥り…馬耳東風(笑)

ステッパーは見たことないが、300mm対応の研削装置は、展示品ではカバーで覆う内部構造まで工場見学させてもらいました。
変化も均一であれば、巨大機械なら校正で戻せるし、超精密機械でも挙げた例の通り、超微細機械は動作中の補正で済むのでないかと思います。

質問者
2016/02/27 11:39
回答No.11

再出です。
文献調査には、頭が下がります。
1970年の文献であることに、ある種の衝撃を受けました。

鋳鉄加工については、若干の見聞がありますが、
状況としては、回答(1)さんの記述に同意。

以下、状況証拠的に、、、

大物の焼鈍をやるところは少ないが、無いわけでもない。
大物鋳物の焼鈍は、経年変化ではなく、黒皮除去による変形を最小限にすることが主眼。
量産で、鋳物が安定していれば、あえて焼鈍しなくてもと思う。

全長3M超えのエンジンブロックを鋳造(FC)している工場で1次加工(切削)までしていた。客先要求によるものとのこと。
趣旨は鋳物不良対策。
長期間の枯らしを経年変化抑止目的(応力除去)でやるなら、粗(黒皮除去)加工後が合理的だろうと思う。

技術背景としてはいろいろあると思う。
実務ではないが、
まず設計、3D設計、形状解析(強度剛性重視)で無理のない形状決定。
鋳造方案、これも3D化、流体解析=>注湯解析(?)巣発生の予測まで可能。(一般的とまではいえない?)
鋳造、冷却含めた温度管理。(大物になるほど徐冷は当然。)
切削加工、粗(黒皮除去)、仕上げの切り分け。

たとえば、工作機械の大物部品(ベッドなど)の精度劣化の要因として、枯らしによる効果がどの程度なのか?
それは、レベリング、温度変化、損耗との比較でどの程度のインパクトか?
たとえば、鋳鉄精密定盤のアピールポイントとして、形状、熱処理を言うが、枯らしを言うところはあるのか?
(そもそも、鋳鉄精密定盤で鋳物自体の経年変化で、相応のインパクトで形状が変化するとなれば、材質選択の間違いだろうに。)

枯らし=年単位を前提での質問と思っているが、
枯らし=月単位でも枯らしは枯らし(「ワタシはアラシ」?)とミスリード(屁理屈)に熱心な人もいて、

工作機械など月単位での開発スピードを問われる中、実務者は迷信に縛られるほどの余裕はないのが実情と思う。

補足

2016/02/28 11:18

ベッドでも焼入を施すと、歪を少なくする為の焼戻が必要なのでは。
焼入そのものが不安性さを招く行いと思います。


レベリイグは(世間では中の部類な)大型機械で出し直しを繰返しても確信持てないですが、3点支持はホント気遣い不要。

鋳物について、外注先の鋳物メーカは取引先を公表し、製品例を掲げる所が多いです。材質はムーアも安田もミーハナイト。
機械メーカも業界紙の取材で明かした例有、大物だし隠すのも困難、工場見学すれば見えるし(発注者名カード付なんぞ)
台湾は小物主体で狂爺はデタラメ。中国本土および工場ごと移った所はタイ。
初っ端で見たとする機械メーカ名、所在地をバラしたも同然、上塗りしても矛盾は拡がり尚嘘がバレバレ。

質問者
2016/02/23 16:49
回答No.10

問題になるのが製品サイクル
木とかなら無垢材なので
枯らしておいても
無駄にはならないが


鋳物の場合
10年枯らせばそれは10年前のテクノロジーで
それは製品価値として??である

現状は
加速劣化で
アニール
酸洗い(表面処理)
含浸
なので
加速劣化させているが

ヨタ式考え(在庫を持たない)


また10年たてば新技術が生まれるかもしれない

補足

2016/02/24 11:34

加速劣化
化学反応速度論が適用できると思います。

キッカケ質問の回答再掲
  https://www.jstage.jst.go.jp/article/jfes/78/7/78_345/_pdf
  枯らしのように長時間を要する処理はコストの面から現実的でない。
  得られた結果から比較的高温(650℃)、短時間(1時間)で枯らし(1年)と同様の結果が
  得られる可能性があることがわかる。

僅か1時間で済むなら、キャスティング後の冷しをゆっくりやれば、殊更の処理は要らないハズ。

処理炉が半端ない大きさになり、温度均一性が損なわれ、却って逆効果もあると思います。

質問者
2016/02/23 12:38
回答No.9

> ↑山口県の鋳造所と調査済。ローテク嘘はハイテク技で見破れり。

????です。

それでは何故、この方面でオーソリティーであるiwanaiこと岩魚内が、

簡単明瞭に記載できないのか、甚だ疑問が残る。

炉での焼なましやサブゼロ処理が万能でもないし、両方の良い処を見極め使用すれば宜しい。

昔ながらの鉄工所の年老いた社長に、枯らしは迷信で……って、数時間かけて説明し、

『うざい!!』と云われ、怒らせて帰すのでしょうね。(お終い)

あるメーカーしか知りませんが、*湾でベッド等の大物鋳物を生産しています。

そして、鼻薬処理(加速枯らし処理)を1ヶ月前後し、船便で日本の工場にの工程です。

*湾では、安く生産できるためで、鼻薬処理(加速枯らし処理)を1ヶ月前後する設備が

結構場所を取り、人員配置も結構掛かり、見込み生産の余剰スットク場所も要るので、

良き生産体制です。

枯らし場所やそのストック数も確認させず、歪み取りを充分にしておりますで済みますからね。

予想では、他のメーカーもメリットありで、ベッドの海外生産をしていると確信してますがね。

何事もトータルで見なければ。
賃貸物件の経営、零金利や低金利時代には、比較的高収益分野となるようにね。
もう、そろそろ ~ オリンピックの前々年までが売り頃だがね。

補足

2016/02/24 11:08

ヲッサンが積んだゴミ、場面場面で言い分が変わるが整列すると辻褄合わず、ヨッパライが ゴッチーン 頭打って覚醒し方角変えて又 ゴッチーン な様だけじゃん。
ヲッサン曰くの 多様な意見=雑多なゴミ コロコロ日替でポリ袋積上るが有価物無。
生ゴミのイカ足タコ足は人様に売付けちゃダメ。己が齧り まだ喰えた、ピーピ~アッ!当たった
やってから。。でも違法
  http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=272305&event=QE0004

技術は判じ物に非ず。ゴールド上がる下がるに非ず。パチンコ勝ち負けにも尚非ず。

賃貸物件、、山積ゴミの選別を要するが、ヲッサンのゴミは防御無くポロッとの漏しが真と判り易い。
近くの田圃のなかにボロアパートあるね。賃料3.5万はボッタクリ。入居率悪い様子も映る(笑)
でもパチンコ、ゴールドより堅い!!

>*湾では、、、
はずかし
台湾として反応すると、児島湾にスリ変えの仕掛? 笠岡湾?

>この方面でオーソリティーであるiwanaiこと岩魚内が

アリガトウ、しかし迷惑。と思ってないから。

  http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=298615&event=QE0004
  他人の権利物には引用元を明示するのが 最低限の良識だと思います。

ヲッサンの卑劣行為は非難に値するが、引用先明示で写しただけではオーソリティーと言えぬ。これも私は正解の在り処に辿着いたと思うが≪自信なし≫

ヲッサンは
  『機械知ってます据付ましたサイズ知ってます。測定原理? ちりまちぇーん!!』
  http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=279117&event=QE0004
  …での内容で「専門家 自信あり」とマークするのはいかがなものかと思います。
  …に至っては、質問文の意図さえ置き去りにされている印象が…


ヲッサン手口集に抜けあったので追加しておこう
  ・M菱重工僭称箔付け       
  ・半導体ベンベン音曲箔付け 
  ・締め強要集金行為
  ・専門家のっかり
  ・先回答真似後追い
  ・なりすまし質問
  ・質問内容を逸らす我田引水

new!・引用先隠し盗用箔付け

そもそもがこの嘘。 ぐだらぬクセは直さないと生活全般に支障なまま終わり来らゃうぞ!!

  個人的なことですが、工場用地の2反を含め、5反程土地とM¥入手となった近くに
  工作機メーカーがあります。
  そこにも出入りさせてもらっていますが、自然時効の物も数多くあります。

どーすんの? 上塗すると増々辻褄合わんぞ! もう馬耳東風?

どーすんの 嘘確定申告は? 3/15迄?

  見ました、、、

の言い張りは、サガリ囃子に聞きおくが

  悪しからず

を付けろよな

質問者

お礼をおくりました

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