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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:反りやねじれのあるワークのクランプで困っています。)

反りやねじれのあるワークのクランプで困っています

2023/10/19 16:31

このQ&Aのポイント
  • 反りやねじれのあるワークのクランプについての問題について相談させてください
  • アルミの大型部品の加工に携わる者ですが、反りやねじれのあるワークのクランプで困っています
  • 仕上げ工程でのクランプ方法についてアドバイスをいただきたいです
※ 以下は、質問の原文です

反りやねじれのあるワークのクランプで困っています。

2017/10/26 15:28

お疲れ様です。
アルミの大型部品の加工に携わるようになって間もない者です。

反りやねじれのあるワークのクランプで困っています。
素材は7000系です。製品はアングル形状で、板材からの削り出しです。
長さは1500mmでアングルの板厚は5mm程度です。
大まかですが、工程は「粗引き→応力解放→基準面加工→仕上げ」です。
粗引きを終えて応力解放を行うと反りやねじれが発生します。
その状態で仕上げ工程に進むと、クランプの際にワークを矯正してしまうので、平面度等の幾何公差が外れてしまいます。
そのため、仕上げ工程で治具接触面となる面の平面出しの工程を追加しようと考えたのですが、その際の良いクランプが思い浮かびません。
(知人から、基準面加工程度なら軽切削だから軽いクランプで大丈夫だとアドバイスを頂いたのですがイマイチわかりません。)
治具設置面を点当たりにして(先端がR形状になっているジャッキ等で)、上からフッククランプでおさえようかと思いましたが、製品に食い込んでしまうような気がします。
治具面に無負荷でワークを置いた際の隙間にシムをいれて、上からクランプすることも考えましたが、多少は矯正してしまうと思います。
基準面加工のクランプでワークを矯正してしまっては本末転倒です。

反りやねじれのあるワークのクランプについて、皆様の経験や知恵を拝借願えないでしょうか。
どんな些細なことでもアドバイスいただけるとありがたいです。
よろしくお願いいたします。

回答 (6件中 1~5件目)

2017/10/28 16:35
回答No.6

そのままでのクランプに問題があれば、矯正治具で矯正した後でのクランプは如何?
時間はかかるけど、確実性はあがります。

お礼

2017/10/30 11:11

ご回答ありがとうございます。

事前に反る量と方向がわかっていれば、クランプの時点でそれと逆の方向にわざと反らせて固定し、加工するということでしょうか。

質問者

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この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。

質問する
2017/10/27 19:58
回答No.5

普通、熱処理済みで流通している高力アルミ材料を、
応力除去の目的で熱処理してしまったらその時点で不良品ですよね。


クランプ歪みを犯人扱いしていますが、案外問題の本質はそこでは無い可能性も。

残留応力は素材の残留応力だけでなく、削った表面の加工変質層に生じる残留応力も含めた『トワイマン効果』を理解する必要があります。
それを理解していれば素材の残留応力の事などあろうが無かろうが関係無くなります。

その上でクランプ歪みに対しては回答(3)さんが挙げられたような物を利用し、クランプする際に変形量を見ながら作業する事でかなり改善出来るでしょう。

大事なのは工程設計です。
歪みのメカニズムを理解して工程を組まないと、どんなに頑張っても仕上げでまた曲がります。

お礼

2017/10/30 11:08

ご回答ありがとうございます。

「トワイマン効果」は初耳でした。
完全理解には程遠いですが、調べてみてなんとなくイメージはつきました。
仮にただの板状の製品を裏表で仕上げるとした場合、
---------------------------------------------------
裏加工時に「切削力+素材内部応力」で反る。
粗引きや仕上げの切削条件・ap控えておく。

表加工では反りを気にせずクランプ(クランプで矯正しても良い)して、裏加工時と同じ切削条件・apで加工する。

反りを相殺して、結果反りがなくなる。
-----------------------------------------------------
で合っていますでしょうか。

また、2点疑問があるのですが、
?製品形状が対象的でない場合でも、キレイに±0で反りが相殺されるのでしょうか。
?トワイマント効果(切削力)による反りの量はどの程度かご存知でしょうか。(0歳様のご想像でもかまいません。)
ミクロンや0.01台の影響であれば、交差には入るので無視しようと思います。

工程設計が重要ということは僕も同意です。
反りの方向等をコントロールして、再現性のある安定した工程をつくりたいです。

詳細な解説をして頂き、ありがとうございます。
また、質問にもご回答頂きありがとうございました。

トワイマン効果について知識を深めることができました。
今後工程設計の際は、応力解放やクランプ方法に加え、トワイマン効果の影響も考慮すべきだと感じました。

>荒取り後にクランプを開放して仕上げをしても、仕上げ削りでまた変形します。
>これは荒取りで生じた加工変質層の残留応力が取り除かれて
>仕上げ加工でまた別の残留応力が付与される為です。
確かに、粗引き&応力解放後、ワークを矯正しないクランプをして、仕上げたのにも関わらず思い通りの結果がでないことが過去にありました。
仕上げ切削でも多少肉は落としているので、その分また内部応力が出てきているのかと思っていましたが、トワイマン効果の影響が大きいのかもしれません。

>まず最終仕上げの前に、最終仕上げと同じ状態の表面を作る事が肝心です。
粗引き工程の加工時間は増えてしまいますが、トワイマン効果対策として工程に組み込んでみたいと思います。
材料に余裕がないので実際のワークで検証・比較できないのが残念ですが、時間のあるときに小さな材料でトワイマン効果の影響を調べてみようと思います。

質問者
2017/10/27 18:23
回答No.4

> 粗引きを終えて応力解放を行うと反りやねじれが発生します。

材料の応力除去なら熱処理。
材料屋さんと相談をしてみるのも一手。

お礼

2017/10/30 10:30

ご回答ありがとうございます。

0歳様のおっしゃる理由で素材にさらに熱処理を加えるのは難しそうですが、
アドバイス頂けたことに感謝しております。
アルミ加工に携わる前は、鉄やsusを加工していましたが熱処理で応力除去されていると言われた材料でも、反りや変形がでるといったことは良くありました。
当時、削り方に問題があると言われましたが、いろいろ削り方を変えても値は違えど変形することに変わりはなかったので、「熱処理=反らない」とはならないという認識でいます。(ちなみに僕は熱処理の知識はほとんどありません。汗)
反る理由として「切削力による反り、素材自体の内部応力、製品の形状による反り(弱い部分がある等)」があると勝手に思っているのですが、これらの原因が絡まりあって現象がでるのだと想像しています。

質問者
2017/10/27 00:11
回答No.3

イマオのナチュラルサポーターとか、コスメックのワークサポートは如何でしょうか。

3点の固定支持点でワークの姿勢を決定する。
ワークサポートを接触させ、ロックする。
ワークサポートの上からクランプする。
といった使い方になります。

お礼

2017/10/30 10:04

ご回答ありがとうございます。
ナチュラルサポーターは検討していたのですが、あくまでビビり防止の補助的なものだという認識でいました。
基準面加工のクランプのイメージは、ノワネ様がおっしゃっているものと全く同じです。
ワークサポートの上からクランプした場合、ワークサポートがクランプ力に耐えられるのかが不安でナチュラルサポーターは案からはずしていました。
ワークサポートの上からクランプした経験はございますでしょうか。

返信ありがとうございます。

追記頂いた内容、大変参考になりました。
当たり前のことかもしれませんが、想像ではなく数値化して判断すべきですね。
ジャッキの件もロック時の変位が気がかりだったので、参考になりました。
必要精度やクランプ力を考慮し、ベストな組み合わせを決定しようと思います。
ありがとうございました。

質問者
2017/10/26 22:42
回答No.2

なんか設計が悪いような気がするが

3点で仮想平面を作りそこを基準にして削る方法もありますが

ベタ置きにしてクランプ 加工です


ps
もちろんクランプの下にはアンコありますよね


    ▽
--------------------
△        △ 


だといくらでもそりますよ

お礼

2017/10/30 09:56

ご回答ありがとうございます。
現工程は全てベタ置きです。(素材が元から1~2mmほど反っているので正確にはベタ置きではありませんが。)
基準面加工の際は

▽        ▽←クランプ
--------------------
△        △←ジャッキ等
でやろうかなと考えておりました。

対したものでもないのですが、現在の工程の考え方は、
「粗引きで可能な限り肉を落として、素材の応力解放。
 応力解放した状態で、クランプしてさらっと仕上げる」
です。
経験上、やわやわ削ろうが勢いよく削ろうががっつり素材の体積を落とせば、ものは反ったりねじれたりします。(反る値に差はありますが。)
それなら粗引きは遠慮なく削ってやりたい放題に反らせて、仕上げでさらっと削って仕上げようという感じです。

質問者

お礼をおくりました

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