ステンレス鋼シムストック: アライメント用途向けの精密な厚さ公差

ステンレスシムストック寸法の隙間を埋め、位置ずれを修正し、嵌合する機械部品間の正確なクリアランスを設定するために使用される、薄くて精密に測定されたストリップまたはシート製品です。-その機能全体が、数万分の 1 インチ以内の厚さを知ることに依存しているため、合金グレード - だけでなく公差クラス - が、シムが実際にアライメントの問題を解決するか、新しい問題を引き起こすかを決定する仕様となります。

ステンレスシムストックとは何ですか?

シムストックは単なるシート製品ではなく、寸法測定器です - その厚さの公差が仕様であるため、緩い公差に従って製造されたシムは、補正するよりも大きな位置ずれを引き起こす可能性があります。

シムストックは冷間圧延されたステンレス鋼のストリップまたはシートで、通常は 0.001 インチ～0.125 インチ（0.025 mm～3.2 mm）の範囲で供給され、高さの差を修正したり、ギャップ クリアランスを設定したり、製造ばらつきを補正したりするために 2 つの表面間の薄いスペーサとして使用されます。{0}}一般的な用途としては、モーターとポンプのベースプレートの水平調整、ベアリングのプリロードの設定、カップリング取り付け時のシャフト間のずれの修正、スタンピング作業における金型と工具のクリアランスの調整などが挙げられます。

通常の板材は強度、成形性、耐食性が主に規定されており、厚さの公差は二次的な寸法チェックとして扱われます。シムストックはその優先順位を逆転させます。部品の全体の目的は、既知の再現可能な厚さを占めることです。実際の寸法が 0.0115 インチである公称 0.010 インチのシムは、品質チェックに合格しないだけではありません -。修正するために取り付けられたアライメント結果が変化します。このため、シム在庫の発注書には、公称の厚さと合金だけでなく、常に公差クラスを記載する必要があります。

ASTM A480 は冷間圧延細幅ストリップに対してどのような厚さの許容差を規定していますか?{1}}

ASTM A480 表 A2.1 では、ゲージが 0.010 インチ未満になると絶対値で厳しくなるミル コイルの公差が設定されていますが、ストリップ幅 - に応じて広がるため、公称厚さと幅は両方とも仕様に属します。

ASTM A480/A480M は、平-ステンレス鋼板、シート、およびストリップの寸法公差を管理する一般要件規格です。{{3}これは、ほとんどの工場が、より厳格な交渉による公差を適用する前に、冷間圧延シム-ストック コイルを認証するために使用するベースラインです。-表 A2.1 は、冷間圧延、細幅、コイル-加工製品 - のほとんどのシムストックコイル - を含むカテゴリをカバーしており、許容されるプラス/マイナスの厚さの変動を公称厚さとストリップ幅の両方の関数として定義しています。

出典: ASTM A480/A480M、付録 A2、表 A2.1、冷間圧延、幅狭、コイル-加工品の厚さの許容変動。-ストリップの端から少なくとも 3/8 インチ (9.5 mm) の厚さを測定します。表示されている値は、一般的なシム-ストック ゲージ - の値を要約したものです。中間ブレークポイントと 24 インチを超える幅については、完全な標準を参照してください。

シム購入者にとって注目すべきパターンは 2 つあります。まず、0.005 インチ未満では、公差は固定値ではなく公称厚さのパーセンテージとして表されるため、極薄-フォイル-ゲージのシムストックには中程度のゲージよりも比例して大きな絶対変動が生じます。-第二に、許容される変動は、特定の厚さのストリップ幅に応じて増加します。これは、幅の広いコイルは均一に圧延するのが難しいためです-。これは、最初から幅の狭いストリップとして製造されるのではなく、幅の広いコイルからシムをスリットする必要がある場合に重要となる詳細です。

精密プレカットシムの公差は、標準的なミルコイルの公差よりどれくらい厳しいですか?

精密にプレカットされ研削されたステンレス シムは、通常、薄いゲージで ASTM A480 ミル コイルの公差よりもおよそ 1 桁厳しい公差を保持します。そのため、アライメントが重要なアプリケーションでは、ミル実行コイルを受け入れるのではなく、プレカット公差クラスを指定するのです。-

ASTM A480 に基づくミル コイルの許容差は、製造プロセスの管理限界です。-これにより、購入者はコイルの実行全体でどのような変動が予想されるかを知ることができます。精密シムのサプライヤーは、二次加工（公差の小さいローリング、精密なスリット加工、厚さの選別または研削）を適用して、完成したサイズに合わせてカットされたシムをより狭いバンドに保持します。--。以下の表は、ソリッドステンレススチールシムの専門シム製造業者が公表している代表的な精密プレカット公差を示しています。

出典: 公開されているステンレス鋼プレカット シム仕様 (American Metals Company) から編集された精密プレカット公差データ。比較のために、表 A2.1、付録 A2 から派生した ASTM A480 カラム。

ギャップは範囲の薄い端で最大になります。ミルコイルの公差はパーセンテージに基づいており、精密加工では代わりに絶対公差を保持できます。-約 0.075 インチを超える重いゲージでは、仕上げ能力 - ではなくローリング物理学 - が制限要因となるため、2 つのアプローチは収束します。シムの厚さ自体が設計変数であるアライメント作業の場合、生のスリット コイルと精密プレカット シムのどちらを選択する前に行うべき比較となります。

シムストック - 301、304、または 316 に最適なステンレス鋼グレードはどれですか?

タイプ 304 は、汎用アライメント シミングの正しいデフォルトです。-タイプ 301 フルハード-は、繰り返しクランプした場合のスプリングバックと寸法安定性が最も重要な場合に推奨されます。-タイプ 316 は、塩化物、海洋、または化学プロセスへの曝露のために予約されています。-。

3 つのグレードはすべてオーステナイト系であり、優れた成形性と溶接性を共有していますが、強度、耐食性、コストが異なります。-これらの 3 つの変数は、通常シムの仕様を決定します。

316 にモリブデンを添加すると、耐孔食性当量数 (PREN) が 304 の約 18 ～ 19 に比べて約 24 ～ 26 に上昇します。これが、316 のコストが高くなりますが、塩化物を含む雰囲気中でより長く耐えられる実際的な理由です。-密閉された乾燥したギアボックス内、または屋内のベースプレートの下に設置されるシムの場合、その割増料金が元に戻ることはほとんどありません。海水スプレー、氷結防止塩、またはプロセス化学薬品にさらされたシムの場合は、その限りではありません。

焼き戻し-と焼きなまし-はシムの厚さの精度に影響しますか?

フル{0}}硬質およびスリークォーター-硬質の焼戻しは、精密シムに適しています。これは、その降伏強さが高いため、柔らかい焼きなましされたシムがクランプ荷重下で厚さの精度を失う可能性がある圧縮とスプリングバックに耐えられるためです。{3}}

焼き戻しは、最終焼鈍後にどれだけの冷間加工が加えられたかを表し、厚さの公差とは別に指定されますが、使用中にこの 2 つは相互作用します。焼きなましされたシムは柔らかく、切断やバリ取りが容易ですが、降伏強度が低いため、ボルト接合 - の締め付け力によってわずかに圧縮または変形する可能性があり、これにより、圧延の精度とは関係のない誤差が生じます。フル-硬質および3/4-4分の1-硬質の冷間加工により、ストリップの降伏強度が高くなり、取り付けられたシムは同じクランプ荷重に塑性ではなく弾性的に抵抗し、使用中製造時の厚さを維持します。-

ほとんどの精密な位置合わせ作業では、-カップリング シム、ベアリング ハウジング、振動下でのベースプレートのレベリングを行う場合、- フル-硬質または 3-4 分の 1- 硬質焼戻しがより安全なデフォルト仕様であり、取り付け前に曲面の周囲に手動で成形する必要があるシム用の焼きなましストックを確保しておきます。-

シム公差はどのようにして実際のアライメント精度に反映されるのでしょうか?

許容誤差が緩いシムの積み重ねにより誤差がさらに増大するため、シムあたり 0.003 インチの許容誤差により、1 回の測定が行われる前に、精密回転装置トレインで許容される位置ずれの予算のほとんどが消費される可能性があります。-

精密な機械のアライメント -、たとえば、ポンプ-および-モーター トレイン - のレーザー シャフト アライメントは、通常、カップリングのタイプと動作速度に応じて、0.002 ～ 0.005 インチの範囲の表示振れまたはオフセット バジェットの合計に指定されます。その補正が単精度研磨シムではなく積層シムから構築される場合、各シムの厚さ公差がスタックに追加されます。これは、独立した部品の公差が加算されて最悪の場合のスタックアップ（または統計スタックアップの平方根のおよその平方根-合計-）として結合されるためです。-。

標準 ASTM A480 コイル公差 (シムあたり ≈±0.0015 インチ) と精密プレカット ストック (シムあたり ≈±0.001 インチ) を使用して、それぞれ約 0.020 インチの 3 つのシムから構築された 0.060 インチの補正を考えてみましょう。最悪の場合のスタック公差は、コイル-グレードのシムを使用した場合は ±0.0045 インチですが、精密プレカット シムを使用した場合は ±0.003 インチ-であり、この差は、厳密なアライメント仕様に合格するか不合格になるかの完全なマージンとなる可能性があります。これが、精密アライメント作業で標準のミル コイルに依存するのではなく、シム公差クラスを明示的に指定する定量的な理由です。

シムストックロール vs. 精密プレカットシム vs. ラミネートシム - どのフォーマットを注文するべきですか?

社内で大量に切断する場合はシムストックロールを注文してください。-社内で-切断する場合は精密プレカットシムを、再現可能で公差が重要な取り付けの場合は精密プレカットシムを、{2}}ラミネート剥離可能シムは最終的な厚さが経験的に決定される現場での試用にのみ注文してください。-

コイルまたはロールストックとして供給されるシムストックは、施設が社内で多数のカスタム形状やサイズを切断する必要がある場合に最も経済的な形式ですが、{0}}きれいでバリがなく、正確なサイズで切断するという負担がエンドユーザーに課せられます。-精密プレカットシム - スタンプまたはレーザー-で標準ボアと外径の組み合わせ-にカット - した場合、1 枚あたりのコストは高くなりますが、認定および検証された厚さが得られます。これは、ほとんどのアライメント仕様で要求される形式です。接着剤で接着された薄い層から構成される、ラミネートされた剥離可能なシムストックは、現場で層を剥がすことができるため、最初に最終的に必要な厚さがわからない現場での試行錯誤作業に役立ちます。--現場で層を剥がすことができるためですが、接着剤の結合ラインがあるため、永続的な耐荷重の精密用途には適していません。--

• ロール/コイルストック: 既存のせん断またはレーザー切断機能を備えた大量の社内製造に最適です。{{0}
• プレカットされた高精度シム: 再現性があり、認定された、位置合わせが重要な取り付けに最適です。{0}
• ラミネートされた剥離可能なシム: 恒久的な構造スタックではなく、最終的な厚さが経験的に決定される現場での試用取り付けに最適です。-

シム在庫発注書では厚さの公差をどのように指定する必要がありますか?

完全なシム在庫発注書では、合金グレード、質質、公称厚さ、幅、および明示的な公差クラス - を指定します。標準のミル公差については ASTM A480 を参照するか、デフォルトでは標準のミル公差が想定されていないため、より厳密な精度の公差が必要となります。

ASTM A480 の公差は厚さと幅の両方で拡大し、精密加工業者はカットピース上で非常にきついバンドを保持できるため、「厚さ 0.010 インチのステンレス鋼シムストック」は不完全な仕様です。アライメント重要なシムの防御可能な発注書には、合金（例: タイプ 304 または 316）、焼き戻し（例: フルハード）、公称厚さ、ストリップまたはブランク幅、および「ASTM A480 表 A2.1 標準ミル公差による」か、または必要な検査方法（例: ピースごとに指定されたポイント数でのマイクロメーター測定、証明書付き）による特定のより厳密な公差値のいずれかを記載する必要があります。{4}}

よくある質問

Q: 0.010 インチのステンレス鋼シムストックの標準的な厚さの許容差はどのくらいですか?

A: ASTM A480 表 A2.1 に基づき、公称厚さ 0.010 インチの冷間圧延コイルの標準公差は、ストリップ幅に応じて約 ±0.001 インチです。-。同じ公称厚さの精密プレカットシムは、通常約 ±0.0005 インチに保たれます。

Q: シムストックには 304 ステンレス鋼と 316 ステンレス鋼のどちらが適していますか?

A: タイプ 304 は、一般的な屋内機械の調整に標準的な選択肢です。タイプ 316 は、モリブデン含有量により耐孔食性が大幅に向上するため、シムが塩化物、海洋空気、またはプロセス化学薬品にさらされる場合に適しています。

Q: 重要なのは厚さであるのに、なぜシム素材の材質が異なるのでしょうか?

A: 焼き戻しは厚さだけでなく降伏強度を制御します。より硬い焼き戻しは、ボルトの締め付け荷重下での圧縮や変形に耐えるため、取り付けられたシムは使用中に製造時の厚さを維持します。-柔らかい焼きなましシムは、同じ荷重がかかると寸法精度が失われる可能性があります。

Q: ステンレス鋼のシム素材はどのくらいの薄さで製造できますか?

A: 市販の冷間圧延ステンレス シム素材は通常、約 0.001 インチ（0.025 mm）まで製造されますが、そのゲージにおける ASTM A480 ミル公差は、固定値ではなく厚さのパーセンテージとして表されます。{0}}

Q: 永久的な機械の位置合わせには、ラミネートされた剥離可能なシムを使用する必要がありますか?

A: ラミネートされた剥離可能なシムは、正しい最終的な厚さが経験的に決定される現場での試用取り付けに最適です。-永続的な耐荷重アライメントを実現するには、固体精密研磨または精密プレカット ステンレス シムを使用するのが、より寸法安定性の高い選択肢です。-