建設機器の部品加工の特徴について徹底解説

建設機械や作業車など、道路などを利用して移動する必要のある構造物は、重すぎるとトラックでは運べなくなってしまう問題や燃費が悪いという問題が生じてしまいます。そのために、建機は軽量化が望まれていますが、アルミニウム合金やマグネシウム合金への置換はコスト面と強度面を考慮すると、高張力鋼板の適用が盛んに行われています。建機のキャビンの外板では塗装して建機を表すものとして、冷間圧延鋼板または深絞り鋼板を採用することが主である。一方で、内板はエンジンを積んだり、人を乗せたりする際の骨格部材として、高張力鋼板が主に用いられています、成形においては冷間プレス成形が主流ですが、熱間プレスの適用も進んでいます。

2-1 冷間圧延について

冷間圧延とは常温で材料を圧延する方式のことを指します。金属に過度な温度をかけないために、金属組織が緻密となり、製品の表面は平滑で、金属光沢があり、寸法精度も良いのが特徴です。

2-2 深絞りについて

深絞り加工とは、仕上がった製品の直径が以上のものを深絞り加工といいます。絞り加工の製品は、金型・機械・加工条件のバランスが良くかみ合わないとシワや歪み、割れといったトラブルが起こる可能性がある難しいプレス加工です。成形においてダイスとポンチがペアとなり、一枚の板に圧力を加えるために、加工前に入念な計算をすることで、大量生産が可能になり、加工工数を削減することも可能です。さらに、切削も溶接も行わないために、素材に加わるダメージを抑えることができ丈夫な仕上がりも期待できます。

2-3 冷間プレス成形と熱間プレスについて

熱間プレスは成形難易度が低いものの、過熱し冷却するため時間やコストがかかり生産性が低下する恐れがあります。一方では、冷間プレスは生産性やコスト面で利点がございますが、成型時の亀裂やシワの発生にあわせ、スプリングバックがあり、高張力鋼板のように高強度になると成形難易度が高くなります。

2-4 高張力鋼について

高張力鋼とは、日本においては引張強度が340MPa以上、790MPa以下の鋼材です。980MPaを超えると、超高張力鋼という別の名称に代わります。その高張力鋼の特徴として以下の2点が挙げられます。

①薄肉化が可能

軽量化が見込まれる建機において、高張力鋼は降伏点と引張強度が高いので、構造物の軽量化が図れます。

②耐摩耗性・耐候性・耐食性に優れている

熱を加えたとしても材質自体が非常に安定しており、劣化がないために耐久年限も長くなります。野外での使用で風雨にさらされる場合がある建機にとって錆びないことは大きな利点となります。