材料 加工

みがき平鋼(FB)の精度と加工方法の注意/冷間引抜の欠点

みがき平鋼(FB)の精度

みがき材についての解説が必要な方はこちらの記事をご覧ください。「機械設計メモ2 みがき棒鋼とは何か。みがき棒鋼のサイズや公差についてのまとめ」


 

みがき材の特徴としてみがき材は黒皮材よりも高価ですが厚さ/幅の寸法と面粗度に優れており、使い方によっては大きなコストダウンになる。と言う事が上げられます。

 

例えば下記のような削減に貢献します。

  • 加工費
  • 組付費

 

みがき材には「丸棒」「平鋼(FB)」「角」「六角」などの種類があります。この中でも一般的に使用頻度が高いのは「丸棒」と「平鋼」ではないでしょうか?

そこで今回は「みがき平鋼」について私の経験を踏まえて解説しようと思います。

 

*みがき丸棒の解説は下記の記事をご覧ください。

 

冷間引抜の欠点(みがき平鋼)

みがき材は厚さ/幅寸法/面精度が優れていると説明しましたが、実はみがき平鋼には欠点があります。

 

その欠点とは「反り」です。厚さ/幅の寸法と面粗度が優れていてもみがき平鋼には反りがあります。

 

例えば下記のような実例があります。

板厚9mm/幅90mm/長さ2000mmの平鋼なのですが幅方向の反りが1~2mmありました。

この反りは使い方によっては大きな問題となる場合があります。

 

反りのイメージ


 

反りを考慮して加工

 

みがき平鋼を加工する場合には反りに注意する必要があります。

 

それは「材料を反り方向にバイスなどで固定してはいけない」と言う事です

仮に幅方向をバイスで固定し加工したとすると、加工中は反りが矯正された状態で穴やタップの精度や位置関係は出ていますがバイスの固定を開放したら元の状態(反り)に戻ってしまいます。もともと反っていた材料ですから、穴やタップの精度や位置関係は加工した状態から変化してしまいます。

 

そうなるとこのみがき平鋼は加工できないのか?と思いがちですがそうではないと思います。

反り考慮して、「材料を自然な状態で固定すれば加工精度は維持される(固定で矯正しない)」と思うのです。

 

例えば、幅方向をバイスで固定するのではなく厚さ方向を押さえて固定する方法です。

ただし、注意として加工したことによる「反り」は別途考慮しなければいけません。素材そのモノの反りと加工による反りは意味合いが違います。

 

みがき材を面削することの危険性 ≪残留応力≫

 

一般的に使用されるみがき材は冷間引抜で加工された材料ですが、冷間引抜はダイスと呼ばれる型に材料を通して無理やり成型された材料です。

 

つまりどうゆう事なのか?

 

残留応力が黒皮材よりも多くなります。この状態の材料に面削(削りの加工)を加えると、削られた部分の残留応力が解放されて「反り」「ネジレ」が発生します。

こうなるとみがき材の良さは失われみがき材を使う意味が無くってしまいます。

 

みがき材をうまく使う

それではみがき平鋼(みがき材)をうまく使う為にはどうすれば良いでしょうか?

  • 穴あけ加工のみで使用する
  • 面削しない

基本このイメージです。素性の良い材料をそのまま使うと言う事です。

もしみがき材より精度が必要ならばF材の選択が良いでしょう。

 

まとめ

私は今までに、みがき材に関する多くの事例を経験してきました。ここで述べていることは実体験に基づく事例です。

黒皮材に比べれば精度が良いみがき材ですが、当然価格は何倍にもなります。折角の良い材料を台無しにしないように部品を製作する必要があります。

 

以上です。

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