ワイヤーカットの面粗度を測定してみた【SUS304 × 新機械での実験】ワイヤーカットの面粗度を測定してみた。

「ワイヤーカットの面粗度とは?」
この疑問、自分の業務日報の中でも一番アクセスされているテーマです。

せっかく新しいワイヤーカット機械に入れ替わったので、改めて実測してみることにしました。条件表に書いてある数値と実際の加工結果がどこまで一致するのか…気になるところです。


実験条件と使用機械

  • 機械:FANUC α-C600iC
  • ワイヤ径:0.2mm
  • 材質:SUS304
  • 測定機:FORMTRACER Avant

今回は裏面に「タチバナ製作所」と社名を彫り込み、サンプル品としても使えるようにしました。


測定結果(1CUT~4CUT)

実際に加工して測定した面粗度の結果がこちらです。

  • 1CUT:Ra 2.2852μm / Rz 12.6056μm
  • 2CUT:Ra 1.3882μm / Rz 8.6739μm
  • 3CUT:Ra 0.3571μm / Rz 2.5287μm
  • 4CUT:Ra 0.1816μm / Rz 1.2524μm

機械の条件表よりも実際の仕上がりのほうが良い数値でした。正直「良すぎじゃないか?」というレベルです。逆に不安になります。

特に1CUTの段階で、実際に切断したのと「舐めるように加工した」のとで差が出た可能性があります。ワイヤー径0.2mmと同じ程度削っているので、問題ないと思いますが、加工方法が影響しているのかもしれません。


加工方法

  1. 裏面にマシニングセンタで社名を彫刻
  2. 専用ジグを製作し、そこにワークをセット
  3. ワイヤーカットで 1CUT~4CUT を加工
  4. 最後にワイヤーカットで切断して完成

※今回は「1CUT目を実際に切断しなかった」点が仕上がりに影響している可能性あり。
次回は「実際に切ってから加工」を試してみようと思います。


まとめ

  • ワイヤーカットの面粗度は、条件表以上に良好な結果が得られる場合がある
  • 加工方法(特に1CUT目の扱い)が仕上がりに影響する可能性が高い
  • サンプル品を作っておくと、社内だけでなく対外的にも説明に便利

次回の挑戦はいつになるか分かりませんが、また試したら報告します!


親父と息子たった二人の町工場の息子より。


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日本刀の「ねじれ直し」治具に使用|JAM精密バイスの穴加工と“矯め木”システム

またまた、刀剣研師の中村さんからお声がけをいただきました。

以前もブログに登場していただいた方です(→刀の研師からのおしごと)。

今回のおしごとは、「日本刀の曲がり直し・ねじれ直し」に使う専用装置に関わるもの。
使用するのは、なんとあのJAM製の精密バイス。それにタチバナ製作所で取り付け穴を加工しました。


HRC60!高硬度材のJAM精密バイスに穴あけ加工

依頼内容は一見シンプルで、「バイスに穴+ザグリ加工をしてほしい」というもの。
ところが、問題はその素材。HRC60の高硬度鋼です。

しかもバイスの口金が邪魔で、通常の刃物では届かない…。
これではロング高硬度ドリル+ザグリドリルが必要になりそうだなと思い、中村さんにご相談。

すると、すぐに穴位置をわずかに設計変更してもらい
高価な工具の購入は1本だけで済むように。あとは弊社の手持ち工具で対応可能になりました。

ちなみにこの加工、1番上の写真のように火花がバチバチ飛ぶほどのスリリングな工程でした。機械も、加工者も、全集中です。


加工後の姿と、刀剣研師による“矯め木(タメギ)”矯正装置

完成したバイスはこちら👇

このバイス、実は「次世代デジタル矯め木(タメギ)」と呼ばれる装置に取り付けられます。
日本刀の「曲がり直し」や「ねじれ直し」の際に、
刃を安全かつ正確に修正するためのシステムなんだそうです。

中村さんから実際の使用写真も送っていただきました。


手作業 × デジタル × 道具の力

刀剣の世界では「研ぎ」や「矯正」は長年の経験と感覚が頼りになりますが、
そこにデジタルの力と精密な治具を組み合わせることで、
より安全で再現性の高い作業が可能になるとのこと。

こういう分野に、自分たちの加工技術が少しでも関われるのは本当にうれしいです。


高硬度バイス、曲がり直し装置、矯め木システム…
一見バラバラの世界が、刀一本でつながっていく。
こういう仕事は、町工場冥利につきますね。

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中村さんの師匠がユーチューブチャンネルの取材を受けたそうです。19分頃に中村さんもでるとのことで見させてもらいました。


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「SUS304厚板の薄板化と斜め穴加工|位置決め治具の工夫と反省点」

SUS304厚板からの削り出し加工|傾斜穴あけ用治具と位置決めピンの失敗と収穫

今回の加工は、なかなか加工しごたえのある製品でした。

なんと、28mm厚のSUS304を削り出して、最終的には厚さ3mmの製品に仕上げていくという内容です。
しかも、最後の工程では45°の斜め方向に穴をあけるという要求つき。

製品の形状は残念ながら公開できませんが、最終工程で使った斜め加工用の治具の写真はこちら👇

この治具、簡単に見えて位置決めが最大の課題でした。
製品にはΦ6の基準穴があったので、そこに合わせて位置決めしようと、Φ6の根元+Φ5.95の先端という段付きピンを使用。
これで「位置も傾きもバッチリ出るはず!」…と期待していたのですが…


実際は、そううまくはいかず…

0.05mmのクリアランスが思った以上にガタつき、しかも材料の削り出しで微妙に反りが出るため、位置決めにバラつきが発生

結局、1個ずつ手動で位置出しをする羽目に。
そのせいで、1本1,500円くらいする位置決めピンを4本も買ったのにそこまで活躍せず、やや後悔…。

最初から外周に簡単なピンを立てて位置合わせすればよかったな〜と反省。


今回の収穫

ただ、得るものもありました。

今回使ったのが、2個のバイスをまたぐ口金(ジョー)
これによって、薄くて長いワークもしっかり安定してクランプできました。
(この写真が撮れなかったのが悔やまれます…)

このバイスをまたいでクランプする方法は、次回以降の類似案件でも必ず役立つと思います!


加工はうまく完了。失敗も学びもある、いい仕事でした!

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「丸物の裏表加工|平行確保にブロックゲージを使った実例」

鉄砲の玉のような部品加工|ブロックゲージで裏表の平行を確保する工夫

今回は、鉄砲の玉のような形状の部品を加工しました。
ご依頼主は、いつもお世話になっている旋盤屋さん

加工内容は、裏表の両面削り。しかも全体の厚みに公差が入っているという、見た目以上に精度が求められる部品です。

まずは表面を15mm加工。
問題は裏面の加工で、どうやって裏表の平行を出すかが課題でした。

そこで使ったのが、こちらの写真にあるブロックゲージでの固定方法👇

削った表面分と同じ厚みのブロックゲージを用意して、その上にワークを設置。
これが驚くほどピッタリ!しっかり平行が出て、ブレもなし。写真でもその様子がよく分かりますね。

ワークが丸く、さらに傾斜がついているため、側面でのクランプでは接触点が限られてしまいます。
ですが、ゲージ上での支えと横方向からの押さえによって、精度と安定感を両立できました。打痕が付かないように、バイスにはアルミの板を噛ませています。

最終形状はちょっとお見せできませんが、仕上がりも問題なし、寸法もバッチリ

こういうちょっとした工夫がうまくいくと、
「やっぱり段取りって大事だな~」と改めて感じます。

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「測定ジグのリバースエンジニアリング|図面と現物からの再製作とワイヤカット加工」

久々のリバースエンジニアリング|測定ジグの再製作とワイヤカット加工

今回は久しぶりにリバースエンジニアリング的な仕事でした。

図面がまったく無いわけではないのですが、今回のご依頼は「前回と同じように製作してほしい」という内容。対象は製品そのものではなく、測定用ジグです。

R形状など拾えるところは図面からしっかり読み取り、それ以外の寸法はマシニングで現物を測定していきます。こういう時に3D測定機や非接触測定機があれば精度的にも安心なんですが、外部に測定依頼を出すとそれなりにコストもかかる…。タチバナ製作所は持っていない。。。

なので今回は、現物を見ながら自分で地道に測定して進めていきました。

もちろん、すべての箇所を高精度に測る必要はなく、使わないところや関係ない箇所はざっくりでOK。こういう加減ができるのも、自社対応ならではのメリットですね。

測定の結果、図面と異なる箇所があったので、お客様に「現物優先」か「図面優先」かを確認。図面優先で進めることになり、いざ加工スタート!

加工自体はシンプルで、鉄板をワイヤカットでぐるっと切り抜くだけの単純加工。でも、図面との照合や寸法拾いなど、段取りがしっかりできていないと失敗するタイプの仕事です。

今回は無事に完了!

こういう「前と同じでお願い」って、意外と奥が深いんですよね。

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「SKD11高硬度材の追加工|コの字型ワークのR加工と歪み防止の工夫」


SKD11高硬度材の追加工|焼入れ後のコの字形状R加工と治具の工夫

今回は、**SKD11の高硬度材(HRC60)**への追加工を行いました。
焼入れ後の加工なので、素材はかなり硬いです。いや〜ほんと、削るたびに最近の刃物ってすばらしいな~と思います。

加工内容としては、中にR1.5mmの加工のみ。恐らくプレス金型の曲げ部分かと思われます。タチバナ製作所ではよくあるご依頼ですが、今回はちょっと形状がやっかいで…。
コの字型のワーク、こいつが一筋縄ではいかない。

まず、普通にバイスでクランプしようとすると、間違いなく歪みます
上から押さえようにも、固定するスペースが少ない。なので、今回はコの字の内寸を測って、そこにピッタリ合うものを差し込んで固定する方法にしました。

ちょうど3mmのシムが手元にあったので、3枚入れたらなんとピッタリ!
これがズレている時は、0.2mmのシム板や紙、クリアファイルを使って微調整していきます。
でも今回はラッキーなことに、シム3枚でジャストサイズ。ツイてる!

内側がしっかり詰まってくれれば、あとは通常の加工。
コの字の内側にR加工をするんですが、ここも一つポイントがあります。
角がある形状だと、余分に食い込ませたり、小径工具を使わないといけないので、手間もコストも跳ね上がります。
今回は「食い込ませる」指定だったので助かりました。

ちなみに、内径にR加工をする際は、角Rを少し大きめに取っておくと、加工のしやすさ・価格ともにだいぶ変わります。
これはほんと大事。

生材ならある程度攻められますが、高硬度材はちまちま加工していくしかないので、時間がかかります
無理して削って刃物をダメにするより、最初から設計で配慮してもらえると助かります

もう一度だけ言わせてください。

角Rは、大きめに。ほんとに。

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シャフトへのキー溝加工|ステンレス加工でのクランプ注意点と効率的な方法

今回はワイヤーカットではなく、たまにあるマシニングでのキー溝加工についてです。今回はシャフトへのキー溝加工を行いました。

加工する素材はステンレスで、特に注意すべき点は「切れる刃物」を使うくらいですが、シャフト加工の場合、クランプに細心の注意が必要です。まず、普通にバイスで固定すると、丸物には打痕のような跡がついてしまいます。丸物を平らなバイスで固定すると、点で当たるため、その面が少し凹んでしまうんですよね。

これを防ぐために、写真のようにアルミの板を挟んでから固定しています。この方法で、跡がつくのを防げます。

次に、シャフトの形状が一様ではなく、様々な段差がついているため、その段差をうまく避けつつ加工しなければなりません。加工部分が動かないように、また、ビビらないように固定するのが大切です。今回は小径のジャッキを使ってしっかりと抑えました。

小さなことですが、加工する数量が1個と少ないので、手持ちの道具をうまく使いながら、できるだけ時間をかけずに加工を進めることが重要になってきますね。

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ピンを差し込んで位相をだす。

今回はステンレスの旋盤品の追加工を行いました。お客様から支給された旋盤品に、上面から穴を開け、側面からタップ加工を施します。最後に、ワイヤカットで2分割にして完成です。

本来なら、ワイヤカットで2分割した後に側面タップ加工を行えば、位置関係(位相)が簡単にセットできるのですが、納期がギリギリなので、ワイヤカットを終えた後、再度マシニングに戻す時間がもったいないと感じました。そこで、ちょっと手間はかかりますが、側面タップを開けることにしました。

穴の位置を考慮しながらセットするのは大変かと思いましたが、思いのほか簡単に解決。穴にピンを差し込むことで、バイスにきっちりとセットでき、位置関係(位相)も問題なく調整できました!そんな土曜日の朝、一人で嬉しくなりながら加工を進めていました。

おかげで、加工は無事に完了!月曜日からはワイヤカットへ渡せるので、納期も余裕を持って間に合います。

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φ0.2mmザグリ加工|タチバナ製作所が日進工具フラットドリルで解決

今日はφ0.2mm×深さ0.2mmの底面フラットザグリ加工に挑みました。小径すぎてエンドミルで回すのは不可能、日進工具さんの超硬フラットドリルを使用。マシニングセンタは6,000rpmで限界だけど、「お金で時間を買う」作戦でGO!


φ0.2mmザグリ加工のポイント【金属加工】

  • 工具選定の課題
    • エンドミル → 刃経が大きすぎ
    • 通常ドリル → 底面にテーパー
    • ドリル+エンドミル→浅すぎてNG
  • 当社機械スペック
    • 最高回転数6,000rpm(理想は20,000rpm以上)
  • 素材特性
    • 純鉄:粘り・柔らかさで穴径拡大が懸念

日進工具フラットドリルのメリット【フラットドリル】

  1. 底面フラット仕上げ
  2. 切れ味が良いので穴径拡大の防止
  3. ドリル折れリスク低減

加工条件&結果レポート【精密部品製作】

  • 素材:純鉄
  • 回転数×切込み:6,000rpm × 0.2mm
  • 仕上がり:全数成功!
    • ※肉眼測定が難しく、最終チェックはお客様へお願いしました。

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2mm×120mm×120mmの薄板加工とH7穴加工のポイント

2mm×120mm×120mmの薄板加工とH7穴加工のポイント

今回は、2mm厚の120mm×120mmの薄板に穴加工を施し、ワイヤカットで仕上げる工程について紹介します。材質はSS400です。

H7公差の穴加工をマシニングで

まず、2mmの薄板に穴加工を行います。H7公差の穴加工があり、ワイヤカットでも加工可能ですが、今回は数量が多いため、H7公差の穴もマシニングで加工することにしました。数が多ければ、リーマーを購入してもコストメリットが出るため、効率的です。

薄板加工の注意点

薄板加工では振動を極力抑えることが重要です。ワイヤカット用の下穴であれば、単に穴が開いていれば問題ありませんが、H7公差の穴加工の場合は、振動を最小限に抑える工夫が求められます。

特に薄板はビビりやすいため、専用のジグを作る場合あもあります。今回はそこまでではないので、少しの工夫で済ませることにしました。「ジライヤー」というジグの原理を応用し、タチバナ製作所にある道具を活用することで、通常のバイスでも十分に対応できます。

プレートの反り対策と新たな気づき

今回、フタバさんから購入したプレートを加工する中で、新たな発見がありました。それは、カッターマークとクランプ方向の関係です。

これまでカッターマークを気にしたことはありませんでしたが、プレートの圧延方向によって削る向きを意識することが重要だと気づきました。アルミでは意識することが多いですが、鉄の加工ではあまり考慮していませんでした。

今回のように正方形のプレートでは、どの向きにもセットできるため、

  • カッターマークと垂直にセットすると反りが大きくなる
  • カッターマークと平行にセットすると反りが最小限に抑えられる

という結果になりました。

フタバさんが圧延方向を考慮して加工しているのは、材料メーカーにとっては当たり前のことなのかもしれません。しかし、タチバナ製作所にとっては目からウロコの発見でした。

次回からは、カッターマークの向きを意識しながらクランプすることで、より精度の高い加工ができるようになりそうです。

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