精密金属プレス部品は、現代の産業システムの基本的なコアコンポーネントとして、自動車製造、新エネルギー、家庭用電化製品、医療機器、通信基地局、航空宇宙などの主要分野で広く使用されています。高精度、軽量化、インテリジェンス、高信頼性に向けて製造をアップグレードする世界的な傾向に伴い、下流の顧客はプレス部品に対する精度要件を継続的に高めており、従来の±0.1mmから±0.05mm、±0.02mm、さらにはそれ以上の基準へと段階的に厳しくなっています。一部の微小精密部品には、マイクロメートルレベルでの公差管理が必要な場合もあります。-
このような厳しい精度仕様の達成は、単に機器のアップグレードや最適化されたテスト方法の問題ではありません。その根本的な源は、スタンピングプロセス全体にわたる体系的な進歩にあります。材料の選択と前処理、金型の設計と製造、スタンピング プロセスのパラメータ制御から、成形機構の最適化、応力とひずみの制御、後処理仕上げ、オンライン品質閉ループ管理に至るまで、プロセスの各リンクにおける革新が集合的に精密金属スタンピング部品を推進し、精度の質的飛躍を達成しました。-
技術的進歩によってどのように精度が向上するかを議論する前に、まず、精密金属プレス部品における精度の意味を明確にする必要があります。業界では通常、精度を寸法精度、幾何学的精度、断面精度、一貫性精度の 4 つの主要なタイプに分類します。これらは合わせて、顧客によるプレス部品の中核的な受け入れ基準を構成し、プロセス最適化の中核目標でもあります。
寸法精度とは、プレス部品の実際の幾何学的寸法と、長さ、幅、穴の直径、厚さ、深さ、間隔などの重要なパラメータを含む理論上の設計値との間の偏差範囲を指します。通常のプレス部品の公差は±0.1mm以上が一般的ですが、精密プレス部品の公差は±0.05mm以内で安定して管理できます。高精度の医療および電子コネクタ製品は、±0.01mm～±0.005mm に達することもあります。-
幾何学的精度には、平面度、直角度、平行度、同軸度、真円度、真直度、位置精度が含まれます。
一致精度とは、量産条件下での個体間の寸法変動の範囲を指します。 100 万個の生産において、大規模な産業用途の価値を達成するには、寸法のばらつきを 0.03 mm 以内に制御する必要があります。-従来のスタンピングプロセスでは、これらの複数の精度要件を同時に満たすのが困難でした。最新の精密スタンピング プロセスは、チェーン全体にわたるブレークスルーと技術革新により、-材料、金型、成形、応力、検査-「品質の高い製造」から「高精度の製造」への飛躍を達成しました。-
材料はスタンピングの媒体であり、材料特性の均一性、安定性、成形性がスタンピング部品の精度の上限を直接決定します。これまで業界では通常の冷間圧延鋼帯が一般的に使用されていました。-これには、厚さの変動が大きく、金属組織が不均一で、内部応力が高く、スプリングバックの制御が難しいなどの問題があり、成形後に重大な寸法ドリフトが発生しました。近年、材料側プロセスの画期的な進歩により、ソースからの精度を向上させる基礎が築かれてきました。{3}}精密金属プレス部品の特殊鋼帯は、従来の圧延方法に代わって、高精度冷間圧延+連続焼鈍+仕上げおよびレベリング複合プロセスを採用しています。- 20- ロールのセンジミール圧延機での精密圧延により、鋼ストリップの厚さの公差が従来の ±0.05mm から ±0.005mm 以内に圧縮され、コイル全体と長さ全体にわたって均一な厚さが実現されます。オンラインレーザー厚さ測定閉ループ制御システムを使用してリアルタイムで圧延圧力を補正し、幅方向の厚さの差が0.003mm以下であることを保証し、材料の厚さの不均一による成形後の寸法の偏差を回避します。安定した材料厚さにより、ブランキングギャップ、曲げ半径、絞り深さなどのプロセスパラメータを正確に一致させることができ、材料の変動によって引き起こされる精度誤差を根本的に軽減します。
金属材料は圧延中に大きな内部応力を発生します。直接スタンピングを行うと、成形後に応力が解放され、スプリングバック、ねじれ、変形が発生し、寸法精度と位置精度が大幅に損なわれる可能性があります。新しい真空連続応力除去焼鈍-および等温球状化焼鈍プロセスで大きな進歩が達成されました。これらのプロセスにより、焼鈍温度、保持時間、冷却速度が精密に制御され、材料内の残留応力が除去され、降伏強度の変動範囲が±10MPa以下を確保します。また、金属組織も微細化され、その結果、粒度分布が均一になり、材料の可塑性と変形の一貫性が向上します。これにより、曲げ、伸ばし、フランジ加工などの複雑な成形プロセス中に均一な変形が可能になり、局所的な薄化、亀裂、位置ずれを防ぎます。ステンレス鋼、銅合金、アルミニウム合金、高張力鋼などのさまざまな材料に差別化された焼きなまし曲線が使用され、材料の硬度を均一にし、局所的な硬度の違いによって生じる成形の偏差を回避します。-
金型は「プレス産業の母」として知られており、精密金属プレス部品の精度の 90% 以上を決定します。従来の金型には、加工精度の低さ、剛性不足、クリアランスの不均一、摩耗しやすさ、補正機能の欠如などの欠点があり、高精度のスタンピングの要求を満たすことが困難でした。-近年、金型の設計、製造、組立、メンテナンスといった一連のプロセス全体におけるブレークスルーが、精度向上を支える最も重要な支えとなっています。金型部品の加工精度は、プレス部品の精度に直接影響します。従来のフライス盤や研削盤の加工精度はわずか 0.02mm～0.05mm であり、もはや高精度の要件を満たすことはできません。-当社は精密金属プレス部品の製造に超精密機械加工プロセスを採用しており、位置決め精度±0.001mm、再現性±0.0005mmを達成しています。{9}これにより、金型キャビティ、パンチ、ダイスの精密なフライス加工が可能となり、加工精度±0.003mmを実現しました。このプロセスは、複雑な微細構造、深いキャビティ、狭い溝の形成に適しており、切削応力を排除し、金型部品の寸法精度を確保します。また、主要な金型ガイドと位置決めコンポーネントに超精密研削を施し、0.001 mm 以下の真円度と円筒度を達成し、均一なパンチ-クリアランスを確保します。マイクロ パンチや不規則な形状の刃先の加工では、輪郭精度は ±0.001 mm で、電子コネクタや医療用マイクロ コンポーネントのスタンピング要件を満たしています。-。金型のパンチとダイの両側クリアランスは、材料の厚さの 5% ～ 8% 以内で正確に制御でき、クリアランスの均一性誤差は 0.002mm 以下です。プレス面は光沢がありバリも極めて少なく、寸法精度が大幅に向上します。
精密金属プレス部品の精度の向上は、基本的にプロセス科学による金属の塑性変形を支配する法則の深い理解によるものです。材料の均質化前処理や超精密金型の設計と製造から、精密ブランキング、サーボ成形、スプリングバック制御、統合複合プロセス、さらにはオンライン検出閉ループや仕上げの最適化に至るまで、それぞれの技術的ブレークスルーにより誤差の原因が排除され、変形傾向が制御され、寸法出力が安定化されます。-