航空宇宙．電気自動車産業 S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工

🕜 加工効率 - 2倍高い | 📈 品質 - 適切に保守された | ⚙️ 切削チップのサイズ - 91%小さい
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  • 実際の効果
  • 用途と産業応用
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なぜS45C炭素鋼の加工が難しいのか？



S45C炭素鋼は、0.25%から0.60%の炭素を含む炭素鋼です。この種の鋼材は強度と延性のバランスが良く、建築材料としてだけでなく、エアコンプレッサー、蒸気タービンの羽根車、重機械の軸、クランクシャフト、機械工具の主軸、ローラー、工具などの擦り減りに強い表面を持つ部品としても多様な機械部品に使用されています。

通常、ガンドリルを用いた深穴加工の際には、産業用メーカーは専門のガンドリルシステムに投資する傾向があります。CTS（クーリング液供給圧）は加工プロセス中のスムーズなチップ除去を確保するために70-80bar以上である必要があり、これにより非常に高いエネルギー消費が発生する可能性があります。

 
 

☑️ S45C炭素鋼の加工情報

 
    S45C炭素鋼の加工情報
  材料   S45C炭素鋼
  特徴   Φ6.13 x 154mm (貫通)
  *アスペクト比 25倍
  加工   深穴加工  
  超音波ツールホルダ         HSKA63-GEN-10
  回転速度   4,000 ~ 5,000 rpm
  工具   Φ6.1 x 250mm ガンドリル       

 
HIT HSK-A63 超音波ツールホルダーがS45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工に使用されました
(図1. HIT HSK-A63 超音波ツールホルダーがS45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工に使用されました)



S45C炭素鋼のワークピースとHSK-A63 超音波ツールホルダーの深穴加工中の様子
(図2. S45C炭素鋼のワークピースとHSK-A63 超音波ツールホルダーの深穴加工中の様子)



 

S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工におけるHITの目標


目標は、作業品質を維持しつつ、加工効率を向上させ、ツール寿命の安定性も向上させることです。




 

超音波加工S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工の結果

 

S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工：加工効率

HIT 超音波を使用したS45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工の加工効率が2倍に向上しました
(図3. HIT 超音波を使用したS45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工の加工効率が2倍に向上しました)

 
  • HIT 超音波を使用すると、回転速度4,600rpmの条件下でツールサプライヤーが提案するフィードレートよりも2倍高速化できます。
  • また、高圧クーラントスルースピンドル（CTS）の圧力が40barであるだけで、元のフィードレートよりも2倍高速化できます。
  • 超音波なしの場合と比べて、全体の加工効率は2倍に向上しました。



 

S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工：品質

 
  • HIT 超音波により、切削力が削減されます。加工プロセス中、工具は断続的にワークピースと接触するため、切削熱の大幅な削減が可能となります。
  • 送り速度が工具サプライヤーが提案するものの2倍高速になった後も、穴壁の表面粗さ（Ra）は適切に維持されていました。



 

S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工：切屑の生成

S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工ワークピースにおける超音波有りと超音波無しの切屑除去プロセスの比較
(図4. S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工ワークピースにおける超音波有りと超音波無しの切屑除去プロセスの比較)

 
  • 超音波無しでは、40barのCTS下で長く、取り除きにくい切屑が蓄積されます。
  • HIT 超音波では、送り速度が40barのCTS下で2倍高速に向上しました。高速の微振動により、一定の量に達した時点で切屑が自然に破壊されます。



S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工における超音波有りと超音波無しの切屑のサイズと形状の比較
(図5. S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工における超音波有りと超音波無しの切屑のサイズと形状の比較)

 
  • 切屑は短くなり、超音波無しのものと比べて切屑のサイズは91%小さくなりました（平均70mmから6mmに）。



S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工におけるHIT 超音波での切屑のサイズは91%小さくなりました
(図6. S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工におけるHIT 超音波での切屑のサイズは91%小さくなりました)




 

HIT超音波加工技術の成果


🕜 加工効率 - 2倍高い
📈 品質 - 適切に保守された
⚙️ 切削チップのサイズ - 91%小さい

 

S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工：産業応用



S45C炭素鋼の（ガンドリル）深穴加工は、電気自動車産業、飼料業界、医療産業でよく用いられます。特にクランクシャフト、ディーゼルエンジンのインジェクションシステム、ペレットダイ、骨釘、骨スクリューなどに使用されます。


S45C炭素鋼は、0.25%から0.60%の炭素を含む鋼材です。このタイプの鋼は、強度と延性のバランスが良いです。S45C炭素鋼は、建築材料として理想的であるだけでなく、空気圧縮機、蒸気タービンのインペラ、重機のシャフト、ギア、クランクシャフト、機械工具のスピンドル、ローラー、工具などの耐摩耗表面部品を含む様々な機械部品にも使用されます。

通常、ガンドリルを使用した深穴加工プロセスにおいては、産業メーカーは専門のガンドリルシステムに投資する傾向があります。CTSは、加工過程でのスムーズなチップ除去を確保するために70-80bar以上である必要があり、これにより非常に高いエネルギー消費が発生する可能性があります。ガンドリル製品の応用には、医療産業の骨釘や骨スクリュー、飼料業界のペレットダイ、自動車産業のクランクシャフトやディーゼルエンジンのインジェクションシステムが含まれます。

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