熱間鍛造のご紹介

熱間鍛造のご紹介 URL http://matsui-ss.com/ （2021年1月作成）

目次 •加工原理 ・・・・・・・・・・・・・p.2 •熱間鍛造の特徴 ・・・・・・・・・・p.3 •加工事例・・・・・・・・ ・・・・・p.5 •鍛造化の提案事例 ・・・・・・・・・p.6 •加工先選定のポイント・・・・・・・・p.7 1

加工原理 鍛造とは、金属に打撃、圧力 加圧 を加え変形させることにより目 的の形状に鍛えて造る加工方法 です。熱間鍛造では熱した金属 バリ をたたく事で素材は緻密で均一 金型 な組織となり、強度の高い製品 を作り出すことが可能です。発 生したバリはトリミングプレス トリミングプレス で除去します。 松井製作所では鳥取工場、 中国工場で熱間鍛造可能！ 切断材を炉で加熱します。 温度管理が重要です。 2

熱間鍛造の特徴（１） 【採用するメリット】 例１．部品一体化により部品接合部からのモレを無くせます！ （従来） （鍛造化） 切削加工により作製した 一部品に合体 二部品を接合 + 後工程で穴あけ時 内径穴 角部分のモレ心配なし！ ×工数が多い 〇工数削減 〇コストダウン ×接合部からのモレ 〇品質安定 〇強度UP 例２．鋳物で発生する鋳巣漏れがありません！ （従来） （鍛造化） 鋳造による製作 外から圧力をかけて作製 じわっとモレる 漏れない！ 水 水 ×内径穴に流体を流すと 〇表面からの漏れを防ぐ！ 表面からじわっと漏れる 例３．部品の強度を上げることができます！ （従来） （鍛造化） ×耐圧のために大きな 〇小型の部品で品質要求 部品を使用する必要が を満たせるようになる! ある。 3

熱間鍛造の特徴（２） 【他の加工方法との比較】 どの様な際に熱間鍛造加工を選んだら良いでしょうか？ ここでは、他の加工方法と熱間鍛造を比較してみます。 vs 切削加工 〇複雑形状が一気に作れて材料費・加工費削減！ ×金型が必要（20万円～） vs 鋳造 〇鋳巣漏れの心配なし！金型が安い！ ×鋳造ほどの複雑形状は苦手 vs 樹脂成型 〇強度が良い！金型が安い！ ×樹脂成型ほどの複雑形状は苦手 vs 冷間鍛造 〇複雑形状が作れる！金型が安い！ ×冷間鍛造の方が加工精度に優れる 熱間鍛造の大きな特徴として、「金型が必要だが比較的安 い」という点があります。大量生産品であれば金型代が高くて もメリットが出やすいですが、少量品だと金型代の回収だけで 何年もかかってしまうかもしれません。 会社によって特色は様々ですが、松井製作所の場合、年間数 量が数百～数万個と幅広いロットで生産できる体制となってい ます。また、切削加工などの後工程も一貫で社内加工が可能な 為、各加工方法の⾧所を活かしあった形でのご提案を心掛けて います。 4

加工事例 例１．代表的な鍛造加工事例として、後工程に切削加工を 行うことがあります。 鍛造前 鍛造後 切削加工（穴あけ） 例２．複雑形状の製作が可能です。 真鍮製継手 アルミ部品 ショットブラストで 表面をきれいにできます 例３．他工程と組み合わせて様々な製品に使用できます。 空調用バルブ、ガス配管、医療用マニホールドなど 鍛造+切削 鍛造+切削+組立 鍛造+切削 +銅管加工+ろう付け 5

鍛造化の提案事例 ■開発 排水栓に安全弁の機能を付け、高付加価値化したい。 鍛造で安全弁の機能を一体化し実現させた。 ■品質向上 アルミ鋳物の切削加工品にて鋳巣漏れがあった。漏れ検査 に多くの工数が掛かっていた。 熱間鍛造への工程変更を提案。鋳巣漏れの心配がなくなり 漏れ検査工程を無くすことができた。 ■コストダウン 丸材から削り出ししていたため、大掛かりな材料投入、切削 工数が必要となっていた。 鍛造化にすることにより、投入材料の軽減、加工時間の大幅 短縮化に成功した。 ■効率化 左右個々の切削品を組付けて寸法を出していたが、力のい る作業でかなり手間が掛かっていた。 熱間鍛造により切削品を一体化に変更。切削加工と組立の 各工数が減り、製品全体の生産リードタイムが短縮された。 6

加工先選定のポイント（１） 一言で熱間鍛造といっても、成型方式や生産ライン構造 によって様々な方法があります。代表的な方法を見ていき ましょう。 【成形方式】 金型の形やプレスの方法によって成形方式が異なります。 ①密閉鍛造 加圧 上型 下型 材料 〇バリ無く鍛造できるので、材料費削減が可能 ×金型への負荷が大きい ②半密閉鍛造 加圧 上型 下型 材料 バリ 〇材料を型内に充満でき、安定した品質で鍛造可能 ×バリの分が材料ロスとなる 7

加工先選定のポイント（２） ③閉塞鍛造 加圧（金型） 加圧（ピン） 上型 下型 ピン 材料 加圧（ピン） 〇バリ無く鍛造でき材料費削減が可能、また、形状自由度が高い ×金型代が高くなる 上記以外にも鍛造メーカーによって独自の成型方式があります。 以下の項目によって、どの方式が良いのかは変わってきます。 ・製品の大きさ ・製品の形状 ・生産ロットサイズ ・どこまでを鍛造で加工するか （精度が求められる箇所は後工程に切削加工するなど） 8

加工先選定のポイント（３） 【材料/製品の持ち手】 会社によっては、以下の作業をロボットが行っている場合が あります。 ・炉への材料投入 ・金型への材料設置 ・金型からの製品取出し ロボットを使用し自動化されているほど大量生産品に向いてい ます。ただし、少量多品種の場合は上記作業を人が行った方が 良いことがあります（ロボットのプログラミング調整などの段 取り作業に時間を要するため）。 【後工程の加工可否】 熱間鍛造のみで最終製品となる場合は少なく、切削加工などの 後工程加工を行うことも多いです。製品によっては、ろう付け、 組立、漏れ検査などを伴う場合もあります。 購買コスト削減やリードタイム短縮の観点から、後加工も一気 にできる会社を選ぶというのも一手です。 9