ドライプレス加工

2009-06-26T09:32:17Z

ドライプレス加工にダイヤモンドパンチを使ってみませんか？
写真１をご覧ください、先端の黒い部分がPCD－多結晶ダイヤモンドです。
その下は超硬でそしてシャンクは鋼(HRC40～50）です。

【写真1】

このパンチで板厚0.4の燐青銅を500万個打ち抜きましたがまだ
再研磨するまでには至りませんでした。

1、アルミ等の軟質材を超硬パンチで抜いているが溶着防止のため
   打抜き油を使用している。ドライ加工にしたい

2、加工数量が多く超硬パンチでは寿命が短く交換頻度が高い
     等の場合、一度ダイヤモンドパンチを使ってみては如何ですか。
     ご希望のパンチ製作を承ります。

PCDについてはダイヤの粒径が1μmぐらいのものから20μmぐらいの
ものまで種々ありますし、PCDの含有率を20～40％と極端に低くした
ものもあり剪断用のパンチだけでなく絞り用パンチや絞り用のダイスにも使えるなど
選択肢は広がっております。硬度もヌープ硬度で3500から7000以上もある
ものまでありますから用途に応じて最適な選択ができます。
ただし再研磨が容易にできる、ほどほどの硬度をお選びください。

写真２はダイヤの刃先径2.3、ダイヤ厚４、シャンク径φ4、全長40mmです。
これはダイヤの厚さが特別厚いのですが2mm程度までであればほとんど問題なく作れます。

【写真2】

写真３はワイヤーカットで切り出した接合前のダイヤと超硬です。
これを鋼シャンクに超硬部分で接合します。

【写真３】

ドライ加工にセラミックスの使用も考えられますがパンチにせよダイ
にせよ全体をセラミックスで作ると後の加工にかなり手間がかかります。
弊社の多重接合を使うとキーポイントの部分だけをセラミックスにして
保持や固定のための部分は鋼等に出来ますのでトータルコストが
低減できると考えております。

ドライ加工をお考えの方はぜひ一度お声をおかけください。

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省資源・省エネ・軽環境負荷の多重接合(ＭＪ法）

2008-12-21T09:53:26Z

写真1にあるような部品（材質Ｓ45Ｃ最大径φ70全長140）を月に数百個程度作る
としたら御社ではどのようにして作られますか。

数が少なければ大抵丸棒から削りだすことと思います。

この場合①材料の無駄が多い②無駄な材料を削り落すのに無駄な手間がかかる、
ことが問題だと思います。

【写真：2】

この問題を解決する一つの方法は写真2にあるような材料（φ75×t16の黒皮材とφ38×
145の磨き材）を用いて写真3にあるような、鍛造や鋳物ブランクと同じような接合
ブランクが作れればいいわけです。

しかしこれまでこのような接合ブランクは容易に出来ず、短い丸棒と長い丸棒を
フランジの両側に摩擦圧接で接合する他ありませんでした。

しかしこの摩擦圧接にかかるコストや面倒な圧接バリの除去のために、この程度の数量
では採用に二の足を踏むことと思います。

【写真：3】

多重接合(MJ)では写真２にあるような材料―シャフトは丸棒を切断しただけ、フランジは
切断した丸棒にプレスで穴をあけただけ―を接合金型にセットしプレスの１ストロークで
接合します。

この部品の場合その接合強度は抜去力が45KN緩みトルクが850Ｎｍです。

なお接合強度が強いだけでなく、接合部分の密着性が良いので接合部から水が漏れる
ようなことはありません。写真4参照。

無論母材破断強度が要求されるようなものには多重接合は使えませんが、そうで
なければ大抵の部品には応用可能と考えられます。

1、無駄な材料を使用しない。この部品の場合約57％カットされます。
2、無駄な加工をしない。この部品の場合粗加工で約65％カットされます。
3、無駄な重量物を運搬しない。この部品の場合ブランクの段階で約2.4㎏軽くなります。
これらのことから省資源・省エネ・軽環境負荷が実現することがお分かりいただけると
思います。

さらに
4、適材適所の材料選択ができます。
この部品の場合シャフトとフランジの要求仕様は自ずと異なりますから、無垢材では
どこかに何がしかの無理や無駄が出ます。

多重接合であれば一方の材料に塑性変形能があれば、相手は焼きが入った高硬度材でも
アルミや銅の様な軟らかい材料でもいいのです。

出来る限りご協力いたしますから、一度お手元の部品を多重接合（ＭＪ)で作ることを
真剣に考えてみませんか。

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世界初！ハイブリッドボールエンドミル

2007-12-30T07:28:53Z

刃部：超硬（コーティング：ＴｉＡＩＮ）Ｒ1ｘ首下長さ２０ｍｍシャンク：鋼（ＳＫＤ-６１：ＨＲＣ４０以上） φ６ｘ４０ｍｍ接合：塑性接合（常温でロウ材等を使わぬ、多重接合という新たに考案された接合法）

特長
１、多重接合による特異な切れ味により、超硬ソリッドエンドミルと変わらぬ良好な表面粗さが、ソリッドより長く続く(長寿命)。

２、多重接合による特異な切れ味により、刃先の損耗が軽微な為ソリッドよりも削り残しが少ない。


ＨＥの３００ｍ切削後のワーク表面	ＳＥの３００ｍ切削後のワーク表面

被削材：ＮＡＫ55（ＨＲＣ４０）切削速度：５０ｍ/ｍｉｎ

半径方向切込み：０．０５ｍｍ
ピックフィード：０．１ｍｍ１枚刃当たりの送り：０．０５ｍｍ

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４．６トンの超硬を削減！

2007-12-23T06:24:17Z

多重接合で、高価な超硬(タングステン)の使用量を
９０～９６％削減できます

[例1] シャンク径がφ6で刃径φ２首下長さ２０のエンドミル
ソリッドエンドミルの使用超硬φ６．３×６１
ハイブリッドエンドミルの使用超硬 φ２．８×３１
ハイブリッド＝多重接合で製作したもの

従って月産1万本であれば月に２４８㎏の超硬を削減できる。

[例2] PCBドリルの場合
ソリッドの超硬φ３．３×３９
ハイブリッドの超硬φ１．２×１２

従って月産１００万本であれば月に４．６トンの超硬を削減できる。

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様々な多重接合品

2007-12-12T07:26:21Z

ヘッド交換式エンドミルシャンク
超硬ソリッドのシャンクは焼成前にネジを切り、焼成後そのネジを証に外径研磨とインローの内研をする。焼成後のネジの狂いなどもあってコスト的につらいものがある。これを嫌って先端40mm程度をスチールにして超硬にロウ付けし、ここにネジ部とインロー部を加工しているものもある。しかしロウ付はまれであるが不意に落ちることがあり、大事な金型や試作品の加工時には往々にして取り返しのつかないことになる。写真のように超硬には単純な穴を空けておいて仕上げてしまいその後適切な材料、ＳＵＳなどを多重接合し、外径を証にネジとインロー、端面を切削で仕上げればソリッドとロウ付の持つ問題を解消した製品が出来上がります。
複写機用ヒートロール
従来の摩擦圧接や絞り加工では単一材しか使えずどちらかを犠牲にして作られてきた。多重接合で作れば、写真のように耐久性が求められるボス部にはＡ5056を使い、熱伝導度で約２倍も高いＡ6063 （材料コストはＡ5056の約半分）を中央部に用いることにより機能、コストの両面ではるかに勝る
スポット溶接用電極
銅だけの従来の電極では摩擦変形が早く、修正、交換で特に自動化された部署では問題があった。多重接合でＷをロウ付けする難しさから開放し、長時間安定した溶接ができる電極が手に入ります。

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多重接合の概要

2007-08-27T01:35:31Z

１）ロウ付けや接着と違いロウ材とか接着剤等の中間材を使わず
２）焼嵌めや摩擦圧接と違い熱をかけることなく、常温で
３）材料の接合部を塑性変形させて接合しますので
４）驚くほど多様な異種材料の接合が可能となり
５）特殊な接合金型とプレスで接合しますので極めて短時間で接合が完了します

ロウ付けや焼嵌め、摩擦圧接と違い熱をかけないので実に様々な異種材料の組み合わせを実現致します。

【多重接合】材料の組み合わせ例

・超硬と鋼、ＳＵＳ、アルミ合金	・銅とアルミ合金、Ｗ
・ガラスとＳＵＳ、アルミ合金	・セラミックスとアルミ合金、鋼
・樹脂とＳＵＳ、アルミ合金

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多重接合の詳細

2007-08-23T13:51:27Z

多重接合とはどのような方法か

１、機械的接合は下記にある3種であり、通常いずれも単独で用いられているが接合前の部品精度が厳しいことや接合後の強度が弱い等の問題がある。これらの問題点を解決し簡単にして強度を高めるべく考え出されたのが、この全てを1箇所の接合部に現出させる多重接合である。従って多重接合は機械的接合である。

径方向接合（圧入・焼嵌め等）
周方向接合（スプライン継手等）
軸方向接合（カシメ等）

２、ドリルやエンドミルで説明すると、鋼のシャンク材に超硬が楽に入る穴を明けここに超硬を差込み接合する()柄接合である。従って必ずメスオスの形態が取れなければ接合は出来ない。端面同士を突き合わせるものとか板を重ね合わせるようなものの接合は出来ない。

３、シャンクの、超硬が差し込まれた部分に外周から中心に向かって力をかけ超硬を強く抱きしめる。 変形した鋼は元に戻らぬ塑性接合である。従って少なくとも一方の材料には塑性変形能が必要である。

【写真1】

【写真2】

接合後切り開いて鋼の接合面を見ると超硬の面が完全に転写されていることが写真(1－2)でわかる。 1が超硬の肌で2が鋼の肌である、超硬の肌にあるスパイラル模様がはっきりと転写されている。

【写真3】

【写真4】
もうひとつの写真(3－4)では3が超硬の肌で4が鋼の肌であり超硬の肌が完全に転写されている。このことから圧入や焼嵌めでは有り得ない強固な径方向接合がおきていることがわかる。

また超硬が黒皮のままであれば断面形状は非真円でありトルクに強い周方向接合が起きている。

【写真5】

超硬が8角形（写真5）とかの多角形状であれば更に接合強度は強いものになる。超硬の一部に2方摺り等の平取りを設けても周方向の強度は上がる。この種のものは焼嵌めやロー付けでは得がたい。

また超硬が黒皮であれば軸方向に微小ではあるがうねりがありまた黒皮の肌に鋼が張り付くことから無数のカシメがされていることになり軸方向接合が起きている。無論超硬に平取りやリング溝の加工がなされていればこの上も無い強度が得られる。

【写真6 ※クリックすると画像を拡大致します。】

４、 材料の組合せと接合方法により接合界面に分子拡散接合を起こすことも出来、より強固で信頼性の高い接合も出来る。写真(6)の左はアルミ(A6063)の押出しパイプにアルミ(A5056)の鍛造フランジを接合したものを半割りしたものである。機械的接合だけのものであれば半割りすると分離してしまうが拡散接合が起きているのでたたいても分離することは無い。右は摩擦圧接によるものである。

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多重接合の特徴

2007-08-22T14:46:08Z

（1）接合が非常に容易でスピーディ！

ロウ付けなどと違いロウ材などの中間材を使わず、焼嵌めのような加熱も必要なく全て常温で行うため余計なコストを削減する事ができ、かつほぼ瞬時（ほとんど正味接合時間は1～５秒程度）で多重接合する事が可能です。

（2）部品精度を問いません！

小径ドリルの焼き嵌めでは超硬を研磨でミクロンオーダに仕上げシャンクの穴も相応の精度に上げなければならないが、多重接合では超硬は焼き上がりの黒皮のままでよくシャンクの穴あけもドリル1工程でよい。
多重接合においては他の接合法（ロウ付や圧入など）と違い接合部
（オス/メスとも）の寸法精度や面粗さはラフな仕上がりで構いません。

（3）接合強度が強く、安定性と信頼性が高い

ＰＣＢドリルなどの小径ドリルなどに適用した場合、焼き嵌めなどに比べ接合強度が高いのでそのまま金属加工にも使えます。ロウ付などと違い不意に取れることはありません。また、多重接合においての各種データと実績がございます。

（4）さまざまな材料組み合わせが可能！

ロウ付や焼嵌め、摩擦圧接と違い熱をかけないので実に様々な異種材料の組み合わせを実現しております。

・超硬と鋼、ＳＵＳ、アルミ合金	・銅とアルミ合金、Ｗ
・ガラスとＳＵＳ、アルミ合金	・セラミックスとアルミ合金、鋼
・樹脂とＳＵＳ、アルミ合金	...etc （用途は無限です）

（5）新たな付加機能の可能性！！

超硬の小径ボールエンドミルにおいて次のような事が確認されていて物によっては新たな付加機能の可能性があります。同じ条件で加工した場合ソリッドエンドミルでは首下長さが長くなれば短いものに比べ表面粗さは間違いなく悪くなりますが、多重接合で作られたものでは悪くなりません。またワーク剛性の低いものを加工するとビビリが発生し表面粗さが悪くなるものですが、多重接合で造られたものではソリッドの凡そ半分程度の粗さで上がります。

この場合の付加機能は『 自然に振動切削が起きる （特許申請中）』という事ではないでしょうか？

・ SUS(HV400)（φ3）と超硬（φ1.2）

トルク： 60kgf.mm

・ SCM435（φ6）と超硬（φ2.5）

トルク： 200kgf.mm以上
抜去力： 100kgf以上

・部分的に分子拡散接合があるアルミ（Ａ6063）とアルミ（Ａ5056）

接合部径φ42長さ12mm
トルク： 45kgf.m以上

-----	多重接合	ロウ付	焼嵌め	ソリッド
適応材料	◎	△	△	×
適合強度	○	○	△	◎
作り易さ	◎	×	△	○
信頼性	○	×	△	◎
付加機能	○	×	×	×

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タイプ別多重接合

2006-11-27T01:37:39Z

１、金属部品の作り方を単純に見ると単一材料で作られている所謂ムクか、同種あるいは2種以上の材料が接合されて出来ているかである。

２、ここでは２部品を接合した方が良いにもかかわらず適した良い接合法が無いがためにムクで作られているか、
手間がかかり従ってコストもかかるがやむを得ずある種の接合をしているものを取り上げてみる

①小径のドリル・エンドミル

超硬はいかなる金属とも拡散接合が起きないので直接他の金属とは接合できない。例えば鋼と接合しようとした場合ロー材を使って接合するロー付けか接着剤を使って接合するしかない。摩擦圧接においてもNiを挟んだ特殊な摩擦圧接でしか接合が出来ない。いずれも手間やコストがかかり小径で大量に作られるものには向いていない。焼嵌めと言うよく知られた方法があり一部のメーカにおいてはドリルなどに使われているが超硬、鋼共に接合部の精度を相当上げなければならず手間がかかる。なおかつ僅かな締め代による弾性変形接合であるから接合強度が弱く金属部品の加工には適さない。従って現在この種のものはドリルを除いて金属加工用の小径のドリル・エンドミルはほとんどムクで作られている。

【写真7】

シャンクまでが超硬である必要はなく、太いシャンク径から細い刃部径まで落とす手間も馬鹿にならない。従って高価な超硬は刃部にだけ使用し安価な鋼シャンクにしてこの２者を簡単に接合できかつ強固な接合強度が得られる方法が待たれるわけである。そこで次の写真（7）を見て欲しい。上記の課題を解決する多重接合で作られた接合品の類である。

多重接合については後に改めて説明するが、シャンク材に超硬が楽に入るバカ穴をドリルであけ必要に応じ熱処理をする。穴の中に超硬を入れ接合金型にてシャンク材の接合部の外周から加圧しシャンク材を塑性変形させ接合する。シャンク部をセンターレス研磨で仕上げこれを証に刃部を仕上げればよい。

焼嵌めホルダ用に、超硬シャンクが必要であれば左の上から３番目のようなものも出来る。写真の左下にあるように工具にはならないが、熱もかけないのでガラスだとか樹脂の類も強固に接合できる。 一方の材料に塑性変形能があれば大抵のものは接合可能である。

②径差の大きい部品

【写真8 ※クリックすると画像を拡大致します。】

径差の大きい部品を単一材料で作りたい場合、アルミの場合には大抵冷間鍛造で出来るが写真(8)の右にあるようなSUS材の様な難加工材は形状や径差にもよるが鍛造が難しく棒材から削りだすことが多い。この場合無駄な材料コストと削り落とす無駄な加工コストは計り知れない。径の大きい板状の部材と小径の棒材や管材を強固に接合する簡単な方法が無いからである。また左の写真にあるような大径部(A5056)と小径部(SUS304)を異種材料にしたい場合、材料の組合せにもよるがロー付けや摩擦圧接でも難しい場合が多い。

多重接合を適用すればこれらの部品も極めて容易に接合でき強度も驚くほど強い。写真にあるφ20ぐらいの接合径であれば450kgcm程度のトルクで緩むことは無い。

③同径異種材料

【写真9】

写真(9)の左の部品は銅(C1020)とアルミ(A2024-T4)、中央が快削鋼(SUM22D)とアルミ(A2024-T4)、右は超硬と合金鋼(SCM435)の例である。使用する場所により最適な材料組合せが求められる場合にも多重接合は有効である。

④穴の内側に別部品を接合するもの

【写真10 ※クリックすると画像を拡大致します。】

写真10は3種の作り方で作られたヘッド交換式エンドミルのシャンクである。左のものはムクでありヘッドを取り付けるインロー部とメネジも当然超硬で出来ている。右は、メネジを超硬に切ることを避けるため合金鋼をロー付けしたものである。超硬にねじを切って完成させる大変さもロー付けは時として不意に外れるリスクも大方の人は十分に承知しているところであるが、簡単に接合が出来、十分な接合強度が得られる多重接合のような方法が無かったためこの二つの方法で作られてきた。中央がこの問題点を完全に解決する多重接合で作ったものである

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ドライプレス加工、多重接合-三和商事（株）