圧入加工

圧入加工は板金加工の一種。金属の部品同士を加圧によってつなぎあわせて、目的の形状に接合する加工方法です。圧入はねじ固定やカシメなどと同様、機械接合のひとつで、板金加工の中では一般的です。圧入加工の知識を持っていると板金を依頼する際に便利でしょう。

圧入加工とは

圧入加工とは金属同士をネジやビスなどを使って加圧によってつなぎ合わせる加工方法のことです。

圧入は金属を接合する方法の中でも機械的接合と呼ばれており、冶金的接合（溶接やはんだ付け）や接着剤的接合とは別に分類されます。切削加工や鍛造加工などと比べて、加工が容易でコストも抑えられるため、主にピンの整形やシャフトの接合に利用されます。

加圧を均一にする必要性から接合する部品は円形のものが多いです。

圧入加工の仕組み

圧入加工は接合したい部品同士を押し込んで接合する加工法です。押し込んだ差し込み部品と受けた穴側の部材の両者が反発し合うように圧力を生じさせることで部品同士を強く接合します。

具体的には穴側の部材の寸法に対して、差し込む側の部品のサイズをわずかに大きくして、大きな圧力をかけて押し込むことで固定します。そのため圧入加工の多くはプレス機などの強い圧力をかけることのできる、専用の機械を使って行います。

圧力により部材がたわんだり、亀裂が生じたりするケースがあるため、適切な部材選定の知識と経験が必要な加工方法です。

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圧入加工以外の機械的接合

圧入加工は機械的接合ですが、それ以外にもねじ固定、やきばめ（ひやしばめ）とカシメがあります。

ねじ固定

ねじ固定は機械の組み立て時などに使用されます。圧入加工以上に分解が容易なため、メンテンナンスのときや故障時にねじを外す必要のある個所の固定に使用することが主です。

ねじ固定にはボルト・ナット固定、ボルト固定やタッピング固定などの種類があり用途に応じて使い分けます。

やきばめとひやしばめ

やきばめとひやしばめは金属の温度変化による膨張や収縮を利用して接合する方法です。やきばめは主に大きな機械のシャフトと円盤状の部品接合に使われます。

電車の車輪とシャフトの接合などは、このやきばめの接合方法が使われています。

カシメ加工

カシメ加工は板同士を接合する際に使われる加工方法です。カシメ加工は曲げ加工と同じように金属を変形させる「塑性加工」の一種です。

板材に穴をあけて、そこに筒や軸を差し込み、端をプレスして筒や軸が抜けないようにして、板材を固定します。

圧入加工のメリット

溶接などと違い、圧入加工は加工後に分離することができます。

従って、メンテナンスが必要な機械製品などには加工後も分解できるように圧入加工が使われることが多いです。また他の方法と比べて接合部分がきれいな仕上がりになるため、見た目が重視される部分に採用される代表的な加工方法でもあります。

圧入加工のデメリット

圧入加工のデメリットは薄い板に使うのが難しいこと。他にも円形以外の形状で圧入加工をしようとすると強度が不安定になる、金属の膨張や収縮の影響を受けて接合が解消してしまうことがあります。

また、差し込み部材の削る部分が多い場合には加工に時間がかかりコストパーフォーマンスが悪くなります。もし成形に失敗すると材料費もかかり割高になりやすいです。

デメリットを勘案した上で、溶接などと比べて最適な接合方法を選びましょう。

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