熊倉製作所 社長ブログ 新潟県田上町、熊倉製作所社長”くまかつ”のブログ

マクロレンズ

マクロレンズで自宅にある花を接写

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自宅の庭に小鳥よせのひまわりの種を置いてみました。
どんな鳥が来るか楽しみです。


野鳥観察会

今年最初の屋外写真撮影に
地元の護摩堂山での野鳥観察会の写真です。
ヤマガラが手のひらのエサ取りに乗ってきました。

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3メートルくらいの雪だるまが茶屋の脇に、表と裏で顔が違いました。

運動不足解消と写真撮影ができて良い野鳥観察会でした。


特撮セット

少し写真の投稿を休んでいましたが再開です。

昨年のスタートは特撮のセットの展示に行ってきました。
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昔懐かしいウルトラマンなどの手作り特設セットです。

展示の最後に撮影可能なセットがあり撮る事が出来ました。

日本最高積雪を記録した駅

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長野の飯山に高橋まゆみさんの

人形を見に鉄道の旅に出かけました。

途中駅でのひとコマ、色々なことに出会える

旅の楽しみのひとつのスナップ写真です。

人形はほのぼのとした気持ちになれますよ。

飯山駅は今年の北陸新幹線開通にむけて

隣に新築中でした。


ロストワックス

熊倉製作所が切削加工を行う素材として「ロストワックス」があります。

素材と言っても鉄のロストワックス、ステンレスのロストワックスなど様々な金属があり、正確には素材というよりも製法です。

「ロストワックス精密鋳造」とも呼ばれますが、その名が表すとおり鋳造の一種です。

一般的に鋳造とは「型に溶かした金属を流し込んで」成形する手法です。

このロストワックスも同じように型に溶かした金属を流し込むわけですが、一般的な鋳造とは型の作り方が異なります。

以下に図を使って、大雑把なロストワックスの工程を説明します。


ロストワックスの工程
ロストワックスの工程

実際にはもっと多くの工程があり、さらには「ロウ原型をつくるための型」(最終的な製品から見ると「型の型の型」ということになります)を作ることが多いのですが、ここでは説明しません。

「ロウを溶かして取り除く」という工程がありますが、この工程「ロウ(ワックス)を取り除く(ロスト)」がロストワックスの語源となっています。

しかし、最後の「型を壊して材料を取り出す」がロストワックスの最も大きなポイントです。

一般的な鋳造では、型は再利用するため「壊さずに」取り出します。

一般的な鋳造の型の取り外し(型を壊さずに取り外す)

一般的な鋳造の型の取り外し

型を壊して取り出すと何がいいのか?

それは「成形できる形状の自由度が段違いに高い」という点にあります。

型を再利用するために壊さずにはずすということは、型をすんなりと抜けるよう製造するモノの形状を工夫する必要があります。

とは言っても当然ながら型の都合よりモノとしての必要な形状が優先されるため、鋳造で造りきれない部分は切削加工などで二次加工を施します。

ロストワックスも100%どんな形状でも対応できるわけではありませんが「型から抜く」ということを考慮する必要がないため、一般的な鋳造と比べると格段に複雑な形状に対応することができ、二次加工の量も少なくて済みます。


熊倉製作所が加工しているロストワックス製品(ステンレス SCS13)

熊倉製作所が加工しているステンレスのロストワックス製品

このように、ロストワックス精密鋳造の「精密」は型の外し方によるところが大きいわけです。

先ほど、ロストワックスは名前が表すとおり「型の作り方が異なる」と書きましたが、このように本質的には「型からの取り出し方が異なる」と言った方がいいかもしれませんね。

熊倉製作所ではロストワックス製法などによる異形状の部品を自社考案の冶具製作により短納期、高能率加工も得意としています。

お困りの際はぜひご相談ください。


ステンレスの快削材について

これまでの記事の中でも、ステンレスは基本的に切削加工がしにくいが、数あるステンレスの種類の中には切削加工のしやすい「快削材」あるいは「快削鋼」なるものも存在すると書いてきました。

今回はそのステンレスの快削材について見てみましょう。

「快削」とはその字のごとく切削しやすいということですが、もう少しミクロ的に快削を考えると、
・切削そのものがしやすく
・切削くずが剥がれ落ちやすく
・剥がれた切削くずが刃物にくっつきにくい
ということになります。

これらを実現するためにSUS304などのステンレス鋼に対して成分を調整し、快削ステンレス鋼がつくられます。
(「切削くずが刃物にくっつきにくい」はどちらか言うと刃物側の話ですが)

例えば、SUS303は快削ステンレス鋼と呼ばれるもののひとつです。

切削しやすいということは、精度を出しやすいということでもあり、精密機械部品によく使用されます。

SUS303は最もメジャーなステンレスのSUS304とは規格の数字が1つ違うだけのようですが、何が違うのでしょうか。

SUS304は主成分はもちろん鉄で、クロム18%、ニッケル8%が含まれていますが、SUS303はこれに、モリブデン(Mo)が添加されます。
ただし、ここまではあくまでJIS規格としての話で、各ステンレス鋼材メーカーはさらにSe、Te、S、Cu、Pbなどを添加して、いろいろな快削材を提供しています。

ここではSUS303を例にとりましたが、同様にステンレス快削材はSUS430をベースとしたSUS430Fなどもあります。

主なステンレス鋼、快削鋼の成分
JIS規格 主な成分
SUS303 Cr(17~19%)、Ni(8~10%)、Mo(≦0.6%)
SUS304 Cr(18~20%)、Ni(8~10.5%)
SUS430 Cr(16~18%)
SUS430F Cr(16~18%)、Mo(≦0.6%)S(≧0.15%)

ここで添加される快削成分は、従来より鉛が使われることが多かったのですが、なるべく鉛以外のものを使用する鉛フリーの流れにあります。

鉛フリーの流れははんだなど、ステンレスに限ったことではありませんが、実はステンレスの快削材づくりにも大きく関係のある話なのです。

このわずかな快削成分が、切削加工能率を倍にもします。もちろん、普通のステンレス鋼材よりも高価ですが。

以前にも書いたように、刃物もステンレスに合わせたものを選ぶ必要があると書きましたが、素材もわずかな成分の違いで切削加工のしやすさに大きく差が出てくるのです。

また今後もステンレスの切削加工について書いていきたいと思います。


ステンレスの工具との親和性から見た難削材特性

先日、ステンレスは難削材のひとつであるという記事を書きました。

その理由としてステンレスは

・熱伝導率が低いため、切削加工時に発生する高熱が逃げにくい、

・加工硬化性がある

という話をしました。

今日は、ステンレスについて「工具との親和性が高い」という特性から見た、ステンレスの削りにくさについて書いていきます。

まず「工具との親和性が高い」とはどういうことでしょうか?

要するに「くっつきやすい」ということですが、

切削加工においてもう少し具体的に言うと、「切削くずが工具に溶着しやすい」ということです。

また、切削くずが工具に溶着した後、工具は加工を続けているため、切削くずはすぐに取れてしまうのですが

このときに、やはり切削くずと工具の親和性が高いため、材料は工具の一部分をはがしながら脱落していくことがあります。

これを「チッピング」といいます。

中には、切削くずが工具からすぐには取れず、工具に溶着したまま工具(刃物)の一部となって材料を削ることもあります。

こうなると、材料を削るのは本来の刃物ではなく「余計な出っ張り」ということになり、

加工精度も落ちてしまいます。

したがって「いかに材料(ステンレス)と工具の溶着を抑えるか」が品質の面でも、コストの面でも

ステンレス加工のポイントのひとつとなります。

では、どのようにして溶着を抑えるのか。

まずは刃物選びです。

刃物の素材だけでなく、切削くずを溶着させずにスムーズに逃がしてやることのできる形状が大事です。

次に切削油選び。

ステンレスに限らず、切削加工において切削油を使う理由として

「冷却機能」「潤滑機能」「抗癒着機能」「切削くず排除機能」の4つの機能を目的として使います。

切削油選びは材料だけでなく加工方法によっても変わってきますが「ステンレスの工具との親和性の高さ」の観点からは抗癒着機能が重要ということになります。

ただし、前述のようにステンレスは高熱が逃げにくいので冷却機能も重要ではあるのですが・・・。

また、今後もステンレスや切削加工について書いていきたいと思います。


ステンレスの切削加工

熊倉製作所では様々な素材の切削加工を行っていますが、

得意としているもののひとつがステンレスの切削加工です。

熊倉製作所のある新潟県の県央地区(三条市、燕市周辺)はステンレス製品を扱う会社が多い地域です。

ステンレスは「さびにくいので食器やキッチンまわりなどに使われる」ということはみなさんもご存じだと思いますが、

切削加工の観点からステンレスの話をしてみましょう。

ステンレスは鉄とクロムの合金ですが、クロムの比率や、ニッケルなど他の成分の配合具合によって

「SUS304」「SUS403」などの種類がありますが、一般的にステンレスは難削材のひとつとされています。

(中には切削しやすい種類のステンレスもあります)

そのため、ステンレス加工用の刃物もあります。

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なぜステンレスは切削しにくいのでしょう。

ステンレスの特性として、切削加工時に発した高熱が逃げにくいという特性があります。

高熱を発すると・・・

(1)刃物の摩耗が早くなります。

(2)ワークが熱により膨張します。

となると、

加工精度が出しにくい

ということになります。

さらには、ステンレスは「加工硬化性が高い」という特性もあります。

要するに「加工すればするほど(力を加えるほど)固くなる」ということです。

ちなみに、加工硬化性を表す数値のひとつに「n値」というものがありますが、

アルミニウムが0.27であるのに対し、ステンレス(18-8)は0.50と約2倍です。

当然ながら、刃物を頻繁に交換することが必要になるため、加工に要する刃物代もかかってきます。

したがって、鉄やアルミニウムなどと比較して、ステンレスの切削加工費用は一般的にかなり割高になります。

ただし、長年やっているとステンレスを切削加工するためのノウハウもたまってきます。

熊倉製作所でもステンレスの切削加工は長年やってきており、

高い加工精度のものを、鉄やアルミニウムなどとそれほど差のない加工賃で提供しています。

もしステンレスの切削加工でお困り(品質・コスト)の際は、ぜひ熊倉製作所(0256-52-1673)にお声掛けください。


30分が20分に

IMG_0388毎朝使っている

髭剃りを買い換えました。

新しい刃に変えても剃り味が

悪いので最新のものに、

刃がバネで上下します。

刃の肌へのなじみ具合がだいぶ違います。

 

アルコール洗浄装置もついています。

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毎朝の貴重な時間が、30分から20分に

節約されています。

使用して半年がたちますが、

もう剃り味が落ちてきているような

取説によれば1年半くらい持つような気がするが

刃も持たないような固い髭なのだろうか。

海外メーカーの製品なので

国内の製造業に貢献していないような気が

国内メーカーの製品でもほとんど

メイドイン海外だから一緒かな

金属切削加工業の観点からみると複雑な思いがします。

この製品に必要な金型は一体何型なのだろうかとか

刃の金型はどんな構造なのだろうかとか

金型を使わない製造方法なのだろうかとか

国内の金型メーカー製だったりしてとか

鉄工所のおやじの思いは尽きません。

 

 

 

 

 

 


マシニングセンターの歴史

熊倉製作所には、縦型、横型合わせて、マシニングセンターが13台あります。

当然、昔は汎用機しかなかったものが、NC旋盤、NCフライスとなり、さらにマシニングセンターへと徐々に移行してきた結果です。
うちの工場に限らず、ちょっと複雑な形状のワークになると、切削加工の工作機械はマシニングセンターが当たり前のような状態です。
マシニングセンターは、プログラムに従って自動で加工し、必要に応じて工具の交換も自動で行ってくれます。「もし、マシニングセンターがなかったら相当大変だろうなあ」と考えることがたまにありますが、金属加工業にとってこの想像は、一般の方にとって「もし携帯電話がなかったら」と想像するのと同じようなことかもしれません。

このマシニングセンターがいつ頃誕生したのか調べてみました。
Wikipedeiaなどで調べたところ、1958年頃にアメリカで「ミルウォーキーマチック」として誕生したようです。すぐさま「ミルウォーキーマチックⅡ」が出ていることから、現代の家電と同様に初代はいろいろ問題があったのでしょう。日本でもその数年後に日立製作所で国産初のマシニングセンターが開発されました。
おそらく穿孔テープ(紙テープに穴をあけたもの)に加工パターンを記録していたと思われます。

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穿孔テープ
当時は工具交換にどれくらいの時間を要したのかわかりませんが、マシニングセンターの誕生は、加工屋さんにとっては、きっと大きなインパクトを与えたことでしょう。

当社もマシニングセンターを導入して30年近くになりますが、社員は使用するのが当たり前になっています。
生まれてもいない社員も多くいます。
マシニングセンターがなかった時代がどういうものか想像もつかないのではないでしょうか。
これからマシニングセンターはどんな進化をして行くのか楽しみです。
切削工具の性能アップも同時に期待したいものです。

もしかしてすべて3次元プリンターの時代が?

ここには写真は載せませんが「ミルウォーキーマチック 国際工作機械見本市」でGoogle画像検索すると、古めかしい写真を見つけることができます。小さい子供が見たら泣き出すんじゃないか!?というような風貌です。よかったら検索してみてください。


本業 金属切削加工

本業の金属部品切削加工品の写真です。
横型マシニングセンターで
裏表取付の2工程で完品になります。
ステンレスのロストワックス素材です。
昨年買い換えたキャノン70D
一眼レフカメラでマクロレンズを
使用しての撮影です。

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