ナットマシンのフィードスプリングの破損が多発する場合の解決策

ナットマシンで頻繁に発生するフィードスプリングの破損に対処するには、スプリングの選択、設置位置、機械調整、環境制御の 4 つの側面から体系的に調整する必要があります。具体的な解決策は以下のとおりです。

I. スプリング選択の最適化: 荷重と圧縮のマッチング

1. ロードマッチング

   • 根本原因:スプリングの許容圧縮率が 30% であるのに、実際の圧縮率が 40% に達すると、塑性変形や破損が発生します。

   • 解決策:圧縮が許容圧縮の 80% を超えないように、必要なスプリングの剛性 (K 値) を再計算します。

   • 例: 20 mm の製品を取り出す場合、クランプを解除したときのクランプ幅は 19 mm 以上である必要があり、過剰なバネ力によってクランプが強制的に開かれないように 0.5 ～ 1 mm のクリアランスを確保する必要があります。

   • 通常のばねよりも負荷容量が 30% ～ 50% 高い金型ばね (長方形断面ばねなど) を優先します。

2. マテリアルのアップグレード

   • 通常のばね鋼よりも耐疲労性に優れた高炭素鋼（65Mnなど）またはステンレス鋼のばねを使用してください。応力集中破壊を防ぐため、不純物が過剰に含まれる材料は避けてください。

II.設置位置調整：正確な位置決めとマンドレルのフィット

1. マンドレルの寸法校正

   • 根本原因:マンドレルのサイズが小さいと、スプリングとマンドレルの間に摩耗が生じ、破損につながります。マンドレルが短すぎて面取りされていないと、摩擦が増加します。

   • 解決策:マンドレルの直径はスプリング内径の 95% 以上である必要があり、応力集中を軽減するために端を面取り (R0.5 ～ 1 mm) する必要があります。

   • 例：スプリング内径10mmの場合、マンドレル径は9.5mm以上必要です。

2. 垂直性と平行性

   • スプリングの軸がマンドレルの軸と一致し、偏差が ≤0.1 mm であることを確認します。圧縮歪みを防ぐため、取付面の平面度は0.05mm以下、両端位置決め面の平行度は0.1mm以下としてください。

Ⅲ．機械的調整の最適化: 摩擦と異物の干渉を低減

1. クランプ設計の改善

   • 突き出し時にバネが当たってクランプが開くのを防ぐため、クランプの開口幅は製品の直径より0.5～1mm大きくする必要があります。

   • 例： 20mmの製品にはクランプ口開き≧20.5mmが必要です。

2. 異物の除去

   • スプリングコイル間に金属片やグリスなどの異物がないか定期的に確認してください。摩擦を減らすために、洗浄してドライフィルム潤滑剤 (二硫化モリブデンなど) を塗布します。

3. 直列接続の標準的な方法

   • 直列のスプリングがマンドレルまたはザグリの長さを超えて曲がるのは避けてください。荷重分散が不均一になる可能性があります。直列接続が必要な場合は、直線運動を確保するためにガイドロッドを追加してください。

IV.環境と運転管理：スプリングの長寿命化

1. 温度管理

   • 動作温度は、ばね材料の最高許容温度以下 (通常は 150°C 以下) である必要があります。高温環境では、耐熱ばね鋼（50CrVAなど）に切り替えてください。

2. 圧縮監視

   • 変位センサーを設置して圧縮をリアルタイムで監視し、制限を超えた場合に自動シャットダウンをトリガーします。

   • 例:スプリングの許容圧縮が 30mm の場合、使用圧縮は ≤24mm である必要があります。

3. 定期メンテナンス

   • 500 時間ごとにスプリングの自由高さを確認してください。減少が 5% 以上の場合は交換してください。

   • 2000 時間ごとにショットピーニングを実行して、表面の圧縮応力を高め、疲労破壊を遅らせます。

V. 応急修理対応（応急措置）
スプリングをすぐに交換できない場合は、次のことを検討してください。

1. 圧縮を減らす:制限ブロックを調整して、圧縮を許容圧縮の 70% に減らします。

2. プリロードを増やす:スプリングの底部にシムを追加して、初期クリアランスを減らし、作動応力を下げます。

3. 局所潤滑:摩擦を軽減するために、摩耗した部分にシリコンベースのグリースを塗布します。