メタファブリケーションには、設計要件に合った部品を作成するためのさまざまなプロセスが含まれます。多くの場合、この製造プロセスでは精度が基準となります。機械工は、部品やコンポーネントに欠陥がないことを望んでいます。
ただし、これを達成するのは困難です。最も正確な方法であっても、バリがよくあるなど、何らかの欠陥が発生するリスクが依然としてあるためです。したがって、機械工は、製造に精度と望ましい品質を組み込むために、他の表面仕上げプロセスの中でもとりわけバリ取りに従事する必要があることがよくあります。
この記事では、バリ取りについて詳しく説明し、バリの原因、部品のバリ取りが必要な理由、および理解する必要があるその他の複雑な詳細について説明します。早速始めましょう。
バリ取りとは？
バリとは、機械加工された金属部品の表面にある小さな欠陥、欠陥、または突起であり、滑らかな表面仕上げを妨げます。メーカーは、機械加工中に一連の切断プロセスを使用して、目的のコンポーネントを作成します。ただし、不完全な部分や望ましくない隆起が発生し、バリが発生する場合があります。
バリは鋭く、粗く、不均一に見える場合があり、部品の美観を損ない、場合によっては機械加工製品の機能や安全性を損ないます。したがって、機械加工された部品からこの不純物を除去し、バリ取りを行う必要があります。では、バリ取りとは一体何なのでしょうか？
バリ取りとは、単にこれらの欠陥、つまりバリを除去することを意味します。これには、金属表面または機械加工部分のバリ、鋭いエッジ、粗い部分、その他の欠陥を除去することを目的とした一連の作業が含まれます。したがって、バリ取りの結果、部品の外観、精度、安全性、一貫性、および全体的な品質が向上します。
金属加工におけるバリ取りの理由
バリ取りは、部品の安全性、品質、機能性の向上に役立つため、金属製造の重要な側面です。以下では、この後処理操作の利点について詳しく説明します。
美観と表面仕上げを強化
バリ取りによりパーツの全体的な外観が向上し、洗練されたプロフェッショナルな仕上がりになります。欠陥や加工欠陥を滑らかにし、製品の品質と美的魅力を向上させるのに役立ちます。バリ取りは、部品の美的魅力を高めるのに役立つため、カスタム部品の製造にとって非常に重要です。
安全上の理由
バリ、特に鋭利なバリは、製造業者、従業員、エンドユーザーに安全上のリスクをもたらします。製品の輸送、部品の組み立て、設置、使用中に部品にバリが存在すると、怪我をする危険性が高まります。
切削工具の磨耗を軽減
場合によっては、バリを発生させずに部品を機械加工することがほぼ避けられない場合があります。ただし、その後の機械加工中にこれらのバリが発生すると、工具の磨耗や破損のリスクが高まる可能性があります。バリがあると工具やワークとの相互作用が増大し、摩耗が促進されます。
精度と部品の機能性を高める
バリ取りは表面仕上げを改善し、部品の寸法精度と精度を向上させます。製造時のバリを除去しないと、エッジに残留物が蓄積し、製造上の欠陥が増える可能性があります。また、バリ取りはさまざまなコンポーネントの取り付けや組み立てを容易にし、パーツの機能を促進します。
CNC加工時のバリの原因は？
実際、CNC 加工は精密なプロセスです。ただし、バリなどの欠陥が発生する可能性は依然としてあります。これは、穴あけ、フライス加工、旋削、レーザー切断、ブランキング、せん断などのその他の切断技術を含むあらゆるプロセスによって発生する可能性があります。
機械加工部品にバリが発生する考えられる原因は次のとおりです。
工具の摩耗
機械加工ツールを継続的に使用すると、特にメンテナンスが不十分な場合、磨耗が増加し、ツールの効率が低下します。したがって、刃先の効果が低下し、バリが発生する可能性が高くなります。
材料特性
加工する材料の種類、特に厚さと品質もバリ形成のリスクに影響を与える可能性があります。高品質の材料は常に食品加工特性を備えており、仕上げや後処理の必要性が少なくなります。ただし、低品質の材料を使用すると、バリが発生するリスクが増加する可能性があります。
オペレーターのスキルレベル
オペレーターのスキルレベルが低いと、バリが発生する可能性が高くなります。加工効率を高めるために、熟練したオペレータはツールパス戦略などの必要なパラメータを理解しています。したがって、材料特性や加工プロセスに加えて、技術者も加工欠陥に関与します。
送り速度と切削速度
この機能はオペレーターのスキルレベルにも関係します。切削速度と送り速度の最適化が不十分だと、バリが発生するリスクが高まる可能性があります。高速で切断すると熱の蓄積が増加し、バリが発生する可能性が高くなります。
不十分な冷却と潤滑
加工中の冷却と潤滑が不十分だと、熱の蓄積や過熱が発生し、バリやその他の欠陥が発生するリスクが高まります。
バリの分類
形状と形成メカニズムに応じて、バリは分類できる特定の特徴を示します。以下では、バリの種類について説明します。
形状に基づく
バリはその形状に応じて、一般に 3 つのカテゴリに分類されます。
- 鋭いバリ: 名前が示すように、これらのバリは、尖った鋭利なエッジを持つ割れたガラスの形をしています。バリは除去しないと怪我をする可能性が高い種類です。それらは切断またはせん断中に形成されます。したがって、それらは部品の切断面の下側に現れます。
- フライングエッジバリ: ファイまたはスピルバリとも呼ばれます。フライングエッジバリは、通常、材料のエッジを越えて伸びる細長い突起として現れます。他のバリと同様に、部品の機能と精度が低下する可能性があります。
- スプラッシュバリ： これらのバリはダイカストでよく見られ、溶融金属が固体に変化する際に発生します。溶接の際にも発生し、不規則な形状になることもあります。
形成メカニズムに基づく
このバリの分類は、コンポーネントの製造中にバリがどのように形成されるかを説明するため、より一般的なアプローチです。以下では、この分類に基づいて 3 種類のバリを検討します。
- タンブリングバリ: これらのバリはツールパスの曲がりによって固まり、加工中に金属粒子のわずかな回転や転倒を引き起こします。ワークピースを加工するときに、一部の材料が残り、カッターと一緒に移動する可能性があり、金が刃の方向を向いています。
- ポアソン・バーズ: このバリの名前は、応力がかかる領域に垂直な拡張を指す「毒効果」という用語に由来しています。切削時などに材料に力が加わると、刃先が変形しバリが発生します。この変形は、刃先の入り口に形成されるバリとして現れます。
- ティアバリ: このバリは、材料が塑性変形する際に完全にせん断されず、引き裂くことによって形成されます。 CNC パンチングに共通しており、パンチ穴の輪郭に沿って鋭い刃先が残ります。
- ホットバリ: 熱バリとも呼ばれ、切断や研削によく使用されます。これらはスラグまたはスプラッシュと呼ばれることもあります。切断中に過度の熱が蓄積すると形成されます。また、溶接、プラズマ アーク、レーザー切断プロセスで制御されていない冷却が発生した場合にも発生する可能性があります。
- カットオフバリ: これらのバリは、特にフライス加工やソーイングなどの加工後に、切断された部品のエッジに発生します。切断バリとは、ワークの部品を切断する際に残るバリのことです。それらは、突起または滑らかでない窪みとして発生します。これは鋸切断や自動ねじ切り機の部品によく見られます。
バリ取りの種類
当社では、加工要件に応じてバリ取りを 4 つの主要なカテゴリに分類できます。
コースグレード
ヤスリ、フライス、歯車、切削、こてなどのバリ取り加工方法は粗グレードに属します。このバリ取り方法は、サンドペーパー、ヤスリ、研磨剤などの簡単なツールを使用して実行できます。この種のバリ取りは簡単で集中的な作業を必要としないため、費用対効果が高くなります。さらに、複雑な構造、特に穴のある構造には効果がありません。精密な仕様がほとんどまたはまったくない単純な製品に適しています。
一般グレード
この形式のバリ取りは洗練されたものではありませんが、コースグレードよりもワンランク上のものです。これには、サンドブラスト、振動、ローラーなどの機械プロセスが含まれます。バリ取り工程には、研削、ホイール研削、ベルト研削、研磨などが含まれます。
また、より細かいグレードよりも効果が低く、多くの場合、精度要件が低い部品に使用されます。ただし、さらなる表面仕上げの前に、初期のバリ取りとして使用できます。表面のバリ、特に大きなバリを除去して、部品の全体的な外観を向上させるのに適しています。
ファイングレード
ファイングレードに属するバリ取り工程は基本的に仕上げ加工とフラッシング加工です。これらには、電解加工、圧延製造、電解研磨研削などの技術が含まれます。
この形式のバリ取りは、高精度の金型バリ取りなど、高品質仕上げの部品に適しています。前の 2 つと比較して、精密標準産業に適した、より効果的なバリ取り方法です。
超精密級
このレベルのバリ取りに属するプロセスには、磁気ミリングバリ取り、電気バリ取り、電解化学バリ取り、摩擦流バリ取りなどがあります。この技術は、バリが隠れる場所や機械加工部品の複雑さに関係なく、完璧な表面仕上げを達成することを目的としています。
効率が高く、公差要件が厳しい部品に適しています。たとえば、電気化学プロセスでは、ワークピースを化学電源に接続するだけでコンポーネントのバリが除去されます。
欠陥のバリ取りの標準的な方法
機械加工部品のバリ取りや欠陥の除去にはさまざまな方法があります。以下は、OEM やエンジニアが使用する代表的なものの概要です。
手動バリ取り
名前が示すように、このバリ取りプロセスを実行するために機械や装置は使用されません。したがって、機械工がヤスリ、ナイフ、グラインダー、サンドペーパー、またはその他の適切な研磨ツールなどの鋭利なツールを使用する場合でも、小さなコンポーネントのバリ取りは非常に簡単です。これは機械加工部品を研磨する伝統的な方法で、部品を注意深く検査し、工具の鋭い先端を使用してバリを取り除きます。実用的で多用途ですが、ストレスと時間がかかります。ただし、大きなオブジェクトやボリュームを扱う場合、この技術はほとんど不可能です。
電気化学的バリ取り
このバリ取りプロセスは、他の方法では困難な領域のバリを除去する必要がある場合に使用します。通常、手の届きにくい領域にある小さな部品のバリ取りに使用されます。名前が示すように、このプロセスでは電気化学プロセスを使用して、そのような部分のバリを除去します。
このバリ取り方法では、塩化ナトリウムや亜硝酸ナトリウム溶液などの電解液と電流を使用し、回路に取り付けられたワークピースが陽極として機能します。溶液と電流によりバリが素早く除去されます。
ただし、ワークピースの溶解を防ぐために、部品の一部を断熱材で包む必要があります。このプロセスは高速かつ効率的で、複雑なコンポーネントに適しています。さらに、この技術を使用すると工具の摩耗がありません。
穴のバリ取り
前の方法と同様に、このバリ取りテクニックの名前は、それが何であるかを説明しています。穴のバリ取りによく使われる方法です。スピンドルに取り付けられたバネ式切削工具を使用します。機械工は、穴に貫通するように慎重に工具を配置し、バリを取り除きます。このプロセスは、部品に傷や損傷をほとんどまたはまったく与えずに、穴のバリを除去するための迅速かつ効率的かつコスト効率の高い方法です。
ブラッシング
ブラッシングは機械的なバリ取り方法です。機械加工された部品の表面を研磨材、つまりブラシでこすることが含まれます。動作原理は、バリ取りにサンドペーパーやその他の手動ツールを使用するのと似ています。ただし、手動の方法とは異なり、機械を使用してプロセスを迅速化および拡大し、効率を高めることができます。
ブラッシング以外の機械的なバリ取り方法には、研削と転造、研磨工具、フライス、感電器具などがあります。このプロセスは、複雑な部品や構造に特に有益です。
金属加工におけるバリを防ぐための製造上のヒント
バリは加工上の欠陥ですが、非常に一般的に発生します。金属加工中のバリを効果的に防止するには、戦略的な実践を組み合わせる必要があります。以下に、製造時のバリを最小限に抑えたり除去したりするのに役立つ製造のヒントの概要を示します。
切削液を使用する
機械加工や金属の切断中に適切な切削液や潤滑剤を塗布すると、バリが発生するリスクを軽減できます。潤滑剤は、カッターの刃とワーク間の摩擦力を軽減するのに役立ちます。
さらに、長時間の加工後は熱が蓄積し、バリが発生するケースの 1 つです。この場合、潤滑剤は冷却剤として機能し、温度の上昇を抑え、工具の摩耗、摩擦、バリの形成を防ぎます。したがって、部品を加工する際には、適切な切削液と潤滑剤を使用することが不可欠です。
回転ブラシを使用した表面仕上げ
多くの表面仕上げは金属加工のバリを除去するのに役立ちますが、製品のコーティングを変えたり、損傷したりすることもあります。したがって、表面仕上げには回転ブラシを使用することをお勧めします。ブラシは部品の表面特性とバリ取りを同時に効果的に改善します。さらに、コスト効率が高く、コンポーネントのコーティングが保持されるため、より高度な表面仕上げの必要性が軽減されます。
自動バリ取りを試してみる
手動および機械によるバリ取りは、金属加工品のバリを除去するのに実用的でコスト効率が高くなります。ただし、人間の介入に大きく依存するため、精度と一貫性を保証するのは困難です。さらに、製造時間が遅くなり、他の欠陥が発生する可能性が高まり、さらには部品の全体的な表面と品質が低下することさえあります。自動バリ取り機を使用すると、金属加工のバリをすべて取り除き、高精度で滑らかで一貫した仕上げを保証できます。
バリ取りと仕上げ
バリ取りを一般的な表面仕上げプロセスに組み込んでみてください。一部のメーカーは、表面仕上げ手順を分離することを選択しています。これによりリードタイムが長くなり、材料にストレスがかかります。ただし、バリ取りと仕上げを同時に行うことで、望ましい表面仕上げ、品質基準、洗練された外観を達成することができます。
Zintilon の専門金属加工サービス
機械加工中にバリやその他の欠陥を回避するのは困難ですが、専門の金属加工サービスと提携することは、これを達成するための賢明な行動です。 Zintilon では、機械加工、ダイカスト、ラピッド プロトタイピング、その他の関連技術に至るまで、業界標準の部品製造サービスを提供しています。
当社の施設は、お客様の製造がお客様の希望する仕様をすべて確実に維持することを適切に理解している専門の機械工とエンジニアで構成されています。部品にバリをなくしたい場合でも、より洗練された仕上げオプションが必要な場合でも、当社が最適です。
今日お問い合わせください！
結論
この記事では、バリ取りは部品の美観と表面特性を向上させるだけではないことを証明しました。また、コンポーネントの精度と機能を維持するためにも重要です。ただし、設計仕様に応じて、さまざまな方法とグレードがあります。プロジェクトを確実に成功させるために、要件に最も適したものを使用してください。
よくあるご質問
バリは金属部品の製造にどのような影響を与えますか?
バリは通常、精度や機能を含む金属部品の一般的な特性に影響を与えます。部品の磨耗のリスクが高まり、部品の組み立てが困難になり、安全上の懸念が生じます。
バリ取りとは何のためにあるのでしょうか？
バリ取りは、金属部品の製造における後処理ステップです。製造部品の欠陥やバリを取り除き、機械加工部品の全体的な表面特性を向上させるのに役立ちます。
金属部品に適したバリ取り方法を選択するにはどうすればよいですか?
製造時のバリ取り方法は、材料の種類と部品の形状によって異なります。ただし、重要な特徴は、設計仕様の要求に応じて望ましい仕上がりを実現することです。たとえば、微細および超精密のバリ取り方法は、航空宇宙産業のコンポーネントなど、極端な公差仕様が必要な部品に使用されます。
素晴らしい、一緒に
