なぜ熱処理で寸法が変わるのか
金属は加熱・冷却の過程で内部の結晶相と応力が再分布し、体積が膨張または収縮することがある。薄肉品、長尺品、形状が非対称なワークは特に変形しやすい。焼入れ後の残留応力は反りを引き起こすことが多く、焼戻しにより寸法がわずかに安定することもある。材料や熱処理方法によって変形の方向と大きさは大きく異なるため、理論値だけで推測せず、実際の工程で測定する必要がある。
一般的な寸法補償の方法
加工代の確保
熱処理前に各辺0.1~0.3mmの加工代を確保し、実際の仕様に応じて確認し、後工程の仕上げ加工で最終寸法に仕上げる。
粗加工と仕上げ加工の段階分け
先に粗加工で代を残し、熱処理後に仕上げ旋削または仕上げフライス加工を行うことで、変形と表面状態を同時に修正できる。
シミュレーションと試切削による検証
材料と熱処理条件に基づいて変形量を予測し、初品の試切削後に三次元測定で補正値をフィードバックする。
熱処理後の基準寸法の指定
図面に熱処理後の基準と公差を明示し、CNC工場が熱処理後の状態に合わせて補償できるようにする。
買い手が問い合わせ前に準備できること
材料の規格、熱処理の種類、工程順序(例:粗加工→浸炭焼入れ→仕上げ研削)を提供し、熱処理後の最終基準となる寸法を明示する。これらの情報により、CNC工場は見積もりと試作段階で補償戦略を組み込むことができる。公差が±0.02mm未満の特徴部品については、問い合わせ時に明記し、工場側が再位置決めや専用治具の必要性を評価できるようにすることを推奨する。
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