案件概要
お客様は、ビジネスジェットの改修プログラム向けに光学センサーポッドを製造している米国のアビオニクスインテグレーター様です。お客様のブラケットは、ポッドハウジングと機体ロンジロンの間に設置されます。ポッドとの嵌合面は、データムトリプレットに対して±0.01 mmのプロファイル公差を維持する必要があり、ロンジロン側の4つのM6取り付け穴には⌀0.02 mmの真位置度公差が求められます。これまで国内の加工業者で試作を行っていましたが、量産には見合わない単価でした。
月曜日の朝にRFQが届きました。当社は見積もり前チェックリストに基づいてDFMを実施し、最小の標準エンドミルよりも小さい2つのRを指摘し、R0.3からR0.5に広げることが可能かお客様に確認しました。お客様の応力解析担当者様から、その日のうちに承認をいただきました。この1回のDFMにより、各ロットに4日間追加されるはずだった放電加工（EDMシンカー）の工程を省くことができました。
この加工が通常とは異なる理由
チタンは見積もりは容易ですが、加工は困難な材料です。熱伝導率の低さ、温度上昇による弾性係数の大きな低下、そして加工硬化の組み合わせにより、6061アルミニウムに適用できる同じツールパスでは、工具の焼損、びびり振動、そしてリブを削り出すたびに部品が動いてしまいます。最小肉厚3 mmで、3つの平面に4つの厳密な公差を持つブラケットでは、単純に1回のパスで加工することはできません。
当社は3つのフェーズを計画しました。まず、すべての特徴部を最終形状から0.5 mm以内に荒加工し、工具の停止（ドウェル）を避けるために連続切削のトロコイドツールパスを使用しました。次に、704 °Cで1時間応力除去焼鈍を行い、炉内で冷却しました。その後、0.15 mmの取り代で中仕上げ加工を行い、新しいフルートセットで0.04 mmの取り代で仕上げ加工を行いました。CMMにかけられる部品は、5回目の加工パスを経たものです。
治具 — 通常、チタン加工を困難にする計画の要素
当社は、荒加工前に生材プレートに開けた穴に合う4つの位置決めピンと、犠牲となるアルミニウムベースを備えた専用の真空プレートを製作しました。真空により、嵌合面側でクランプによる歪みなく部品を平らに保持します。荒加工中は2つのトップクランプで外側のリブを保持し、仕上げ加工時には取り外します。リブが中仕上げの取り代になった後は、切削抵抗が真空保持力よりも低下するため、真空のみで十分です。
この治具は、新規の加工ごとに設計・製作に約14時間かかりますが、85個の生産では十分に元が取れます。1点ものの試作では、代わりにソフトジョーを使用します。これは2時間未満で済みますが、公差帯の約10 %を犠牲にすることになります。
4ロットの測定結果
ロット1（2026年4月）では85個の部品を出荷し、すべてプロファイル公差内でした。重要なプロファイルにおける最悪の測定偏差は0.007 mmで、公差帯の30 %のマージン内に収まっていました。4つの部品が、加工面の表面仕上げ（お客様はRa 1.2 μmを希望されていましたが、当社はRa 1.6 μmで出荷しました）に関する外観不良で、お客様から返品されました。ロット2からは、8,000 RPMで2枚刃6 mmボールエンドミルを使用した専用の仕上げパスを追加し、ロット2以降はRa 0.9 μmを維持しています。
ロット2とロット3では合計170個の部品を出荷し、不良品はありませんでした。ロット4は現在生産中で、最初の20個の部品をCMMで検査したところ、これまでの最悪のプロファイル測定値は0.005 mmです。
お客様からの公開許可内容
お客様は、最終用途と会社名を非公開とすることを条件に、工程説明、材料グレード、および公差数値の公開を承認されました。上記のすべては、最初の4つの生産ロットから出荷された仕様通りのデータです。もしお客様が同様のプロファイルを持つ航空宇宙ブラケットを検討されている場合、お客様の部品で同等の数値を最も早く得る方法は、STEPファイルと重要寸法指示書を当社にお送りいただくことです。当社は1営業日以内に、現実的に保持できる公差と価格をお伝えいたします。