マイクロン プレシジョン小物部品加工の最先端技術と工具選定の秘訣を探る

現代の産業界、特に時計製造、電子機器、医療機器では、精密小型部品の需要が高まっています。これらの小型部品はサイズが小さく、高度な精度、表面品質、加工効率が要求される。このような超小型部品をどのように加工するかは、製造業にとって重要な課題となっている。この記事では、精密小型部品の加工特性とツール選択などの分野における技術的なポイント。

I. 精密小物部品の代表的なワークとその加工特性

1、精密シャフト部品

モーターシャフトやギアシャフトなどの精密シャフト部品は、機械駆動システムに広く使用されています。その加工特性は主に高精度の要求と厳しい表面品質をカバーしています。シャフト部品は一般的に、トランスミッションの精度と安定性を確保するために、高いレベルの同心度、真直度、真円度が要求されます。さらに、摩擦や摩耗を減らし、部品の耐用年数を延ばすために、表面仕上げは通常高いレベルになります。

例えば、時計製造の分野では、ギアシャフトの精度が時計の計時精度に直接影響する。これらのギアシャフトの直径はわずか数ミリ、あるいはそれ以下であることもあり、機械加工工程では極めて高い精度管理が要求される。センタリングマシンのような特殊工作機械など、高度な機械加工設備と技術を使用することで、シャフト部品の高精度加工を実現することができます。

2、電子製品アクセサリー

レンズリングやフランジリングなどの電子部品は、高い表面品質が特徴で、難削材で作られています。電子製品の外観品質を確保するため、加工面は明るく、欠陥がないことが要求されます。通常、ステンレス鋼タイプの材料を使用しますが、この種の材料は粘着性があり、工具の摩耗が早くなります。

電子製品の生産において、付属品の精度に対する要求は極めて厳しく、また付属品の表面品質に対する要求も極めて厳しい。例えば、携帯電話のレンズリングの寸法精度は写真効果に直接影響し、表面品質は製品の外観に影響する。このような付属品の加工は、加工効率を上げるために、工具のロスを少なくするために、適切な工具材料と切削パラメータを選択しなければならない。

3、医療機器部品

医療機器の部品は、マイクロポンプ、注射針、コネクターなど、精度と信頼性に対する要求が極めて高い。その加工には、高精度・高清浄度の要求、難加工材料の存在、厳格な品質管理といった特徴がある。医療機器の部品は人体に直接触れるため、加工精度の基準が非常に高く、安全性と信頼性を確保するために表面の清浄度も非常に高い。

ステンレス鋼やチタン合金のような難しい材料が使われることも多く、特殊な工具や加工工程が必要となる。各パーツは、医療基準に適合するよう、厳しい検査と品質管理を受けなければならない。例えば、低侵襲手術器具の精度は、手術の有効性と安全性に直接影響するため、機械加工工程における寸法誤差や表面品質を厳密に管理する必要があります。

第二に、精密小物部品加工における工具選択の重要性である。

精密小型部品の加工工程では、工具の選択が極めて重要であり、適切な工具を使用することで、加工効率を向上させ、加工品質を保証し、工具寿命を延ばし、生産コストを削減することができる。

1、高精度、高効率

小物部品の加工では、一般に高い寸法精度と加工面品位が要求されるとともに、生産性を高めるための効率的な加工条件が求められる。そのため、小物部品の加工において高精度な切削を実現するためには、工具の刃先は非常に鋭利でなければならない。また、寸法誤差を防止するために、加工プロセスにおいて工具のサイズと形状が安定している必要がある。

例えば、時計の超小型部品の加工では、ミクロン単位の寸法精度を確保するために高精度な工具を使用する必要がある。同時に、効率的な加工によって生産性を高め、市場の需要に対応する。

2、高性能工具材料

小型部品加工、工具材料の性能要件は、工具の耐摩耗性を確保するために、粒子状超硬合金、CBN、PCDなどの高硬度、高強度材料を使用するために、非常に高いです。また、良好な切削性能を維持するために、切削時間の下でできるだけ長くすることができるように、PVD、CVDおよびその他のコーティング技術を使用して、それによって、工具の寿命を延ばす、工具表面の耐摩耗性を向上させる。

ステンレス鋼、チタン合金などの難削材と同様に、高性能切削工具材料は、効果的に加工効率を向上させるだけでなく、工具の損失を減らすことができます。例えば、医療機器部品の加工では、PCD工具を使用することで、加工効率を向上させ、部品の表面品質を確保することができる。

3、高い切断性能

切削形状を最適化し、切削角度と刃先形状を合理的かつ標準的に設計することで、切削時に発生する力を低減し、切削効率を向上させることができる。切り屑の排出性能に優れ、切り屑の堆積が加工品質に影響しないよう、工具溝の設計は切り屑を効果的に排出できるものでなければならない。

処理される小さな部品では、切削力の大きさは、切削形状の最適化の助けを借りて、加工精度と表面品質に直接的な役割を果たすでしょう、切削力を低減することができ、したがって、処理の安定性を向上させ、同時に、良好なチップ除去性能を持っている連続性の処理を確実にするように、チップの蓄積を防ぐことができます。

4、効率的な切り屑排出と冷却技術

小物部品の加工プロセスにおいて、切屑排出と冷却状態は加工の品質と効率に影響を与える重要な要素である。効率的な切り屑排出と冷却効率を持つ技術は、切り屑の堆積や工具の過熱を効果的に防ぎ、加工の安定性と表面品質を向上させることができる。例えば、高圧クーラントや微小潤滑（MQL）技術の使用などである。

電子部品を加工する場合、効率的な切り屑排出と冷却技術により、加工面の品質が維持され、工具の摩耗が減少します。同時に、この技術は生産ニーズに合わせて加工効率を向上させることもできます。

第三に、精密小物部品加工における各種工具の適用である。

精密小物部品加工では、刃物の種類によって適用効果が異なる。次に、シノベル精密工具を例に説明するが、サンドビック・コロマント工具も例に説明する。

1、華瑞精密小部品加工工具

シノベルは小物部品加工用チップを開発し、その製品は小物部品加工のほとんどの作業条件をカバーしている。

(1) 前方掃除用具

前面掃引工具は主に外輪の小部品の加工に使用され、端面などの小部品の加工にも使用され、一般的に使用される溝タイプXS、一般的に使用される溝タイプXF、一般的に使用される溝タイプPU、一般的に使用される溝タイプPY、一般的に使用される溝タイプPJなど、これらの溝タイプは、異なる特性を持っている、斜めの溝の設計の特徴の存在は、鋭い刃先を持つ、小さな溝幅の設計機能を持っている、大きな角度の設計機能を含むなど、異なる加工要件を満たすことができます。これらの溝タイプは、斜めの溝設計、鋭い刃先、小さな溝幅、大きなすくい角などの異なる特徴を持っており、異なる加工要件を満たすことができます。

例えば、XS溝は外丸・外面加工に使用され、角度をつけた溝形状により切りくずの排出方向を安定的に制御し、スムーズな切削を実現する。また、XF溝は切れ刃が鋭く、切りくずの力を低減し、優れた切削結果を得ることができる。

(2) リア・スイープ・ツール

ワーク背面の段差面加工に使用され、溝型は切りくず排出方向の安定制御が特徴で、切削抵抗の低減が図れるほか、小物部品の加工工程で求められる背面加工にも対応する。

(3) 浅いフルーテッド・ツール

THR、THF、TGFなどの浅溝工具溝の分類。これらの溝は、改良された取り付け方法と位置決め方法、研削チップブレーカー溝、ユニバーサル加工溝、カスタマイズのサポートを特徴としています。

例えば、THR三角浅溝チップは、取り付けと位置決めが改良されたタイプで、チップブレーカーで研削され、汎用的に加工可能であり、THF三角浅溝チップは、大きな切削すくい角を持ち、切れ味を重視し、カスタマイズされている。

(4) 切削工具

PTAシリーズは、小径ワークの切り落としに対応し、最大切削径に対応した2種類のチップサイズ（12mmと16mm）、サイドスクリュー締結、ガイドアングルタイプのチップの有無があります。また、溝は切れ味を重視したチップブレーカー研削溝を採用し、低抵抗切削を特徴としています。

(5) ネジ付き工具

外径のねじ切り加工には、多種多様なねじを用意しています。溝タイプは、切れ味を重視した低抵抗の切り落とし加工に使用される挽き割り溝が特徴です。

(6) ボアツール

小物部品の内径・端面加工用の超硬ソリッド製品で、内径ボーリング工具、浅溝加工工具、ねじ切り工具、面溝加工工具などがある。具体的なシリーズとしては、MTR/L、MPR/L、MNR/L、MQR/L、MUR/L、MGR/L、MKR/L、MFR/L、MZR/L、MIR/L、MIR（TR）などがあり、加工可能な最小内径は1mm以下、MIR（TR）など、加工可能な最小内径が1mm以下の製品で、さまざまなサイズの小物部品加工のニーズに応える。

2、Santvik Colormanマイクロ穴あけ工具

サンドビック・コロマントは、小型部品用に特別に設計された2つの新しいマイクロドリル、® 462 - XMおよび® 862 - GMを発売しました。精密機械加工新しい形状を採用した新設計は、幅広い切断径と切断長に対応できる。

(1) 難加工材への適性

新設計の工具は、ISO P、M、K、N、S、O、Hなどの難削材の加工に使用でき、優れた性能を発揮する。インコネル、ステンレス鋼、チタンなど、電子部品メーカーが直面する困難な材料に対して、この工具は優れた耐摩耗性を提供し、生産コスト上昇の圧力に対処するのに役立ちます。

例えば、電子コネクターなどの部品を加工する場合、これらの工具を使用することで、加工効率を向上させ、部品の品質を確保することができる。

(2) PCD工具の利点

多結晶ダイヤモンド(PCD)焼結刃を持つマイクロドリルの購入を選択した顧客は、プラチナの小型部品でPCDドリルのテストに成功し、PCDは超硬ソリッドよりも100倍耐摩耗性が高く、超硬ソリッド工具よりも精度が高いため、より厳しい公差を実現できることを発見した。超高加工の難削材に微細穴を開けたいお客様には、このような過酷な用途での工具寿命延長のためにPCDをご検討ください。

(3) クーラントの重要性

マイクロツールによる深穴加工では、切り屑を効果的に排出するために高品質のクーラント供給が重要です。外部冷却式の ®462 は直径の 6 倍までの穴あけが可能で、®862 は外部クーラントで直径の 9 倍までの穴を簡単に開けることができます。クーラントを効率的に使用することで、工具寿命を延ばし、切り屑詰まりのリスクを低減します。

エピローグ

小型精密部品の加工は、現代の製造業における大きな課題のひとつです。典型的なワークピースの加工特性を理解し、適切な工具を選択することで、加工効率を向上させ、品質を保証し、生産コストを削減することができます。シノベル・プレシジョン社やサンドビック・コロマント社などの企業が提供する工具ソリューションは、小型精密部品の加工をサポートします。将来、技術の絶え間ない進歩に伴い、精密小型部品の加工に、より高度な工具と加工技術が登場し、より多くの革新と発展をもたらすと信じています。