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切削

金属加工の種類(切削加工)

2020年6月2日


金属を指定された形状に加工する方法は様々ありますが、今回は切削加工についてご紹介します。

 

切削加工とは

金属加工の方法の一つに切削(せっさく)加工があります。

「切削」は字のごとく「切る」「削る」という動作です。

金属だけでなく、木材やプラスチックなどを切ったり、削ったりすることも「切削」になります。

また、「加工」という言葉の意味には、「原材料に手を加えて製品を製作すること、またはその製作作業のこと」とあるので、「切削加工」とは、機械や人の手で、素材や原材料に切ったり、削ったりという作業を加え、新しい製品を作ることとなります。

 

種類

切削加工は、大きく次の2種類に分類されます。

 

1.加工する素材を「固定」させて工具を回転させる「転削」※ドリル加工含

2.加工する素材を「回転」させて工具を当てる「旋削」

 

1.転削

 

転削は主に角物(四角い形)を加工する方法です。

 回転する軸(主軸)に工具を取付け、工具が回転する力で加工を行います。

 工具は主に「フライス工具」と言われる複数で構成される刃を使用するので、平面だけでなく曲面や斜面など、様々な形状に加工できます。

 他にも、溝加工や穴加工(ドリル穴やねじ穴など)も加工可能です。

 

転削の代表的な機械 

・汎用フライス盤(NCフライス盤)

汎用フライス盤は、「フライス工具」という切削工具を回転させ、固定させた素材に、送り動作を与えて平面切削や溝切削等の加工を行う機械です。

手動で作業を行うため、扱う人の技術によって製品の精度が異なります。

加工する形状や内容によってはマシニングセンタよりも効率がいい場合もあります。

その他、NC装置を搭載し、汎用的な作業だけでなくプログラムを使用して複雑な加工もできるNCフライス盤もあります。

長らく汎用フライス盤や汎用旋盤に携わってきた熟練職人の研ぎ澄まされた目や耳、手の感覚と経験には感動さえ覚えます。

この技術が今後も無くならずに受け継がれて欲しいです。

 

・マシニングセンタ

「中ぐり、フライス削り、穴あけ、ねじ立て、リーマ仕上げなど多種類の加工を連続で行えるNC工作機械で、それぞれの加工に必要な工具を自動で交換できる機能を備えている」

(引用:一般社団法人日本工作機械工業会「工作機械の種類と加工方法」)

と定義されています。

マシニングセンタには様々な種類があり、一概には言えませんが、主に多品種小ロットなら「立型」、量産なら「横形」、長尺や大型の形状なら「門形」など、用途によって使い分けられています。

他にもX・Y・Z方向の軸に2方向の回転軸が付き、より複雑な形状の加工を可能にした「5軸制御マシニングセンタ」などがあります。

 

・ボール盤

穴あけ加工を行う機械で、ドリル加工やねじ山を作ったり、リーマ加工(精度穴)などの加工を行うことが出来ます。

卓上ボール盤やラジアルボール盤、多軸ボール盤など用途によって色々な種類のボール盤があります。

 

他にも中ぐり盤や歯切り盤など、転削加工が出来る機械がありますが、転削では多くの場合上に挙げた汎用フライス盤、マシニングセンタ、ボール盤が使用されますので、ここでは割愛します。

 

2.旋削

 旋削は主に丸物(円柱・筒形)の加工がメインになります。

 固定した素材を回転させて、素材に切削工具を当てて加工を行います。

 工具は主に「バイト」と呼ばれる 1 枚の刃物で構成されており、回転している素材に連続でバイトを当てて切削を行います。真円やテーパ形状(先細形状)にしたり、円筒形状の穴を広げる、溝を削ったり、突切りという切断加工などが可能です。

他にも、穴加工(ドリルや、ねじ切り工具などを固定して扱う加工)も可能です。

 

旋削の代表的な機械 

・汎用旋盤(NC,CNC旋盤)

3つの爪があるスクロールチャックで固定した工作物を回転させ「バイト」と呼ばれる工具で外径や面を加工します。他にもテーパ、突切り、中ぐり、穴あけ、ねじ切りなどの加工が可能です。

汎用フライス盤と同じく手動で作業を行うため、扱うには技術力が必要になります。

その他、NC(現行はほぼCNC)装置を搭載し、プログラムを使用して手動では出来ない加工もできるNC旋盤があります。工具交換が行えるものもあります。

 

技能五輪特集でも同じようなものを見たのですが、熟練旋盤工の方が刃物台に付いているハンドルを軽く叩いて、丸材の外径を1/1000ミリ削る技術は圧巻でした!

工具と熟練の技と感覚が融合した結晶だと思います。

 

他にも正面旋盤、立旋盤、タレット旋盤などの種類もあります。

 

・ターニングセンタ

「旋盤を複合化したNC工作機械です。NC旋盤の機能をより高め、多くの工具を備え、旋削加工の他に工具を自動で交換できる回転工具主軸を持ち、フライス削り、穴あけ等の加工も行うことができます」

(引用:一般社団法人日本工作機械工業会「工作機械の種類と加工方法」)

と定義されています。

端的に言えば、NC旋盤にフライス盤の機能の一部を組み入れた機械がターニングセンターです。

更に、「複合加工機」と呼ばれる、NC旋盤と、マシニングセンタを集約することにより1台ですべての工程を完結できる工作機械もあります。

 

まとめ

今回は、切削加工の中でも「転削」と「旋削」をご紹介させていただきました

転削、旋削の他にも直線方向に前後する切削方法などの切削加工もありますが、よく使用されるのはこの2種類の加工法です。

カブクでは、様々な形状のご依頼を頂いております。一見、転削で加工する「角物」を使用しそうな形状が、実は旋削で加工する「丸物」からの方が金額が安くなることや、その反対のケースもございます。ご希望の形状にあわせ、QCDの観点から適切なものをご提案させていただいております。

ご紹介した切削加工だけでなく、板金加工や3Dプリントなども見積りが可能ですので一度、弊社のKabuku Connectをお試しください。

切削加工品はぜひカブクにお任せください。
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