【2023年版】精密機械加工を扱う会社・業者18社一覧
精密機械加工についての概要、用途、原理などをご説明します。また、精密機械加工を提供する会社・業者18社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。精密機械加工関連企業の2023年1月注目ランキングは1位:株式会社中農製作所、2位:日鉄精密加工株式会社、3位:山本精密株式会社となっています。
精密機械加工と関連するカテゴリ
精密機械加工とは
精密機械加工とは特に定義があるわけではありませんが、一般的な工作機械で切断加工や穴あけ加工を行う以上の精度を持つ加工であると言えます。
素材を加工する場合に公差という言葉がありますが、この公差は加工する上でどうしても出てしまう誤差を指します。この公差で言うと大体数ミクロンから数十ミクロン程度の公差を持つ加工を精密機械加工と言っても差し支えないと思います。
精密機械加工は様々な金属素材に対して行われるわけではなく、セラミックスや樹脂なども加工対象となっており、現在の産業界においてなくてはならない技術となっています。
精密機械加工の使用用途
精密機械加工は精密機器などを作る際のパーツ作製のために使用されます。
精密機械加工の中でも特に厳しい公差を求められる産業にはロケットなどを作る航空宇宙産業があります。
ロケットや人工衛星や宇宙ステーションは複雑な機構を持っていますので、少しでも寸法が狂っていると全体の動作に影響を与えてしまう恐れがあります。
他にも精密な動作が必要となるロボットや医療用機器などを作る際にも精密機械加工は無くてはならない技術になります。
精密機械加工の原理
精密機械加工と言っても工作機械は一種類ではなく、素材を加工して様々な形状を作り出すために様々な種類の機械を使用します。
旋盤加工やフライス加工など古くからある工作機械も近年では非常に高い精度が得られるようになっていています。他にも比較的新しい技術としてはワイヤを放電させて素材を溶融させていくワイヤ放電加工機を使用してのワイヤー放電加工などは非常に複雑な形状を精密に作り出すことができます。
この精密機械加工はパーツのデザインから始まります。このデザインは3DCADにより行われますが、デザインされたパーツの形状は工作機械に読み込まれますので、人間が手動で加工するのではなく、機械がパーツの寸法通りに加工を行います。これはコンピュータ支援製造、CAMと呼ばれていますが現在は主流となっている製造方法です。
デザインと各種の工作機械とが連動していますので、デザインされた寸法に非常に近い、つまり精密な加工品が出来上がります。
機械加工が終わった後には表面処理などの仕上げを行う必要があります。加工後にはバリなどと呼ばれていますが、切断面のエッジ部分などに素材が薄皮のようになってくっ付いている場合がありますので、これらをしっかりと取り除いた後に研磨し、必要なら更に微調整が行われよりデザインされた寸法に近づきます。
精密機械加工の種類
機械加工には、「成形加工」、「除去加工」がありますが、成形加工の精度は除去加工に比べ低いため、精密機械加工とは高精度除去加工を指します。
除去加工にはいろいろな種類があり、「切削加工」、「研削加工」、「研磨加工」、「放電加工」、「切断加工」などがあります。
この中で精密加工が可能なものとして、切削加工、研削加工、放電加工が挙げられます。研磨は表面粗さを出すための加工という位置づけとしています。
1. 切削加工
切削加工の種類としては「フライス加工」、「旋盤加工」、「穴あけ加工」があります。
切削加工では刃物の選定、クーラントの選定、加工量、など条件を、かなり厳しく管理しなければ高精度な加工はできません。これは材料を削り取る際に、残留応力が残ったり、温度上昇があるためで、加工後の変形につながります。
2. 研削加工
研削加工では加工量が非常に小さいことと、クーラントを大量に使用するため、温度上昇が小さく、残留応力も少なくなり、高精度加工が容易に行えます。ただ、砥石で表面を撫でるように行うため、形状に制限があります。例えば、四角い穴の隅部は加工できない、などです。
3. 放電加工
放電加工の種類としては素材に電極と逆の形状の掘り込みをする「型彫り放電加⼯」、輪郭加工を行う「ワイヤ放電加⼯」、溶融し除去をしながら細穴を空ける「細穴放電加工」があり、それぞれの加工方式に適応した放電加工機が必要となります。
放電加工は細い電極に電気を流し、材料と電極の間で放電を起こし、材料を除去する加工で、電極が細ければ高精度加工が可能です。電極が細い場合、加工速度は非常に遅くなります。現在では継目の見えないほど精密に嵌めあいができる部品なども製作可能です。
放電加工は切削加工よりも繊細な加工が可能なのと硬い素材の加工も可能なのが特徴的です。また、素材を加工液に沈めて加工をするために熱が原因で発生する変異が起きにくくなり、複雑な形状をした素材や歪みが発生しやすい薄板の素材でも精密に加工することが可能です。
精密機械加工の精度
加工精度は単純に加工機の精度だけに依存するのではなく、材質、加工方法、固定方法、温度、など様々な条件によって変ってきます。
例えば、2つの穴を別の面に加工する場合、1つ目の穴を加工した後、材料の向きを変え、再度2つ目の穴を加工すると、2つの穴の距離は加工機の移動精度と材料固定の繰り返し精度の2つが加算されたものになります。
また、加工機によっては基準（面や穴など）を検出し、その基準からの相対距離で加工できるものもありますが、その場合も、基準検出の測定精度が加算されます。
このように、加工精度は工程が多くなればなるほど誤差が積算することになり、高精度加工をする場合には、なるべく加工工程が少なくなるように考慮します。例えば、ATC搭載のマシニングセンタを使用し、ワンチャックでほとんどの加工を行うなどです。
更に、工具の状態なども無視できないため、工具の取付長さ、外径、振れなどを測定し、補正をかけるなど様々な方法を用いて精度を上げています。
現在高精度加工と言えば数ミクロンの誤差が一般的ですが、物によってはサブミクロンの精度も可能になっています。
参考文献
https://maeda-mss.com/precision/
https://www.chienfu.com/ja/precision-machining/
https://www.weblio.jp/content/%E7%B2%BE%E5%AF%86%E5%8A%A0%E5%B7%A5
https://www.taiyoparts.co.jp/blog/3216/
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精密機械加工を提供する会社ランキング
*一部商社などの取扱い企業なども含みます2023年1月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社中農製作所 | 12.7% |
| 2 | 日鉄精密加工株式会社 | 7.9% |
| 3 | 山本精密株式会社 | 7.9% |
| 4 | 大和電機工業株式会社 | 7.9% |
| 5 | ダイヤ精機株式会社 | 7.3% |
| 6 | 株式会社須藤精密 | 6.7% |
| 7 | 株式会社出雲 | 6.1% |
| 8 | 株式会社前田精密製作所 | 6.1% |
| 9 | カネキタ株式会社 | 6.1% |
| 10 | 株式会社協和精工 | 5.5% |
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- 大和電機工業: 398人
- 協和精工: 185人
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設立年の新しい会社
- ミネベアプレシジョン: 2014年
- 山本精密: 1990年
- 土橋製作所: 1989年
歴史のある会社
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- 日鉄精密加工: 1945年
- 中農製作所: 1949年
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