排気マニホールドのフランジに加工代は何mm必要か？

排気マニホールドの各フランジに 1.5mm の加工代を残すと、3 回の段取りで 6 つのチャネル面とターボフランジを 0.05mm の平面度に保て、鋳肌に食い込みません。加工代を 1.0mm にすると、このマニホールドでは 2 面が未加工で残りました。追加の 0.5mm は荒加工 1 回分で、手直しのリスクを消します。

排気マニホールドのフランジにはどれだけ加工代が必要？

1.5mm が 6 つのチャネル面とターボフランジの作業加工代です。鋳肌は単独でシールできるほど平坦ではありません。ISO 8062-3 の CT6 はフランジで 0.9mm の形状偏差を許容し、その偏差は加工代から削る必要があります。1.0mm の加工代では、偏差のある鋳物の最低点が最高点を削る前に仕上げ面へ届きます。

加工代は鋳肌も覆う必要があります。ショットブラストは 0.1–0.2mm の層を Ra 3.2–6.4 で残し、仕上げパスはこの層の下へ入らなければなりません。真空精密鋳造では、1.5mm の加工代で最も薄いフランジ耳の仕上げ面がブラスト層の 0.3–0.5mm 下に来ます。

1.0mm で 6 つのフランジに黒皮が残ったのはなぜ？

このマニホールドの初回は 6 面とも加工代 1.0mm で削りました。6 面のうち 2 面は片側の耳に黒皮が残りました。そこは鋳物が低く、面がきれいになる前に仕上げの取り代が尽きたためです。実測の不足は 0.2mm 未満で、1.0mm の加工代にはない余裕そのものでした。

解決は仕上げパスを増やすことではありません。6 つの取付面を 1.5mm にし、最も薄い耳にさらに 0.5mm を追加して、鋳物がどこに座っても仕上げに取り代が残るようにしました。2 回目で 6 面すべてがきれいになり、加工代は以後 1.5mm のままです。

6 つの面を 3 回の段取りでどう平坦にする？

3 回の段取り、1 本の基準チェーン、荒加工と仕上げの間の応力除去で、鋳肌から 0.05mm の平面度へ持っていきます。各段取りに効く数字があります。

• 段取り 1：ターボフランジを正面フライスし、基準穴 2 つをリーマ仕上げ、締付力 ≤1.0MPa。この面と 2 穴が以降すべてを位置決めします。

• 段取り 2：同じ基準で 6 つのチャネル面を荒加工、半径 0.4mm・軸方向 2.0mm で 0.5mm を残し、クランプを緩めて応力除去後に再測定します。

• 段取り 3：0.15mm 残しで半径切込み 0.25mm の半仕上げ、続いて半径 0.1mm・軸方向 0.4mm の仕上げ、最後に M10×1.5 を穴あけ・タップします。

どの平面度を保ち、どう検査する？

6 つのチャネル面とターボフランジの平面度は 0.05mm に保ちます。荒加工後は 0.08mm を許容します。仕上げで 0.15mm 削って面を座り直すためで、この差はプロセス窓であり 2 つ目の規格ではありません。測定は定盤と三次元測定機で行い、仕上げは機械の限界ではなく精密鋳造の寸法管理の限界に合わせて計画します。

2 つの検査が不良を早く捉えます。荒加工後の測定はクランプでねじれた面を見つけ、クランプを緩めた自由状態の平面度検査はスプリングバックと実際の加工誤差を分けます。仕上げは超合金の CNC 加工のクランプと切削条件に従い、薄いフランジ耳では回転数より重要です。

加工代が間違った解決になるのはいつ？

加工後に動く鋳物は、取り代を増やしても直りません。フランジ耳が 2mm 未満なら、加工代を増やすと切削中の耳は剛くなるが平坦にはなりません。クランプ変形が支配し、クランプを緩めると面が戻ります。残留応力が切削中に解放されて平面度が落ちるなら、答えは仕上げ前の 880°C・3 時間の応力除去で、加工代ではありません。

2mm を超える加工代はサイクル時間を買うだけです。それ以上では平面度を決めるのは鋳物公差で、取り代ではありません。鋳物の CNC 加工のルートは別の基準か別の鋳物が必要になり、取り代を増やし続ける供給者は数字を外し続けます。

フランジの指示と基準方案を記した図面をお送りください。6 面の加工代と段取り計画を、平面度の検査点付きで、見積の前に返します。