CHAPTER 1

切削加工の種類

切削加工とは、金属などの材料(工作物)と工具とを相対的に動かしながら、削ったり穴を開けたりして希望の形にする技術です。切削加工には、大きく2つに分けて、加工する工作物を固定して工具を回転させる「転削」と、工作物を回転させる「旋削」とがあります。

切削加工の2つの方式
転削加工
工具が回転
転削加工:工具が回転
旋削加工
工作物が回転
旋削加工:工作物が回転
A
工具
B
工作物

転削の代表として「フライス加工」、旋削の代表として「旋盤加工」、またそれぞれの加工に使用する工作機械について紹介します。

1. フライス加工

回転軸に取り付けたフライス盤という切削工具を回転させて行う加工です。固定した工作物に工具を断続的に当てて切削を行うため、工作物表面を平面や曲面に加工できるほか、穴開け、みぞ削りなど、多様な加工が可能です。
フライス盤には、工具を取り付ける主軸の方向によって、横形と立形があるほか、本体が門のような形状をした門形などの種類があり、正面フライス、エンドミル、溝フライスなどの工具を用いて、目的の形状に工作物を加工します。

さまざまなフライス加工
正面フライス
正面フライス
エンドミル
エンドミル
溝フライス
溝フライス

【1】汎用フライス

汎用フライスは、作業者が手動で操作するフライス加工です。工具と工作物とを相対的に動かす際、工具の位置や送り、速度、切り込み量などの加工条件を作業者が判断して設定します。手動ならではの微細かつ高品質な仕上がりを実現します。

【2】 NCフライス(CNCフライス)

NCフライスは、コンピュータで加工条件を制御して行うフライス加工です。NC(Numerical Control)は数値制御の意味で、かつてはパンチカードなどを用いた時代もありました。現在では、機械に内蔵されたコンピュータでNC制御を行うCNC(Computerized Numerical Control)が主流となり、CNCフライスを含めてNCフライスとよばれることが多くなっています。自動運転で行えるため省力化につながるほか、3D CAD/CAMソフトウェアを使った加工プログラムで制御することにより、さらに複雑な形状の加工にも用いられています。

【3】 マシニングセンタ

マシニングセンタとは、NC制御を備えた工作機械で、フライス加工だけでなく、複数の主軸に別個の工具を取り付けて多軸構成とした複合機です。マシニングセンタを用いると、直線運動や回転運動を次々に組み合わせて、穴開けや曲面加工などといった種類の異なる切削を連続的に行い、より複雑な形状の加工ができます。

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【4】 NC歯車加工機

コンピュータを内蔵したNC歯車加工機では、時計から自動車まで、私たちの身の回りの多種多様な形状や用途に合わせた歯切り加工を行い、歯車の製造を行います。

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2. 旋盤加工

旋盤加工は、円筒形状の工作物を回転させながら、主軸に固定したバイトという刃物状の工具に当てることによって加工する技術です。旋盤を用いて、円筒形状の工作物の外周を円形や先細形状(テーパ)にしたり、穴あけや、穴を広げる中ぐり、ねじ切り、さらに溝を削りながら最後まで切断する突切りなどを行います。

さまざまな旋盤加工
外丸削り
外丸削り
穴あけ
穴あけ
突切り
突切り
A
工具
B
工作物

【1】汎用旋盤

作業者が送り操作や工具の交換を手動で行う旋盤加工です。チャックとよばれる把持具で固定した工作物を高速回転させて加工します。 旋盤は英語で「lathe(レース)」といい、卓上型ベンチレースでは、小さな部品加工を作業台の上で行うことができます。

【2】 NC旋盤(CNC旋盤)

加工条件をコンピュータで制御する旋盤加工で、初心者でも一定以上の品質で加工ができます。複数の工具を自動交換できるものもあり、作業の効率化が推進されました。
また、長い棒状の材料から金太郎飴のように同一形状の工作物を製造するために、従来はカム式の自動盤が使用されていましたが、近年では、カムに替わってプログラム制御によって加工を行うNC自動旋盤が登場しています。

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設備の挙動を数値化・監視が可能