薄肉機械産業におけるステンレス鋼管の加工解析

機械加工業界では、薄肉ワークは剛性が低いため旋削加工中に振動や変形が発生しやすく、形状や位置の公差、寸法公差が保証できません。 解決策が不適切な場合、処理を続行できなくなる可能性もあります。

1. 処理の問題の発生

薄肉部品の加工は旋削加工において難しい問題です。 その理由は、薄肉部品は剛性が低く強度が弱く、加工時に非常に変形しやすいため、部品の形状や位置の誤差が大きくなり、部品の品質を確保することが難しいためです。

このため、薄肉部品のクランプ、旋削加工における切削工具の合理的な選択、および切削パラメータの選択には厳しい要件が課されています。

私たちが加工した薄肉ステンレス鋼管は、図1に示すように、ある製品のノズルの耐熱衝撃スリーブです。 このワークは大径薄肉ワークで、パイプ外径は292mm、材質はZ2CND17-12窒素管理ステンレス鋼、肉厚は4mm、ワーク全長は550mm以上です（締めしろあり）の場合、真円度は0.05mm、全体の面粗さは必要となります。 値 Rau003d6.3μm は、このワークピースの精度係数が非常に高いことを示します。

2. 加工技術の構築

(1) プロセスチャックを増設し、完成品長さ550mmを610mmに延長します。

(2) 加工段階を分割する：

①荒加工段階。 荒旋削と荒ボーリングはマージンを除去するために使用されます。 荒加工ではバック掴み量や送り量が大きくなる場合がありますが、仕上げ加工の場合、バック掴み量は0.2～0.5mm、送りは0.1～0.2mm/rが一般的ですが、切削速度は6～120m/min程度が一般的です。旋回を終えていますが、高すぎません。

②半加工段階。 主面の仕上げ準備を行い、一部の副面の加工を完了し、中仕上げ加工により必要な精度と取り代を確保してから仕上げます。 チューブをチャックに強くクランプしすぎると薄肉部品が変形し、部品の真円度誤差が発生します。 チャックにしっかりと固定されていないと、旋回中に部品が緩んで削れる可能性があります。 荒旋削時にはクランプし、仕上げ旋削時には緩めることで部品の変形を抑制します。 中仕上げ段階ではバックナイフの量が少なくなり、薄肉ステンレス鋼管の内部応力が解放され、仕上げの変形が軽減されます。