産業用冷却システム向けステンレス鋼製熱交換器エンドプレートの精密CNC加工

顧客のエンジニアリングチームは、異なる冷却能力に対応するために設計された複数のエンドプレートサイズを網羅した詳細な図面を提供した。

各構成要素に必要なもの：

• ガスケット取り付け用の精密加工されたシール面。
• フランジ組立用の、正確な位置に配置された複数のボルト穴。
• チューブ束の配置に合わせて、位置精度に優れたチューブ穴を設ける。
• シール面全体にわたって、厳密な平面度管理を実現。
• 産業環境における長期運転に適した高い耐腐食性。
• 製造ロットごとに、寸法検査報告書を作成する。

従来の構造用プレートとは異なり、これらのエンドプレートは精密なシーリング部品として機能しました。平面度や穴の位置にわずかなずれがあるだけでも、組み立ての困難、漏れ、または設置後の応力分布の不均一につながる可能性がありました。

顧客はまた、将来的に年間数千台を超える生産量に対応できるよう、加工プロセスが十分に安定していることを要求した。

生産開始に先立ち、盛濤金属のエンジニアリング部門は、顧客の技術チームと共に製造性設計（DFM）レビューを実施した。

当初の設計はすべての機能要件を満たしていたものの、いくつかの加工上の改善点が提案された。

材料除去時の残留応力蓄積を低減するため、加工手順を再編成した。基準点を最適化し、すべての重要な寸法が共通の位置決めシステムから得られるようにすることで、複数の加工工程間の整合性を向上させた。

エンジニアリングチームはまた、大型のステンレス鋼板を支えつつ、締め付け力による変形を最小限に抑えることができる専用治具を開発した。

CAMシミュレーションは、切削経路の評価、工具の係合の最適化、および不要な機械動作の削減を目的として、生産前に実施された。

これらの準備により、最初の試作品が機械加工に入る前に、安定した生産体制が確保された。

CNC加工プロセス

製造は、精密加工のためにわずかに大きめに加工されたレーザーカットされたステンレス鋼のブランク材から始まった。

機械加工プロセスは複数の工程から構成されていた。

• 正面フライス加工により、主要な基準面を確立する。
• 外形形状の精密輪郭加工。
• ボルト穴パターンのCNC加工による穴あけ。
• 管穴のボーリングを完了する。
• 面取りとエッジ仕上げ。
• ガスケットシール部分の最終表面加工。

エンドプレートの中には直径が700mmを超えるものもあったため、加工中の寸法安定性を維持するには、切削力を慎重に制御する必要があった。

内部応力の解放を最小限に抑えるため、材料除去は左右対称にバランスよく行われた。

仕上げ加工では、加工痕を低減しつつ、非常に均一なシール面を得るために、大径の正面フライスが使用された。

専用治具によって加工領域全体にわたってプレートが均一に支持され、重切削加工中の歪みが防止された。