ワイヤーカット窓: 壁が面に対して直角でないのはなぜですか?

ワイヤーカットウィンドウが付いたオープンブラケットプレートは、プロセスの問題というよりは図面の問題のように見えますが、プロセスが問題の場所です。ジョブ 260414004 は、リンケージおよび構造ブラケット部品のメーカーから 2024 年 10 月に到着しました。その前のサプライヤーは、ベンチ上で正確に測定されたプレートを納入していましたが、機械には不合格でした。嵌め合い部品は、タップなしではワイヤーカット窓を通過できなかったり、ガタガタするほど緩く取り付けられたり、窓の壁が地面に対して直角ではなかったために部品が曲がって入り、プレートは熱処理でわずかにねじれていたため、平らになるのではなくブラケット上で揺れました。

写真のプレートは、その後の注文による製造部品です。長さ約 240 mm、幅 60 ～ 70 mm、厚さ 10 ～ 12 mm の 1Cr17Ni2 マルテンサイト ステンレス プレートで、大きな不規則なワイヤー カット窓があり、フライス加工された段と丸いボスを備えた外形、2 つの精密リーマ穴、両面がサテン仕上げに表面研削され、部品全体が焼き入れおよび焼き戻しされて形状が保持されます。ロードします。これらの機能はどれもそれ自体は簡単です。プレートが難しいのは、ウィンドウがシーケンスの早い段階でカットされ、後半で終了するため、その後のすべての操作を通過することです。

このプレートには何の関係があるのでしょうか？

ジョブは 4 つあり、最後のジョブを中心に順序を計画する必要があります。

窓は嵌合部品の位置を特定します。部品は開口部を通過するか開口部に収まるため、窓のサイズ、厚さ方向の真直度、地面に対する直角度がすべて同時に重要になります。窓のサイズは正しいが、面に対して直角ではない場合、パーツは曲がって入り込み、1 つの角でバインドされます。

2 つのリーマ穴にはピンが入ります。リンクの直径と位置によってリンケージの位置が決まります。リンケージはウィンドウとピンの間で機能するため、その位置はプレートの輪郭ではなくウィンドウに対して測定されます。

顔はデータです。このプレート上のすべてのものは接地面から測定されるため、穴が開けられる前に面を確立する必要があり、穴が開けられた後に面が動いてはなりません。

硬化したコアがプレートの剛性を保ちます。焼き入れと焼き戻しは、使用中に 240 mm プレートが曲がるのを防ぎ、嵌合部品を数千サイクル繰り返した後でも窓の端が変形するのを防ぎます。

なぜ、切る、焼く、研ぐという順番で結果が決まるのでしょうか？

素材が柔らかいうちに窓をカットします

最高硬度でのマルテンサイト系ステンレスのワイヤー切断は時間がかかり、材料が硬ければ硬いほど、切断はパス全体にわたって完璧なワイヤーに依存します。 240 mm のプレートでは切断が長時間続き、硬化した窓の中央でワイヤーが切れると、再切断できない表面に痕跡が残ります。

実際的な答えは、材料がまだ柔らかい状態にある間にウィンドウを切断することです。この場合、切断が速く、ワイヤにかかる負荷が少なく、硬い材料の切断に伴うリスクを伴うことなく、ゆっくりとした仕上げパスを実行できます。正当な理由があって行われたこの決定は、残りの問題を引き起こす原因でもあります。つまり、ウィンドウの形状が熱処理を通過することになります。

熱処理によりプレートが移動し、ウィンドウもそれに伴い移動します

焼き入れと焼き戻しは熱サイクルであり、その中で薄板は歪みを生じます。歪みは、大きな動きとしてではなく、小さなねじれと平面度の変化として現れますが、240 mm プレートでは小さなねじれでも面を平面から外し、基準となるはずの窓と面の関係を変えるのに十分です。

周囲のマテリアルが拘束されているため、ウィンドウ自体は適切なサイズを維持します。変化するのは周囲の基準ブラケットであり、これはまさに顧客が測定するものです。

後で面を研削することでデータムが復元されます

熱処理後の両面の表面研削は、プレートを平らに戻し、部品の残りの部分に信頼できる基準を与える作業です。また、研削によって両側から材料が除去され、プレートが軟加工された部分よりも薄くなるため、仕上げカットが行われた部分を変更する作業でもあります。

ここで、窓と顔とを調和させる必要があります。窓の壁は研削の影響を受けませんが、面は新しい表面であるため、面に対する直角度は影響を受けます。窓が面に対して垂直にカットされたプレートをその後研磨して除去すると、壁自体が真っ直ぐになり、顧客が測定した面に対して垂直ではなくなる可能性があります。

これを現場で制御する方法は、仕上げ作業の順序です。つまり、外側の輪郭と窓を粗くして柔らかい状態で切断し、プレートを熱処理し、面を研削し、面が最終的に仕上げられた後、最後に正確でなければならない穴をリーミングします。穴が開けられた後は、プレートの形状を変更するような行為は一切許可されません。

接地面とワイヤーカットの壁が接するフェザーエッジ

地面とワイヤーカット壁の交差点は、この部分で最もデリケートな場所です。ワイヤーカットの出口のエッジには細かいバリが残り、後でフェースを研磨すると、そのエッジが折り畳まれて、開口部にわずかに垂れ下がる羽状になることがあります。

大きな症状を伴う小さな欠陥です。フェザー エッジは壁に沿った窓のサイズを変更しないため、開口部の中央で取得した測定値は正確であり、有効開口部が部品が入る面で正確に縮小されているため、嵌合部品は依然として進入時に引っかかります。これが、窓のサイズが適切であるのに部品が入らないという苦情の背後にある故障モードです。

完成したパーツに現れる 2 つの小さな決断

ワイヤー開始穴の位置

ワイヤーの切断はどこかから開始する必要があります。つまり、ワイヤーを通し、スラッグを切断するためにプレートに穴を開ける必要があります。開始穴は切断前に作成されるため、その位置は偶然ではなく決定事項であり、よくある間違いは、パーツにとって無害な場所ではなく、切断に都合の良い場所に配置することです。

このプレートでは、開始穴は 2 つの機能的な穴、ボス、および部品を保持する面から遠ざけられているため、穴が残す証拠は何も配置されていない表面上にあります。また、このサイズの窓ではかなりの材料片であるスラッグが、ワイヤーが終了するときに開口部の切り込みやくさびに落ちることができずに自由に落ちるように配置する必要もあります。

ナメクジのサポート方法

窓が大きいのでナメクジは重くて問題ありません。サポートされていないままにしておくと、カットが完了に近づくにつれてずれて、ワイヤーをつまんで断線する可能性があります。また、仕上げパスの途中で切れたワイヤーは表面上の跡となり、測定し、しばしば再加工する必要があります。

答えは、計画されたタブです。つまり、作業が完了するまでナメクジを保持する切り口に残された小さな土地であり、その後、意図的に切り開かれ、ナメクジが手で取り除かれます。別の方法として、ナメクジを落とすと、小さなウィンドウでは機能し、大きなウィンドウでは機能しなくなります。

プレートはどのように段階的に作られたのでしょうか？

ステップ 1 - 外側のプロファイルを荒らし、ストックを残す

プレートは 1Cr17Ni2 ストックから荒加工されており、外側のプロファイルは近くにカットされていますが仕上げられておらず、面とプロファイルにストックが残されています。面のストックは、熱処理後に行われる研削のために存在します。

ステップ 2 - ウィンドウをカットし、柔らかい状態でプロファイルをフライス加工します。

窓は材料がフリーカットされている間にワイヤーカットされ、荒加工パスと仕上げパスを使用して壁がまっすぐで滑らかになるようにします。また、材料がまだ柔らかいうちに、外形、段差、ボスが同じ段階でフライス加工されます。この状態で作業すると、カットを正確かつ迅速に行うことができ、シーケンスの後半でウィンドウを再チェックする必要があるのはこのためです。

ステップ 3 - 図面の硬度まで焼き入れおよび焼き戻しを行う

プレートは完全な焼入れと焼き戻しのサイクルを経て、図面に必要な強度と耐摩耗性が与えられます。このサイクルはプレートが受ける最大の応力イベントでもあり、それによって生じる歪みは防止されるのではなく、次のステップで処理されます。

ステップ 4 - バランスの取れたパスで両面を表面研削します。

熱処理後に両面をバランスよく研磨することで、プレートが均一な厚さでねじれのない平坦な状態に仕上がります。 2 つの面は設定された厚さに研磨され、その後のすべてのデータの基準となります。

ステップ 5 - 接地面から 2 つの穴をリーマー加工します。

2 つの穴は面が最終的に完成した後にリーマ加工されるため、焼き入れや研削によって穴が移動することはありません。リンクはその関係に依存するため、プレートの輪郭ではなくウィンドウを基準にして配置されます。

ステップ 6 - 窓の壁が新しい面に対して直角であることを確認します

この段階で、プレートを地面に置いた状態で窓を再度測定します。そのため、面に対する壁の直角度は、切断面ではなく、顧客が使用する表面に対してチェックされます。

ステップ 7 - 壁を丸めずにワイヤーの切断端のバリを取る

ワイヤーカットエッジは制御されたパスでバリ取りされ、壁を丸めたり開口部を変更したりすることなくバリとフェザーエッジを取り除きます。これは意図的に窓の最後の作業であり、壁の中央ではなく正面の開口部を確認しながら手作業で行われます。

ステップ 8 - 平面度、厚さ、窓、穴を一緒に検査します。

最終検査では、地面の平坦度と厚さ、窓のサイズとプレートの真直度、面に対する壁の直角度、窓に対する 2 つのリーマ穴の位置、壁と面が接する端の状態が検査されます。地面に対して窓をチェックせずに窓をチェックすることは、この記事で説明されている種類の失敗全体を見逃してしまう測定です。

900 ピースの実行で測定されたもの

26 日間で 900 枚のプレートが出荷されました。顧客は、嵌合部分が結合することなく正しく動き、ピンが穴の中で自由に動き、プレートがブラケット上に平らに収まったと報告しました。

弊社独自の試行で発見した不具合

私たちのトライアルプレートはウィンドウチェックには合格しましたが、それでもフィッティングには失敗しました。問題はエッジの仕上げ方法にありました。

壁の中央の開口部を測定したとき、すべての試用プレートは窓の公差の内側で測定されました。顧客が嵌合部品を取り付けたとき、一部のプレートが入口面でタップを付けて部品を取り出しました。拒否されたプレートの 1 つを切断すると、その理由がわかりました。バリ取りパスにより、ワイヤの切断端から端面の開口部に細かい羽根が転がり、研削によって同じ端が少しさらに折り畳まれ、それに寄与していました。測定した箇所の開口部は正しく、部品が入る箇所のサイズは小さかったです。

本番環境では 3 つの変更が加えられました。バリ取りパスは、エッジを転がさずにバリを除去する制御されたカットに変更され、オペレータは壁の中央ではなく両面の開口部をチェックします。窓のバリ取り後に研磨が行われないように順序が厳しくなり、エッジが折れる二度目の機会がなくなりました。また、フィット テストではサイズ チェックでは検出できないものを検出できるため、各バッチの最初の製品には、バッチがリリースされる前に嵌合部品が取り付けられるようになりました。

試作から本番までの間に、入口面の不満はなくなり、サイズチェックやフィットテストでも不一致はなくなりました。

硬質プレートに精密窓を作製する 3 つの方法を比較

最初の 2 行は、明確に述べておく価値のある 1 つのルールを共有しています。それは、ワイヤーの切断によって残される内側の角は決して鋭くならないということです。これはワイヤ直径のおよそ半分に火花ギャップを加えたものであり、誰が認めるか認めないかにかかわらず、鋭い内部コーナーを必要とする図面が半径で作成されます。図面上で半径に名前を付け、それに一致するように嵌合部品を解放することで、組立時に許容範囲内が拒否されるのを防ぐことができます。

よくある質問

ワイヤーカットされた窓がプレート面に対して直角から外れてしまうのはなぜですか?

通常、ウィンドウは材料がまだ柔らかいうちに早めにカットされ、その後熱処理による歪みを修正するために面が研磨されるためです。切断された壁自体は真っ直ぐですが、正方形である面は研磨によって置き換えられているため、切断面から推測するのではなく、プレートを研磨面に置いた状態で関係を再確認する必要があります。

ワイヤーカットウィンドウを硬化後にカットすることはできますか?

はい、小さな窓や薄いプレートに最適です。トレードマークは時間とリスクです。最高硬度でのマルテンサイトステンレスの切断は時間がかかり、パスの長さに対してワイヤにはより多くの負荷がかかり、切断の途中で切れると再切断できない痕跡が表面に残ります。窓が大きく壁が真っ直ぐでなければならない場合は、柔らかい状態で切断し、その後仕上げる方が安全な方法です。

ワイヤーカット窓の最小内側コーナーはどれくらいですか?

これはワイヤの直径とスパークギャップによって設定されるため、ワイヤカットでは鋭い内部コーナーを作成することはできず、小さな半径のみが作成されます。図面で許容される半径と嵌合部品の逃げを一緒に記載する必要があります。これは、鋭いコーナーを持つ部品は、窓が公差内であっても、平面ではなくコーナーの半径に接触し、しまりばめのように感じられるためです。

壁を丸めずにワイヤーの切断端のバリを取るにはどうすればよいでしょうか?

制御されたパスにより、壁に切り込むことなくバリやフェザーエッジを除去し、壁の中央ではなく面の開口部を確認します。回避すべき欠陥は、羽根が入口面の開口部に巻き込まれることです。これは、嵌合部品が入る正確な場所の有効開口部が減少する一方で、壁に沿って窓が公差内に残るためです。

絵に何を載せるか

6 行により、ワイヤーカットウィンドウが初めて機能するパーツに変わります。

1. 一部のセクションではなく、厚さ全体に適用される公差を使用してウィンドウ サイズを指定します。
2. 名前を付けた地面の面に壁の直角度を与え、その面をデータムとして名前を付けます。
3. 窓の内側コーナーの半径を記載し、それに一致する嵌合部分のレリーフを記載します。
4. リンケージが使用する関係であるため、輪郭ではなく窓を基準としたリーマ穴の位置を記述します。
5. 熱処理後に面を研削し、窓をそのままに厚みを出した状態。
6. 壁と面が接するエッジの状態を述べ、たとえ穴が公差内で測定されたとしても、ロールエッジは受け入れられないことを明確にします。

ワイヤーカットウィンドウは、熱処理と研削作業を挟んで、ある作業で作成され、別の作業で仕上げられるフィーチャーであり、部品全体は、発見されるのではなく、計画されるその順序に依存します。注文を正しくすれば、残りは通常の作業です。プレートをまっすぐに貫通する窓、顧客が測定した面に直角な壁、そして最初に嵌合する部品です。