大型・大物部品でコストダウンを実現する加工図面のポイント

産業機械や装置のベース、フレームなどの大型部品加工には「五面加工機」が使用されます。ワンチャッキングで一気に加工できるため、加工リードタイム短縮と高精度化に欠かせない設備です。皆様もご存知の通り、「段取り替え」をすると、加工に時間がかかるだけでなく、精度低下に影響することがあるため、五面加工機の最大の強みは、この段取り替えを最小限に抑えられる点にあります。

しかし、ちょっとした図面の書き方や基準の取り方の違いによって、途中で反転や掴み直しなど段取り替えが必要になり、結果的に加工コストが想定以上にかかってしまうケースも存在します。

そこで今回は、コストダウンを実現させるための「加工図面のポイント」について解説します。

コストダウンを実現する加工図面のポイント

お客様からいただいた図面通りに製作することがもちろん大前提ですが、その上で「機能・品質を担保した上でもう少し加工コストを削減できそう」と加工図面一つでコストダウンを実現できることもあります。

1 基準面を加工手順と一致させる

当たり前のことにはなりますが、設計図面において、平行度や直角度などの幾何公差を指示する際、「どこを基準にするか」は非常に重要です。

五面加工においてコストアップに繋がりやすいのが、ワンチャッキングで同時に削れない面同士に、厳しい幾何公差が設定されている図面です。

例えば、ワークの底面を基準とし、上面や側面に対して厳しい平行度や直角度がある場合、加工時に「底面を仕上げる工程」と「その他の面を仕上げる工程」で段取り替えが発生し、要求精度を出すための難易度と加工コストが跳ね上がります。

厳しい幾何公差が要求される「機能的に重要な面」は、可能な限り一度で同時に削れるように基準面を設定していただくのが重要です。ワンチャックで加工された面同士であれば、機械の送り精度がそのまま反映されるため、極めて高い直角度や平行度、ピッチ精度を安定して、かつ低コストで出すことができます。

2 「クランプしろ」や「引き込み用のタップ穴」を入れる

五面加工機での加工時に底面をテーブルにクランプしますが、この際にワークの側面にクランプ治具を当ててしまうと、刃物が干渉するため、側面加工を一度で終わらせることができません。

上記の対策として、「底面に引き込み用のタップ穴を設計段階で設けておく」ことが有効です。例えば、底面にM16やM20などのタップ穴を数カ所開けておき、加工機のテーブル側からボルトで引き込んで固定（裏引きクランプ）すれば、ワークの周囲に障害物がなくなります。これにより、刃物の干渉を気にすることなく加工できるようになり、リードタイムが大幅に短縮されます。

また、図面の下部にフランジやダミーの突起（加工後に切り落とす、またはそのまま残す）を意図的に設ける「クランプしろ」も、段取りを簡略化できるコストダウンの方法になります。

3 必要がなければ「全面加工」の指示を見直し、コストダウンを図る

機能上、必要ではない面まで機械加工の指示を入れていないでしょうか。大型部品において、削る面積の広さはそのまま加工時間に直結します。特に全面加工の指示は、前述の通り段取り替えが発生してしまう要因となります。

装置のフレームと接する底面などであっても、全面を削るのではなく、ボルトで締結する箇所周辺だけを「座ぐり加工」にする設計が有効です。それ以外の部分は「素材のまま」や「溶接のまま」として図面指示をすると加工面積が最小限になり、加工コストを削減できます。これはコストダウンだけでなく、削りすぎによる熱変位や歪みの発生リスクを抑えるという品質面でのメリットもあります。