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鋳造後のCNC後加工で達成できる公差はどのくらいですか?

目次
1. Standard Tolerance Ranges
2. Critical Influencing Factors
Material Behavior
Geometric Complexity
Equipment & Tooling
3. Industry-Specific Case Studies
Automotive Components
Electronics
4. Tolerance Optimization Strategies
Design Phase
Process Controls
Post-Machining Validation
5. Common Challenges & Solutions
Problem: Drilled Hole Oversize (±0.15mm)
Problem: Warped Surfaces After Machining

CNC後加工は鋳造部品の寸法精度を向上させます。達成可能な公差は、材料特性部品形状、およびプロセス管理に依存します。以下は、当社の CNC加工サービスの能力に基づいた詳細な仕様です。


1. 標準公差範囲

特徴タイプ

典型的な公差(mm)

高精度公差(mm)

線形寸法

±0.10

±0.05

穴径

±0.08

±0.03

平面度

0.15/100mm

0.05/100mm

位置公差

±0.15

±0.06

表面粗さ(Ra)

3.2 μm

0.8 μm

備考:

  • アルミニウム合金(例:A380): 低い切削抵抗により、厳密な公差を達成しやすい。

  • 亜鉛合金(例:Zamak 5): 高い熱膨張性により、ツールパスプログラムで補償が必要。

  • 銅合金(例:Brass 360): 柔らかい材料は、±0.05mmを維持するためにフィードレートを低減する必要がある場合がある。


2. 重要な影響要因

材料の挙動

  • 残留応力: 鋳造による応力は加工中に歪みを引き起こすことがあります。CNC加工の前に、応力除去焼鈍(例:アルミニウムの場合300°Cで焼鈍)を行うことをお勧めします。

  • 硬度のばらつき: A413アルミニウムのような合金では、二次硬化が発生することがあり、適応型工具の使用が必要となる場合があります。

形状の複雑さ

  • 薄肉(<2mm): 振動による不正確さのリスクがあり、治具なしでの公差は±0.15mmに緩和されます。

  • 深い空洞(5:1 L/D比以上): ツールのたわみが原因で、穴の位置精度が±0.12mmに制限されます。

設備とツール

  • 5軸CNCマシン: 複数平面機能で±0.03mmを実現。

  • カーバイドエンドミル: 100個以上の部品において±0.02mmの安定性を維持(HSSツールは±0.05mm)。


3. 業界別事例研究

自動車部品

  • エンジンブラケット: アルミニウムA360で、工程内CMM検証を使用して±0.07mmを実現。

  • トランスミッションハウジング: 面削り中に真空治具を使用して±0.10mmの平面度を保持。

電子機器

  • ヒートシンクフィン: 高速加工(15,000 RPM)で±0.04mmのフィン厚を維持。

  • コネクタハウジング: Zinc Zamak 3を使用し、カスタム治具を用いて±0.03mmのピンホール位置合わせを実現。


4. 公差最適化戦略

設計段階

  • 鋭い内角を避け、半径≥0.5mmを使用して工具の摩耗を削減。

  • 重要でない寸法をISO 2768-mK(±0.30mm)で指定し、コストを削減。

プロセス管理

  • 工具の摩耗監視をリアルタイムで実施し、±0.02mm以上の偏差を修正。

  • 銅C18200にはクライオジェニック冷却を使用し、熱膨張誤差を最小限に抑える。

後加工検証

  • 重要な機能に対してCMMを使用した100%検査。

  • 統計的プロセス管理(SPC)を使用してCpK ≥1.33を維持。


5. よくある課題とその解決策

問題:穴あけ穴が大きすぎる(±0.15mm)

解決策: 鋳造中に予備穴を加工し、その後リーマで仕上げます(±0.015mm)。

問題:加工後の変形した表面

解決策: CNC前に応力除去焼鈍を行い、低応力クランプを併用します。


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