アルミニウム精密部品のスイス製機械加工
当社では、シチズン、ツガミ、野村製作所製のスイス型スライドヘッドストック加工機を用いて、シャフト、ピン、ハウジング、接点、継手などの複雑なアルミニウム部品を製造しています。加工可能な棒材の直径はØ0.5mmからØ32mmまで、公差は±0.005mmです。IATF 16949およびAS9100Dの認証を取得しています。
スイス型機械加工機が実際に行っていること
In 従来型のCNC旋盤加工加工対象物がチャックからはみ出すため、長さが直径に対して大きくなるにつれて、たわみや振動が蓄積され、公差が悪化します。 スイス式加工 この問題を完全に解消します。
棒材は精密ガイドブッシングを通して送られ、切削工具からわずか数ミリメートル以内の精度で材料が支持されます。その結果、部品の長さや細さに関わらず、非常に高い剛性が得られます。加工性に優れているものの、切削屑の制御と送り速度の管理が重要なアルミニウムの場合、この加工法は、従来の旋削加工では小径加工において実現できない、均一な表面仕上げと寸法再現性を実現します。
ガイドブッシングがすべてを変える
カットポイントでのサポート
ガイドブッシングは、工具から1～2mm以内の範囲で棒材を囲みます。突き出しはありません。モーメントアームもありません。たわみは発生源で排除されます。
軸方向スライド、チャック回転ではない
主軸台が切削工具に合わせてバーを前方にスライドさせる。これにより、テーパー、段差、溝といった複雑な縦方向の形状を、一度の連続加工で実現できる。
完成部品用のライブツーリング
クロスドリル加工、平面フライス加工、ねじ切り加工、多角形旋削加工は同一サイクルで行われます。二次セットアップが不要なため、再固定誤差の蓄積もありません。
バックワーク用サブスピンドル
シチズンAシリーズは、分割された部品をサブスピンドルで受け止め、手作業を一切必要とせずに後端を仕上げます。1回の機械サイクルで完全な部品が得られます。
アルミニウム加工とスイス型機械加工が相性抜群な理由
アルミニウムは、スイス型旋盤加工において最も好ましい材料の一つです。密度が低いため、高速回転時の遠心力が軽減されます。また、熱伝導率が高いため、切削熱を素早く放散します。さらに、比較的短い切りくずはきれいに分断されるため、ガイドブッシュの穴径品質を維持するために切りくずクリアランスが必要なスイス型旋盤にとって非常に重要です。
スイスにおける物質的利益
- 振動のない高速スピンドル回転（最大10,000 RPM以上）—アルミニウムの軽量性がこれを可能にする
- 6061、7075、および快削合金において優れた切りくず破断性能を発揮し、ガイドブッシュに切りくずが巻き付くことはありません。
- 研磨なしで優れた表面仕上げを実現 ― 加工後Ra ≤ 0.4 μm
- サイクルタイムが短縮されます。アルミニウムはステンレス鋼の3～5倍の速度で切断できるため、部品あたりのコストが削減されます。
- 陽極酸化処理との適合性 — スイス製機械加工面は、表面テクスチャが均一であるため、均一に陽極酸化処理されます。
- 寸法安定性 ― アルミニウムは切削抵抗が低いため、厳しい公差でも加工物のたわみが少なくなります。
スイス式旋盤加工を従来型旋盤加工よりも選ぶべき時
部品の長さ対直径比が3:1を超える場合、または中心からずれた形状（クロスホール、平面、六角形など）が直径32mm未満の場合、スイス型旋盤加工は、振れ止め付きCNC旋盤加工や2工程方式よりも、単位あたりのコストを抑えつつ、ほぼ常に優れた品質を実現します。
当社が一般的に加工するアルミニウムの種類
スイスの機械加工条件下において、すべてのアルミニウム合金が同じ挙動を示すわけではありません。以下に、当社で最も頻繁に加工するグレードと、実務上重要な特性を示します。
成績基準
6061-T6
優れた被削性スイス型切削加工機に最適な、汎用性の高い構造用アルミニウムです。優れた切削抵抗性と耐食性を備えています。航空宇宙用ブラケット、構造用ピン、汎用精密部品など、幅広い用途におすすめです。タイプIIおよびタイプIIIの硬質アルマイト処理において、均一な陽極酸化処理が可能です。
7075-T6
良好な切削性航空宇宙グレード。6061の約2倍の強度を持ち、重量は40%増加しています。加工性は良好ですが、切削屑が長くなります。当社のスイス製切削機の冷却システムは、7075の切削屑管理に最適化されています。高応力ピン、アクチュエータ部品、航空機用ハードウェアへの使用に推奨されます。
2024-T3/T4
良好な切削性航空機用アルミニウムの原点。優れた疲労耐性により、動荷重を受ける構造部品に最適です。6061よりも耐食性は劣るため、通常は陽極酸化処理またはクラッド処理が施されます。このグレードについては、標準仕様として調質状態と試験証明書を確認いたします。
5052-H32
良好な切削性表面処理なしで優れた耐塩水腐食性を発揮します。船舶用ハードウェア、流体接触部品、および後続の溶接を必要とするアセンブリに使用されます。6061よりもやや粘着性のある切り屑が発生するため、送り速度を調整する必要があります。
当社が毎日加工しているアルミニウム部品の種類
下記の部品は、当社のスイス拠点で製造している代表的なタイプです。形状と寸法範囲はあくまで目安です。図面をお持ちいただければ、具体的な製造方法をご案内いたします。
精密シャフト＆スピンドル
旋削加工された直径、アンダーカット、ねじ山、キー溝を備えた多段式外径シャフト。ガイドブッシュにより、L/D > 4 の場合、チャック旋削加工されたシャフトでは達成できない真直度公差が維持されます。
- 直径の測り方Ø1～32mm
- 長さ1サイクルあたり最大300mm
- 公差外径±0.005 mm、真直度±0.003 mm
- 仕上げRa ≤ 0.8 μm 標準
コネクタピンと接点
バネ式ポゴピン、圧入式コンタクト、およびアルミニウム製の電気コネクタ本体（重量が制約となる場合）。信頼性の高い接触性能を実現するサブミクロンレベルの表面仕上げ。
- 直径の測り方Ø0.5～8mm
- 公差±0.003 – 0.005 mm
- 仕上げRa ≤ 0.4 μm + 陽極酸化またはめっき
- 出来高1回の走行で10K～500K以上
バルブおよび継手本体
内径の品質とねじ山の健全性が機能性を左右する、小型アルミニウム製バルブ本体、流体継手、マニホールドインサート。流体接触用途向けに電解研磨仕上げもご用意しています。
- 直径の測り方Ø6 – 32 mm 本体
- ボア仕上げRa ≤ 0.4 μm ホーニング加工済み
- スレッドM3～M24、NPT、BSP
- 学年6061、7075
センサーおよびアクチュエータハウジング
内径、外形、および取り付けねじを備えた薄肉円筒形ハウジング。航空宇宙および自動車用センサー本体は、耐摩耗性を高めるために硬質アルマイト処理を施した6061または7075アルミニウム合金製。
- 壁の厚さわずか0.3mmの薄さ
- 仕上げハードアルマイトタイプIII
- 公差±0.005 mm 外径/内径
- 認定IATF 16949、AS9100D
航空宇宙構造用ファスナー
7075-T6または2024-T4製の精密ボルト、ショルダーねじ、スペーサー、せん断ピン。AS9100D規格に準拠した生産体制で、初回品検査、材料認証、ロットごとのトレーサビリティを徹底しています。
- スタンダードAS9100D、完全FAIR
- 材料証明書各ロットに製粉所証明書が付属
- スレッドUNC、UNF、メートル法細目
- 仕上げ陽極酸化処理、クロメート処理、無処理
医療機器コンポーネント
軽量アルミニウム製部品は、手持ち式手術器具、診断機器、内視鏡機器などに使用されます。表面仕上げと寸法精度は検証可能で、すべての部品は文書化された管理計画に基づいて検査されます。
- クリーンルームパッケージもご用意しております
- 仕上げ硬質陽極酸化処理、不動態化処理
- 検査仕様書に基づく100%またはAQL
- トレーサビリティ完全なロット追跡
スイス製アルミニウム部品を提供する業界
当社は、産業、科学、および高信頼性が求められる用途に特化して事業を展開しています。このリストに掲載されているすべてのお客様は、過酷な環境下でも常に確実に動作する部品を必要としています。
航空宇宙・防衛
7075および2024アルミニウム製の構造部品、ファスナー、ブラケット、センサーマウント。AS9100D認証取得済み。初回品検査、ロット追跡、材料認証に関する完全な基準を満たしています。
自動車
IATF 16949に準拠したセンサーハウジング、コネクタ接点、EV充電コンポーネント、およびエンジンルーム内ハードウェアの製造。SPC、PPAP、および管理計画に関する文書が利用可能です。
半導体装置
ウェハー搬送、ガス供給、プロセス装置用の軽量アルミニウム部品。工場出荷基準に準拠した精密加工、バリ取り、パッケージング済み。
医療機器
アルミニウム製の医療機器部品、内視鏡部品、診断機器ハードウェアなど、寸法精度と同様に軽量化が重要な製品。CoC（適合証明書）付きの全ロット検査を実施。
産業用ロボット
ロボットの関節軸、エンドエフェクタ部品、および剛性対重量比が設計を決定する直線運動ハードウェア。複雑な形状の6061および7075合金。
業務用電子機器
カメラ本体、光学機器部品、およびプロ仕様のAV機器（RED Cinemaカメラシステム用に加工された部品を含む）を、硬質アルマイト処理されたアルミニウムで製造。
寸法公差 ― 当社の機械が実現するもの
これらは、当社のスイス型旋盤が実際の生産現場で保持する公差であり、理想的な実験室条件下での公差ではありません。以下の数値はすべて、実際の生産現場でミツトヨ社製CMM（三次元測定機）の測定結果に基づいて検証されています。特定の形状については、より厳しい公差を実現することも可能です。それについては、DFM（製造性設計）レビューの際にご説明いたします。
| 機能 | スタンダード | 達成可能な |
|---|---|---|
| 外径／旋削径 | ±0.005 mm | ±0.002 mm |
| 内径／穴径 | ±0.005 mm | ±0.003 mm |
| 着丈／肩幅 | ±0.01 mm | ±0.005 mm |
| ねじピッチ径 | 6g / 6Hクラス | 4g / 4Hクラス |
| 真直度 | 0.005 / 100ミリメートル | 0.003 / 100ミリメートル |
| 真円度/円筒度 | ２０ mm | ２０ mm |
| 真の位置（ライブツール） | ±0.01 mm | ±0.005 mm |
| 表面仕上げ（加工後） | Ra≦0.8μm | Ra≦0.4μm |
ミツトヨ製三次元測定機。ISO 10012規格に準拠したトレーサブルな校正を実施しています。初回製品報告書はすべてこのシステムで作成されます。
6061および7075合金の場合、超硬工具と適切な切削条件を備えたCITIZEN Aシリーズ工作機械で日常的に達成されています。
流体シールや精密な嵌合が必要な穴面向けに、専用機5台で加工後の研磨ホーニング加工を行います。
毎週社内で報告しているKPIです。39台以上のスイス型機械を保有しているため、あるプログラムで作業がタイトになっても、次の納品が遅れることはありません。
スイス製機械加工アルミニウムの仕上げオプション
表面処理は、材料の選択と部品の機能が交わる重要な工程です。当社は認定パートナーネットワークを通じて仕上げ工程を調整し、すべての工程は機械加工工程と同じロット追跡システムで管理されます。お客様には、完成した部品に関する一連の書類がまとめて提供されます。
タイプII陽極酸化処理（硫酸処理）
5～25μmの酸化皮膜を形成します。耐食性を向上させ、染色も可能です。加工寸法に大きな影響はありません。陽極酸化処理前の寸法は、外径に公称値+0.010mmで指定してください。
厚さ：5～25μm・硬度：約250HV・各種カラーあり
タイプIIIハードアルマイト
厚さ25～50μmの緻密な酸化膜。耐摩耗性と電気絶縁性を備えた表面に適しています。基材金属内部に約50%、外部に約50%成長するため、陽極酸化処理後の公差を厳しくするには、陽極酸化処理前に機械加工による余裕が必要です。
厚さ：25～50μm・硬度：約400～600HV
化学皮膜処理（アロジン処理／クロメート処理）
MIL-DTL-5541 タイプIまたはタイプII。寸法変化がほぼゼロ（0.5μm未満）。電気伝導性と耐腐食性を備え、航空宇宙機のシャーシおよび構造用ハードウェアの標準規格に適合。
寸法変化：0.5μm未満・導電性
無電解ニッケル（EN）メッキ
形状に関わらず均一なコーティングが可能で、エッジ部分の堆積もありません。硬度と耐摩耗性が向上します。アルミニウム本来の特性が摩擦環境において不十分な場合に使用されます。
標準的な厚さ：10～25μm 硬度：500～700HV（熱処理後）
ビーズブラスト + 陽極酸化処理
陽極酸化処理前の均一なマットな質感。工具痕を除去し、均一な外観を実現します。計器盤、筐体、カメラ部品などに一般的に使用されます。
爆発後表面粗さRa～1.6～3.2μm・均一な光散乱
研磨ホーニング（内径仕上げ）
シール面の品質や精密なベアリング嵌合が求められる内径加工には、当社の5台の研磨ホーニングマシンが最適です。これらのマシンは、Ra≦0.2μmの穴面仕上げと、0.001mm以内の真円度を実現します。
Ra ≤ 0.2 μm · 真円度 ≤ 0.001 mm
仕上げを考慮した設計：図面に明記すべき事項
表面仕上げは最終寸法に影響を与え、場合によっては大きな影響を及ぼします。ここでは、DFMレビューの際にエンジニアに提供する、手戻りを防ぐためのガイダンスをご紹介します。
陽極酸化処理許容値
タイプII陽極酸化処理は外側にのみ進行します。外径に0.005～0.015mmを加算し、内径から減算して、コーティング後の最終寸法に合わせます。タイプIII（硬質陽極酸化処理）は内側に50%、外側に50%進行します。外径に0.015～0.030mmを加算し、内径から減算します。図面には必ず「陽極酸化処理後の寸法」または「陽極酸化処理前の寸法」を明記してください。
仕上げとのグレード互換性
6061は最も均一に陽極酸化処理され、最も透明で一貫性のある色合いが得られます。7075は自然な色や濃い色の陽極酸化処理に適していますが、合金成分の影響で明るい色の染料ではムラが生じる場合があります。2024は陽極酸化処理が不均一なため、通常はクロメート化成処理の方が適しています。これらの問題はDFM（設計製造性）段階で指摘し、お客様の図面に基づいて性能の低い仕上げ方法を選択しないようにしています。
仕上げ工程中のねじ山保護
6Hクラスよりもきついねじ山は、陽極酸化処理前にマスキングする必要があります。酸化層によってねじ山の嵌合性能が低下するためです。当社では、重要なねじ山を標準的にマスキングしていますが、どの部分をマスキングする必要があるかは、最初の製品レビュー時に確認いたします。穴の塞ぎやねじ山のねじ切りは、仕上げ加工の見積もりに含まれています。
推奨されるコールアウト形式: 「MIL-A-8625 タイプ III、クラス 1 に準拠した硬質アルマイト処理、厚さ 0.025～0.050 mm。アルマイト処理前に最終寸法に機械加工。マスクねじ M8×1.25-6H。」これにより、仕上げ加工を行うパートナー企業は、必要な情報を正確に把握でき、解釈の必要はありません。
スイス製アルミニウム部品の検証方法
アルミニウム製スイス型旋盤加工部品の検査手順は、DFM（設計製造性）および初回品段階で策定された文書化された管理計画に基づいています。特にアルミニウムについては、合金が規格外であれば寸法公差は意味をなさないため、材料試験報告書を通じて硬度と焼き戻し状態も確認します。
IATF 16949：2016
自動車品質管理。FMEA、PPAP、SPC、およびEVやセンサープログラムを含む自動車サプライチェーンにおける生産部品承認について解説します。
AS9100D
航空宇宙分野における品質管理。AS9102に基づく初回品検査、ロットトレーサビリティ、構成管理、および飛行用ハードウェアの不適合資材管理。
ISO 10012:2003 — 計測管理
すべての測定機器は、国家標準にトレーサブルな文書化されたシステムに基づいて校正されています。校正記録はご要望に応じて提供いたします。
材料検証 — RoHS XRF
セイコーSEA1000Aを現場で使用。合金組成とRoHS指令物質への適合性を検証。結果はロット記録に記載。
検査機器 ― 主要機器
- ミツトヨ三次元測定機（3座標） ±0.001 mm・日本
- Rational 2D / 2.5D 光学 ±0.001 mm・4単位
- RKE CCD自動選別機 ±0.002 mm・6単位
- ミツトヨ表面形状測定器（サーフェス） Ra / 輪郭測定
- ミツトヨ製ハイトゲージ ±0.001 mm・日本
- ミツトヨ製マイクロメーターセット ±0.001 mm・30単位
- ビッカース硬度計 ±0.5 HV — 焼き戻し状態を確認します
- セイコーSII XRF分析装置 合金検証、RoHS試験
スイス型機械加工アルミニウム部品に関する技術推奨事項
当社では年間数百件のアルミニウム部品図面をレビューしています。下記の項目は、新規のお客様に提供するDFM（設計製造性）に関するフィードバックの大部分を占めるものです。見積もり前にこれらの項目に対応することで、皆様の時間を節約できます。
L/D比を意図的に指定する
L/D比が3:1を超える場合は、スイス型旋盤加工が最適です。しかし、L/D比が2:1以下の大径部品の場合は、従来型のCNC旋盤加工の方が高速かつ低コストです。部品の機能要件をお知らせいただければ、スイス型旋盤加工以外でも最適な加工方法をご提案いたします。
シャフトの直径がØ10×80mm（L/D=8）であれば、スイス式旋盤加工がほぼ間違いなく正しいでしょう。直径がØ25×30mm（L/D=1.2）であれば、チャック旋削加工の方がコストが安くなります。
ねじ切りにおける公差の累積
スイス式ねじ切り加工で形成されるねじ山は、ガイドブッシュの剛性の恩恵を受けます。しかし、薄肉アルミニウム部品（肉厚がねじ深さの1.5倍未満）に4Hねじ等級を指定すると、タッピング時に変形するリスクがあります。薄肉部品の厳しい公差の内ねじには、ねじ切りフライス加工の方が安全です。
肉厚3mm未満の6061アルミニウム合金のM4ねじの場合：ねじ切り加工（タッピングではなく）を指定してください。弊社では、特にご要望がなくてもこの方法を推奨しています。
小径部におけるアンダーカット形状
直径6mm以上の部品では、逃げ溝とアンダーカットの加工は比較的容易です。直径3mm未満の部品では、アンダーカットの形状によって特殊なインサート形状が必要となり、工具寿命が短くなります。直径2mmのシャフトにスナップリングを固定するためのアンダーカットが必要な場合は、ご相談ください。より機能的な加工方法が見つかるかもしれません。
直径5mm以下のスイス型旋盤で安定した生産を行うには、アンダーカットの幅は0.3mm以上、深さは0.1mm以上である必要があります。
クロスホール位置決めとドリル出口
スイス型旋盤加工部品のクロスドリル穴は、ガイドブッシングの穴領域に貫通しますが、これは問題ありません。しかし、クロス穴が旋削加工されたアンダーカットや逃げ溝と交差すると、ドリル出口の支持されていない材料によってバリの発生が増加します。クロス穴は、可能な限り固体材料に貫通するように設計してください。
クロスホール径は、シャフト径の60%を超えてはならない。これより大きい比率の場合は、構造解析と特殊な工具の検討が必要となる。
硬質アルマイト処理と穴径公差
タイプIIIの硬質アルマイトは、穴の内側に片側12～25μmずつ成長します。許容値を加えない場合、Ø12.000 +0.010/-0.000で指定された穴は、硬質アルマイト処理後にØ11.950～11.975になります。寸法がアルマイト処理前か処理後かを必ず明記し、図面注記に穴の寸法に0.020～0.050mmを追加してください。
推奨される注記形式：「すべての寸法は陽極酸化処理後の値です。タイプIII陽極酸化処理後には、内径Ø12H7を実現する必要があります。陽極酸化処理前には、Ø12.045に加工してください。」
素材指定 — 気質を具体的に指定してください
7075-T6と7075-T73は、機械的特性が大きく異なります。2024-T3と2024-T4は、疲労荷重下で異なる挙動を示します。「アルミニウム7075」だけでなく、調質を含む合金の完全な名称を指定してください。加工開始前に、ミル証明書と照合して確認いたします。
正しい表記：「AA7075-T651、AMS 2770熱処理、材料認証が必要。」 誤り：「アルミニウム7075。」
スイス製アルミニウム部品の見積もりをご希望ですか？
図面（GD&T付き2D PDFファイル、または3D STEPファイル）をお送りください。加工性を確認し、DFM（製造性設計）上の懸念事項を指摘した上で、24～48時間以内にお見積もりをご提示いたします。
- 24～48時間以内にお見積もりいたします。
- DFMのレビューとフィードバックは無料です
- IATF 16949およびAS9100D認証取得済み生産
- Ø0.5～32mmスイス式・床置き39台以上
- 6061 · 7075 · 2024 · 5052 など
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