BBDセッティングマスターとは?BBDφ170±0.01精度を実現するスプライン測定用基準器
奇数歯スプライン対応|温度変化・加工変形を抑えた高精度BBDマスター製作事例
製品仕様
・品名:BBDセッティングマスター(170)
・形状:φ220(ローレット加工)xφ175内径xT20
・仕上:▽▽▽(G)
・材質:SKS3
・表面処理:黒染め防錆
・熱処理:焼入れ焼き戻しサブゼロ処理HRC58~63
・購入品類:なし
・設計:渡辺精密工業株式会社
・個数:1
・当社製造番号:26-00723
このBBDセッティングマスターの課題
本製品は、
・BBD:170±0.01
・内径:φ175±0.01
という『大径かつ高精度』のマスターです。
一見すると±0.01は余裕があるように見えますが、
実際には非常に難易度の高い加工となります。
なぜ難しいのか?|温度変化の影響
線膨張係数が与える影響
SKS3(鋼材)の線膨張係数は
『約12×10⁻⁶/℃』です。
つまり、φ175というサイズでは
・1℃の変化で約2ミクロン以上変動
することになります。
±0.01(=20ミクロン幅)の中で考えると、
温度変化だけで精度の大半を消費してしまう計算です。
温度管理も加工の一部
そのため本製品では
・加工時の温度
・測定時の温度
・時間経過による変化
まで含めて『工程設計』が必要となります。
単純な加工精度だけでは成立しない領域です。
難易度を上げる要因② 歯面角度40度
BBDを構成する歯面は
・角度:40度
と比較的鋭角です。
このため
・少しの削り過ぎがBBD径に大きく影響します。
つまり『見た目以上にシビアな加工』が求められます。
難易度を上げる要因③ 奇数歯スプライン
今回の特徴のひとつが『奇数歯』です。
180度反対側に歯面が存在しない構造
偶数歯であれば
180度対向に同一歯面が存在します。
しかし奇数歯の場合
・完全な対向歯が存在しない
・よって、測定がやりにくい
という問題があります。
加工中の測定が難しい
その結果、
・加工途中での確認が難しい
・測定ポイントの取り方に工夫が必要
となり、加工難易度が一段上がります。
当社の対応|工程設計で精度を作る
本製品では以下のアプローチを採用しています。
複数工程による変形対策
・平面研削
・内面研削
・熱処理後の再仕上げ
を複数回組み合わせ、
『反り・歪みを段階的に除去』しています。
歯面はワイヤーカットで高精度加工
歯面については
・ワイヤーカット加工(WEDM)
を採用。
これにより
・高精度な形状再現
・複雑形状への対応
を実現しています。
まとめ|BBDマスターは“工程設計”がすべて
今回の事例の本質は、
『加工技術単体ではなく、工程設計で精度を作る』
という点にあります。
・温度変化を考慮
・変形を見越した工程
・測定困難形状への対応
これらを組み合わせて初めて、
『±0.01の大径マスター』が成立します。
このような課題に対応可能です
・大径で精度が出ない
・スプライン測定用マスターが必要
・奇数歯で測定が難しい
・温度影響でバラつく
このようなお困りごとに対し、
最適な設計・加工方法をご提案します。
FAQ(よくある質問)
Q1.BBDとは何ですか?
A1.Between Ball Diameterの略で、スプラインや歯形の測定における基準径のことです。
Q2.なぜ大径になると精度が難しくなるのですか?
A2.線膨張の影響が大きくなり、温度変化による寸法変動が無視できなくなるためです。
Q3.奇数歯スプラインの測定が難しい理由は?
A3.180度反対側に対向する歯が存在しないため、基準の取り方や測定方法が複雑になるためです。
Q4.ワイヤーカット加工のメリットは?
A4.複雑形状でも高精度に加工でき、歯形などの再現性が高い点です。
半面、放電加工のため面粗度や初期摩耗に気を付ける必要があります。
Q5.BBDセッティングマスターはオーダーメイド可能ですか?
A5.はい、サイズ・精度・用途に応じて最適設計・製作が可能です。
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大径BBDセッティングマスター(設計・製作)をはじめ、各種テーパー製品、測定具、原器、マスター、そしてさまざまな改造、技術的な相談、リモート相談、立会い希望、ゲージ・治具・試作品・設備部品・研究開発品の仕様検討など、
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<金型>
精密金型部品(プレス用、射出成型用など)
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ゲージ設計、測定治具設計、総型ゲージ設計、総合ゲージ設計、測定ゲージ設計、検査治具設計、機械加工治具設計 、省力化・自動化治具設計
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