CNC 旋削は、最も広く使用されている CNC 加工プロセスの 1 つであり、その精度と汎用性が製造業界で高く評価されています。これには、旋盤またはターニングセンターで回転するワークピースから材料を除去する固定切削工具が含まれます。このプロセスは主に、円形または軸対称の特徴を持つ部品を製造するために使用されます。切断操作の種類に応じて、円筒形、円錐形、ねじ切り、溝付き、または穴付きのコンポーネントや、特定の表面テクスチャを持つ部品を作成できます。
CNC 旋削が自分のプロジェクトに適しているかどうかを検討している業界にいる場合でも、単に製造技術に興味がある場合でも、あなたは正しい場所にいます。この記事では、CNC 旋削加工に関するすべての質問に答えます。
文字通り解釈すると、「CNC ターニング」は 2 つの部分に分けることができます。
CNC (Computer Numerical Control): これは、コンピュータ プログラムを使用して機械の動きや動作を正確に制御することを指します。
旋削: 機械加工における旋削とは、切削工具 (通常は一点切削工具) によって回転するワークピースから材料を除去するプロセスであり、この工具は静止した状態に保持されるか、所定の経路に沿って移動します。
このように、CNC 旋削では、コンピュータ制御による精密な操作と従来の旋削プロセスを組み合わせて、高い精度と再現性でワークピースを目的の形状に効率的に成形します。 CNC 旋盤と CNC ターニング センターは、業界でこれらの作業に使用される標準的な機械です。
CNC 旋盤は主に標準的な旋削加工用に設計された 2 軸機械で、円筒形または円錐形の部品の加工に重点を置いています。これらはセットアップが簡単でコストが低く、通常はマシンの周囲に保護用の筐体がありません。
対照的に、CNC ターニング センターは、ライブ ツーリングを備えた高度な多軸システムであり、旋削、フライス加工、穴あけ、タップ立てなどの複数の作業を 1 回のセットアップで実行できます。これにより、生産性が向上し、柔軟性が向上し、複雑な部品を製造できるようになります。ただし、これは初期投資の増加と運用の複雑さの増加を意味します。
CNC 旋削加工は複雑なプロセスですが、より良い結果を達成するために、プロセスを 3 つの主要なステップに簡略化し、各段階での重要な考慮事項に焦点を当てます。始めましょう!
最初のステップはパーツを設計することです。 AutoCAD や SolidWorks などの CAD ソフトウェアを使用すると、多くの場合、1 つまたは複数の 2D スケッチから始まるコンセプトを詳細なデジタル 3D モデルに変換できます。このモデルには、部品の寸法、形状、機能などの重要な詳細がすべて含まれます。
CAD ファイルの準備ができたら、CAM ソフトウェアにインポートします。この段階で、製造エンジニアは設計をレビューして、製造可能であることを確認します。次に、必要な加工操作を決定し、適切な工具を選択し、切削速度や深さなどの加工パラメータを設定します。最後に、これらの決定は G コードとして知られる一連の命令にコンパイルされ、CNC マシンがそれを理解して実行できます。
この段階では、回転速度と送り速度という 2 つのパラメータに留意する必要があります。回転速度 (多くの場合、切削速度と同じ意味で使用されます) は、回転するワークピースの表面が切削工具を通過する速度で、通常はメートル/分 (m/min) またはフィート/分 (ft/min) で測定されます。送り速度は、回転するワークピースに沿って切削工具が進む速度であり、部品が 1 回転する間に工具が移動する距離として定義されます。
これらのパラメータは工具寿命、加工時間、プロジェクト全体の品質に大きく影響するため、専門家が慎重に決定する必要があります。通常、材料を迅速に除去するために、最初の粗加工段階では、より低い回転速度とより高い送り速度を組み合わせて使用されます。仕上げ段階では、正確な公差の滑らかな表面と部品を実現するために、より高い回転速度とより低い送り速度が推奨されます。
次に、オペレータは主に次の手順に従って、CNC 旋盤を効果的に準備します。
材料の準備: パーツに使用する材料を選択し、旋盤のチャックにロードします。チャックは、旋削加工中に材料を保持して回転させる役割を担うクランプ装置です。工具の取り付け: 作業に必要な切削工具を機械のタレットに取り付けます。タレットは複数の工具を保持し、加工中に回転して工具を切り替えることができます。機械プログラミング: CNC コード (ステップ 1 で生成) を機械の制御システムに入力します。このプログラムは機械の操作をガイドします。
最後に、CNC マシンはワークピースを高速回転させて起動します。切削工具は CNC プログラムに従って、旋削、穴あけ、面取りなどの一連の操作を実行します。部品の複雑さや必要な公差などの要因により、部品にかかる加工サイクルの回数が決まります。各サイクルの時間を計算すると、コンポーネントに費やした最終時間を知るのに役立ちます。これは、コスト計算と生産計画に不可欠です。さらに、これにより機械加工プロセスが最適化され、生産効率が向上します。
通常、旋削サイクル時間は次のとおりです。
セットアップ時間: ワークピースのロード、工具の取り付け、CNC プログラムのセットアップなど、旋削加工を開始する前の準備。切削時間: ワークピースの回転速度の影響を受け、工具が材料を積極的に除去する時間工具交換時間: 旋削、穴あけ、フェーシングなどのさまざまな作業で切削工具を交換するのに必要です。アイドル時間:機械カット間の位置を調整したり、次のカット操作のために新しい開始点に移動したりするなど、機械加工は行っていません。
多様な製造ニーズに応えるため、現在では幅広い旋削加工に CNC 旋盤や旋盤などのさまざまな種類の旋盤工具が組み込まれています。これにより、円筒形や円錐形のコンポーネントなどの単純な軸対称部品の製造を超えて、多角形などの複雑な形状や特殊な曲線を持つ複雑な部品を含む加工が可能になります。以下に、より一般的なタイプの旋削加工をいくつか示します。
直線旋削では、ワークピースの外側から材料を除去して直径を指定の寸法に小さくします。多くの場合、これは機械加工プロセスの最初のステップであり、ワークピースを希望のサイズ近くまで迅速に縮小することに重点が置かれています。この操作は主に材料を迅速に除去することに関係しているため、この操作では最終的な寸法が最高の精度で得られない可能性があります。そのため、荒旋削と呼ばれることもあります。通常、直線旋削の後、表面を改善し、部品に必要な正確な寸法と公差を達成するために、追加の仕上げ作業が必要になります。
テーパー旋削は、部品の回転軸に平行ではなく、斜めに実行される加工操作です。ワークピースの長さに沿って徐々に切り込みの深さを減らし、円錐形を作成します。
フェーシングとは、ワークの端に平らな面を作る加工です。目標は、表面をワークピースの回転軸に対して垂直にすることです。フェーシング操作中、フェーシングツールは部品の回転軸を横切って垂直に送ります。このプロセスは、荒削りまたは最終パスカットとして実行できます。
穴あけ加工とは、ドリルビットと呼ばれる回転切削工具を使用して、ワークピースの中心に穴を開けることを指します。従来の旋削加工ではありませんが、ライブ ツーリング機能を備えた CNC ターニング センターに一般的に組み込まれています。より高度なターニング センターでは、中心軸に限定されず、ほぼあらゆる方向に穴を開けることができます。
ボーリングは、既存の穴を拡大したり、円筒の精度を向上させるために使用されます。これは一般に、穴あけだけでは必要なレベルの精度や表面仕上げが得られない用途で使用されます。
ねじ切り加工は、ワークピースの内面または外面に螺旋状の溝を切り、コンポーネントを固定するために使用されるねじ山を作成するプロセスです。これは、内部 (ねじ山などの穴の内部) または外部 (ボルトねじなどの外面) で行うことができます。この工程では、めねじ用のタップや、おねじ用のダイスなどの特殊な切削工具が使用されます。
ローレット加工は、ワークの表面に凹凸のあるパターンを作成するために使用されます。このパターンは通常、一連の直線、角度を付けた線、または交差した線で構成され、特殊なローレット加工ツールを使用して材料にプレスまたは圧延されます。ローレット加工の主な目的は、工具のハンドル、ノブ、留め具などの部品をよりよくグリップできるようにすることです。
溝入れ加工では、ワークピース上に特定の幅と深さの 1 つ以上の溝を作成します。通常、シールリング溝、キー溝、油溝などの加工に使用されます。ワークの内径、外径、端面などに加工できます。
母材からワークを切り出したり、長い材料を短いものに分割したりする工程です。この操作は通常、材料が完全に切断されるまで、ワークピースの周囲で放射状に実行されます。
ここまでで、CNC 旋削加工の重要な利点のいくつかを理解してきました。これらには、システムの自動化された性質による精度、さまざまなタイプの操作を実行できる能力による柔軟性、および結果の高速化が含まれます。さらに、金属、プラスチック、木材、ガラス、ワックスなどの幅広い材料との互換性により、CNC 旋削は自動車、電気、工業分野を含む (ただしこれらに限定されない) 多くの産業で広く応用できます。
しかし、これは CNC 旋削がすべての部品に適していることを意味するのでしょうか?確かにそうではありません。 CNC 旋削がプロジェクトにとって効果的な選択肢であるかどうかを判断するには、考慮する必要がある重要な要素がいくつかあります。
CNC 旋削は、シリンダー、コーン、ディスクなどの回転対称の部品に対して最も効率的です。複雑な機能や非回転機能を備えた部品の場合は、CNC フライス加工、3D プリンティング、射出成形などの代替製造方法が適している場合があります。
CNC 旋削は幅広い材料に適応できますが、各材料には旋削プロセスへの反応に大きく影響する特性があります。機械加工性、工具の摩耗、達成可能な仕上げ、機械加工応力下での挙動などの要素は、重要な考慮事項です。
アルミニウムを例に挙げると、強度、重量、加工の容易さの理想的なバランスにより、CNC 旋削に好まれています。対照的に、ステンレス鋼やチタンなどのより硬い材料は耐久性が向上しますが、加工硬化を回避して高品質の仕上げを確保するには、特殊な切削工具と加工パラメータが必要です。さらに、金属は機械加工して光沢を高めることができますが、プラスチックは溶けたり変形したりしないように特別な取り扱いが必要な場合があります。
したがって、CNC 旋削がお客様のニーズにとって最も効率的でコスト効率の高い製造方法であるかどうかを判断するには、製品の材料特性を徹底的に評価することが不可欠です。
CNC 旋削加工では、±0.02 mm (±0.0008 インチ) までの高精度と厳しい公差を実現できます。ただし、機械の設計とワークの処理能力の物理的制約により、CNC 旋盤にはサイズ制限があります。したがって、より厳しい公差が必要な部品や非常に大きい部品の場合は、代替の機械加工プロセスが必要になる場合があります。
小規模から中規模の生産量の場合、CNC 旋削は、高精度、迅速な反復機能、および高価な金型を必要とせずに複雑な形状を機械加工する機能を提供するため、経済的で効率的な選択肢となることがよくあります。大規模生産の場合、CNC 旋削は適用できますが、単位あたりのコスト (金型コストの償却や CNC 加工中の材料の無駄を含む) を考慮すると、射出成形やダイカストなどの他の製造方法の方が経済的である可能性があります。旋削加工）と生産効率を向上させます。
前述したように、旋削加工に使用される代表的な機械は旋盤とターニングセンタです。実際には、これらの機械は特定の製造ニーズと用途に基づいてさらに分類されます。ここでは、CNC 旋盤の主なタイプの概要を示します。
横型 CNC 旋盤は、代表的で最も広く使用されているタイプの CNC 旋盤です。これらの機械では、ワークピースは水平に取り付けられ、水平軸の周りを回転します。外側および内側の切断、ねじ切り、およびボーリング作業を実行できます。
横型旋盤と同様に、主な違いはワークピースの保持方法にあります。縦型 CNC 旋盤はワークピースを垂直方向に固定します。これは、横型旋盤に取り付けたり安定性を維持したりするのが難しい可能性がある重くて大きなワークピースを加工する場合に特に役立ちます。この構成は、スペースが限られている環境でも有利です。
横型ターニングセンタは、横型旋盤の高度なバージョンで、ドリリングやフライス加工などの追加機能が組み込まれています。このマルチタスク機能により、追加の加工ステップのために部品を別の機械に転送する必要がなく、部品の完全な加工が可能になります。さらに、水平方向の配置により、重力によって切りくずが切削領域から自然に引き離されるため、切りくずの除去が容易になり、加工プロセスの安定性と清浄度の両方が向上します。
立型ターニング センターは、立型 CNC 旋盤と CNC フライス盤の機能を組み合わせたもので、旋削、フライス加工、穴あけ作業を実行するための多用途性を提供します。回転チャックが地面に近い位置に配置される設計により、材料の重心が回転軸と一致するため、カンチレバー効果を回避できます。したがって、立形ターニングセンタは、大径で短くて重いワークピースの加工に最適です。
さらに、技術の進歩に伴い、より広範囲の製造ニーズや用途を満たすように設計された CNC マシンの他の特定のタイプやバリエーションも登場しています。注目すべき例の 1 つはスイス型 CNC 旋盤で、特に小型で複雑な部品の精密加工に適しています。
旋盤にはさまざまな種類がありますが、それらはすべて共通の重要なコンポーネントを共有しています。CNC 旋盤を効果的に操作し、メンテナンスを実行するには、これらのコンポーネントを理解することが重要です。これらの重要な要素を簡単に見てみましょう。
コントロール パネルは CNC 機械のユーザー インターフェイスであり、機械工や技術者はここで、機械の動きや操作を指示する G コードまたは CAM プログラムを入力します。
スピンドルは、ワークピースが回転するときにワークピースを所定の位置に保持します。スピンドルの出力と速度は、材料を除去できる速度を決定するため、機械加工プロセスにとって非常に重要です。
ほとんどの基本的な CNC 旋盤には 1 つのスピンドルが装備されており、大部分の旋削用途にはこれで十分です。ただし、より高度な CNC ターニング センターはデュアルまたはマルチスピンドル構成を備えている場合があり、より複雑で効率的な切削作業が可能になります。
主軸台は通常、(オペレータから見て) 機械の左側に位置し、旋盤の主軸駆動機構のハウジングとして機能します。
主軸は主軸台を貫通し、ワークやチャックなどのワーク保持装置を固定するために使用されます。駆動機構にはモーター、ギア、ベルト、またはプーリーが含まれており、これらが連携してモーターからスピンドルに動力を伝達し、スピンドルをさまざまな速度で回転させることができます。
主軸台の反対側に位置する心押し台は、加工中にワークピースの支持と安定性を提供するように設計されています。旋盤ベッドに沿って移動して、さまざまな長さのワークピースに対応でき、調整可能なクイルにセンターやドリルビットなどの工具を保持して、正確なセンター穴の穴あけなどのさまざまな作業を行うことができます。そのため、長尺ワークや重量ワークの加工精度を確保し、高品質な仕上がりを実現するのに非常に適しています。
チャックは、通常、主軸に取り付けられ、切断されるワークピースを掴む装置です。多くの場合、さまざまな種類やサイズのワークピースに対応できる交換可能なジョーが特徴です。 3 つのジョーが最も一般的ですが、一部のチャックには 4 つのジョーがあり、これは角棒を掴んだり、中心を外した回転を可能にしたりするのに役立ちます。
キャリッジは、機械のベッドに沿ってスライドする可動コンポーネントであり、切削工具を支持し、位置決めし、ワークピースに送り込む役割を果たします。キャリッジは、サドル、クロススライド、複合レスト、刃物台などのいくつかの部品で構成されています。
キャリッジに取り付けられたタレットは、さまざまな切削工具を保持します。回転してあらゆるツールを切断位置に素早く移動できるため、手動で変更する必要がありません。タレットには、静的 (切削操作中に工具が回転しない) やライブ (工具が回転し、穴あけやフライス加工などの操作が可能) など、さまざまなタイプがあります。CNC ターニング センターには、効率を高めるために単一のタレットまたは複数のタレットが搭載されている場合があります。そして加工の複雑さ。
ベッドは通常鋳鉄材料で作られ、主軸台、チャック、心押し台などの他のすべてのコンポーネントを支える旋盤のベースです。加工中の安定性と剛性を確保するように設計されています。
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旋盤切削工具は、手動、木工、CNC のいずれの旋盤機械にも取り付けられ、回転するワークピースの成形、切断、仕上げを行うための特殊な機器です。これらの工具は通常、旋盤の刃物台に固定されたシャンクと、ワークと直接噛み合う刃先で構成されています。さまざまな形状、サイズ、材質が用意されており、さまざまなツールパスと組み合わせることで、旋削、端面加工、ねじ切り、突切りなどのさまざまな作業を実行できます。
金属スプーンについて考えてください。ハンドルを軽く押すと、少し曲がりますが、手放すとすぐに戻ってきます。ただし、より強く押すと、スプーンが永続的な曲がり角になります。その時点で、あなたはスプーンの降伏強度を通り過ぎました。この記事では、降伏強度の意味、引張強度や弾性限界などの関連するアイデアとどのように比較されるか、そしてそれが現実の世界で重要な理由を探ります。また、降伏強度と一般的な材料の典型的な値に影響を与える要因についても見ていきます。 降伏強度とは 降伏強度は、材料が永続的に変形し始める応力レベルです。簡単に言えば、それは素材が跳ね返り（弾性挙動）を止め、完全に逆転しない方法で曲げまたは伸びを開始するポイントです。降伏強度の下で、力を除去すると、材料は元の形状に戻ります（その長さに戻るスプリングのように）。降伏強度を超えて、材料は永遠に変化します。 これをよりよく理解するために、ストレスと緊張という2つの重要な用語を分解しましょう。ストレスは、断面領域で割った材料、または単に材料内の力の強度に加えられる力です。あなたはそれを圧力と考えることができますが、ストレスは外部のプッシュではなく内部反応を説明します。ひずみとは、長さの変化を元の長さで割ったように計算される材料の変化の形状です。ひずみに対するストレスをプロットすると、aが取得されますストレス - ひずみ曲線これは、負荷が増加するにつれて材料がどのように動作するかを示しています。 ストレス - ひずみ曲線の初期の部分では、材料は弾力的に振る舞います。ストレスとひずみは比例し（フックの法則の下で直線）、荷重が除去されると材料は元の形状に戻ります。この領域の終わりは弾性限界です。降伏強度は、この移行を弾性の挙動からプラスチックの挙動に示し、可逆的な変形と不可逆的な変形の境界を定義します。 軟鋼のような多くの延性金属の場合、この移行は鋭いものではなく徐々にです。降伏強度を一貫して定義するために、エンジニアはしばしば0.2％のオフセット方法を使用します。それらは、曲線の弾性部分に平行なラインを描画しますが、0.2％のひずみによってシフトします。この線と交差する点は、曲線と交差する点が降伏強度としてとられます。これは、明確な降伏点が存在しない場合でも、降伏強度を測定するための実用的で標準化された方法を提供します。 降伏強度と引張強度 定義したように、降伏強度は、材料が永続的に変形し始めるストレスです。しばしば究極の引張強度（UTS）と呼ばれる引張強度は、材料が壊れる前に耐えることができる最大応力です。その点に達すると、材料は追加の負荷を運ぶことができなくなり、すぐに骨折が続きます。 どちらも材料がストレスにどのように反応するかを説明しますが、それらは異なる限界を表しています。降伏強度は永久変形の開始を示しますが、引張強度は限界点を示します。たとえば、スチールロッドを引っ張ると、最初に伸長します。降伏強度を通り過ぎると、永続的な伸びが必要です。張力強度に達するまで続けてください。そうすれば、ロッドは最終的にスナップします。 実用的な設計では、エンジニアは、コンポーネントが持続的な損傷をせずに機能的なままでなければならないため、降伏強度に重点を置いています。引張強度は依然として重要ですが、通常、使用中には決して発生しない故障条件を示します。 引張強度に加えて、降伏強度は、しばしば他の2つの概念と混同されます。 弾性制限：弾性制限は、荷重が除去されると、元の形状に完全に戻っている間に材料が取ることができる最大応力です。この制限以下では、すべての変形は弾力性があり、可逆的です。多くの場合、弾性限界は降伏強度に非常に近いため、2つは同じように扱われます。弾性制限は正確な物理的境界を示しますが、降伏強度は一貫して測定して安全な設計に使用できる標準化されたエンジニアリング値を提供します。 比例制限：この用語は、応力 - 伸縮曲線の線形部分に由来します。比例制限は、フックの法則に従って、ストレスと緊張が直接的な割合で増加するポイントです。通常、弾性制限と降伏強度の両方の前に発生します。この点を超えて、曲線は曲がり始めます。関係はもはや完全に線形ではありませんが、材料はまだ弾力性があります。 降伏強度に影響を与える要因 降伏強度は固定されたままではありません。いくつかの材料と環境要因に応じて変化する可能性があります。ここに最も一般的なものがあります： 材料組成（合金要素） 金属の構成は、その降伏強度に大きな影響を与えます。金属では、合金要素を追加すると、それらを強くすることができます。たとえば、炭素、マンガン、クロムなどの元素が添加されると、鋼は強度を獲得しますが、炭素が多い場合も脆弱になります。アルミニウム合金は、銅、マグネシウム、亜鉛などの元素から強度を得ます。これらの追加により、金属内に脱臼の動きをブロックする小さな障害物（プラスチック変形の原子レベルのキャリア）が生じ、降伏強度が高まります。簡単に言えば、金属の「レシピ」により、曲がりが難しくなり、簡単になります。そのため、ソーダ缶のアルミニウムは柔らかく柔軟であり、航空機の翼のアルミニウムは他の金属と混合しているため、降伏強度がはるかに高くなっています。 粒サイズ（微細構造） 一般に、穀物が小さいことはより高い強度を意味し、ホールとペッチの関係によって記述されている傾向です。その理由は、穀物の境界が転位運動の障壁として機能するため、より細かい粒子はより多くの障害物を生み出し、金属をより強くすることです。冶金学者は、制御された固化または熱機械処理を通じて穀物のサイズを改良します。たとえば、多くの高強度の鋼と超合金は非常に細かい穀物で設計されており、非常に大きな穀物を持つ金属がより簡単に収量する傾向があります。 熱処理 金属の加熱と冷却の方法は、その構造を変えることができ、したがってその降伏強度を変えることができます。アニーリング（遅い加熱と冷却）金属を柔らかくし、降伏強度を低下させ、内部応力を緩和することにより延性を引き出します。消光（水または油の急速な冷却）は、構造を硬くてストレスのある状態にロックし、降伏強度を大幅に増加させますが、金属を脆くします。バランスを回復するために、クエンチングの後に続くことがよくあります気性、タフネスを改善する中程度の再加熱ステップ。 適切な熱処理を選択することにより、メーカーはアプリケーションに応じて金属をより硬く、または柔らかくすることができます。たとえば、スプリングスチールは高降伏強度を達成するために処理されるため、変形せずに曲げることができますが、スチールワイヤーは最初にアニールされ、簡単な形をしてから後で強化します。 製造プロセス（コールドワーク） 材料が機械的にどのように処理されるかは、降伏強度を変えることもできます。コールドワーク（コールドローリングやコールドドローイングなど、室温で金属を変形させる）は、作業硬化と呼ばれるメカニズムを介して降伏強度を高めます。金属を卑劣に変形させると、その結晶構造に転位と絡み合いを導入します。これが、コールドロールスチールが通常、ホットロールされた（作業中ではない）状態で同じスチールよりも高い降伏強度を持っている理由です。 温度と環境 経験則として、ほとんどの金属は高温で降伏強度を失います。熱は金属を柔らかくするので、力を少なくして変形させることができます。非常に低い温度では、一部の材料はより脆くなります。粗末に変形する能力は減少するため、降伏応力は技術的な意味で増加する可能性がありますが、収量よりも骨折する可能性が高くなります。 腐食や放射線などの環境要因も材料を分解する可能性があります。腐食はピットを作成したり、断面積を減らしたりし、収量する前に構造が処理できる荷重を効果的に削減します。たとえば、錆びた鋼鉄の梁は、腐食されていない荷物よりも低い負荷の下で生成される可能性があります。これは、その有効厚さが減少し、錆からマイクロクラックがストレスを集中させる可能性があるためです。 異なる材料の降伏強度 ストレス - ひずみ曲線は、異なる材料が荷重にどのように反応するかを比較する簡単な方法を提供します。上の図では、4つの典型的な動作を見ることができます。応力が増加するにつれてそれぞれが異なって反応し、その降伏強度はそれらの違いを反映します。 脆性材料：ガラスやセラミックなどの脆性材料は、塑性変形がほとんどありません。彼らは突然骨折するまでほぼ直線に従います。彼らの降伏強度は、彼らが実際に「収量」していないからです。 強いが延性材料ではない：高強度鋼などの一部の材料は、高いストレスに耐えることができますが、延性が限られていることを示します。彼らは高降伏強度を持っています。つまり、永続的な変形によく抵抗しますが、壊れる前にあまり伸びません。 延性材料：軟鋼やアルミニウム合金などの金属は延性があります。それらは特定の応力レベルで屈し、その後、壊れる前に著しい塑性変形を受けます。彼らの降伏強度は、究極の引張強度よりも低く、エンジニアに設計するための安全な「バッファーゾーン」を提供します。 プラスチック材料（ソフトポリマー）：ソフトプラスチックとポリマーの降伏強度は比較的低いです。それらは小さなストレスの下で簡単に変形し、明確な降伏点を示さない場合があります。代わりに、それらは骨折への鋭い移行を示すことなく着実に伸びています。 これらの一般的な行動は、実際の降伏強度値を見るとより明確になります。以下の表には、一般的なエンジニアリング材料と比較のための典型的な降伏強度が示されています。 材料降伏強度（MPA）鋼鉄〜448ステンレス鋼〜520銅〜70真鍮〜200+アルミニウム合金〜414鋳鉄〜130典型的な降伏強度値 現実世界で降伏強度が重要な理由 降伏強度は、荷重の下に形状を保持するために材料が必要なときはいつでも重要です。ここにそれが重要な役割を果たすいくつかの領域があります： 建設とインフラストラクチャ 建物や橋では、高降伏強度のために鋼鉄の梁やその他の金属部品が選択されているため、車両、風、さらには地震からの重い荷物を曲げたり、垂れ下げたりすることなく運ぶことができます。通常の使用中にビームが生成された場合、構造の安全性は危険にさらされます。そのため、エンジニアは常にストレスを降伏点をはるかに下回るマージンで設計します。 自動車の安全 現代の車は、衝突中に制御された方法で生成するように設計されたクランプルゾーンを使用します。衝撃力がフロントパネルまたはリアパネルの降伏強度を超えると、これらの領域は、完全な力を乗客に渡すのではなく、永久変形を通してエネルギーをしゃがみ、吸収します。同時に、キャビンは、居住者を保護したままにして、降伏に抵抗する高強度の材料で補強されます。 航空宇宙と輸送 航空機の着陸装置は、永久に曲がることなくタッチダウンの衝撃に耐える必要があります。胴体と翼は、材料が十分な降伏強度を欠いている場合に損傷を引き起こす繰り返しの加圧サイクルと空力的な力に直面します。強度と低重量のバランスをとるために、エンジニアはしばしばアルミニウムやチタンなどの高度な合金に目を向けます。同じ原則は、レールや船体の列車に適用されます。船体は、激しい使用の下で硬直し、永続的な曲がり角やへこみに抵抗する必要があります。 毎日の製品 レンチやドライバーなどの高品質のツールは、高利回りの強さの鋼で作られているため、通常の使用で曲がらないようにしますが、ストレスが降伏強度を超えると、より安価なツールはしばしば恒久的な曲がりを伸ばします。同じアイデアがシンプルなコートハンガーで見ることができます。軽い荷重が戻ってきますが、重い荷物や鋭い曲がりは降伏点を超えて押し進め、形状の永続的な変化を残します。降伏強度は、自転車フレームのような大きなアイテムの設計も導きます。これは、ライダーの重量を運ぶ必要があり、形を屈することなくバンプを吸収する必要があります。 Chiggoを使用して作業します 正確な降伏強度値を日常的なアプリケーションに要求する軽量航空宇宙コンポーネントを設計する場合でも、Chiggoはそれを実現するための専門知識と製造機能を提供します。私たちのチームはAdvancedを組み合わせていますCNC加工、3Dプリント、および深い材料の知識を備えた射出成形を使用して、あなたの部品が意図したとおりに正確に機能することを保証します。今すぐCADファイルをアップロードして、すぐに見積もりを取得してください！
私たちは日常生活の中で、さまざまな物体に面取りやフィレットのデザインを目にすることがあります。たとえば、家庭用電化製品、家具、子供のおもちゃには、傷や怪我を防ぐためにエッジに面取りやフィレットが施されているのが一般的です。同様に、私たちが使用する家庭用電化製品にも、視覚的な魅力と触感を向上させるために面取りやフィレットが頻繁に組み込まれています。どちらのプロセスも、安全性、美観、機能性などの理由から、製品のエッジを修正するために製造現場で広く使用されています。
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