【旋削】旋盤加工とは

旋盤加工とは

旋盤加工とは、金属や樹脂などの材料を回転させ、固定した刃物を押し当てて削ることで、円筒形の部品などを加工する方法です。回転させた物を削り出すため、旋盤加工でつくられる部品は丸物形状（回転対称の部品）となり、自動車部品に使われる「シャフト」や機械構造の固定や位置決めに用いられる「ピン」などが代表的です。
その他、医療機器や航空機部品、建築金物など幅広い分野で活用されており、ものづくりの現場で欠かせない加工技術のひとつです。

旋盤加工機の種類

旋盤には用途や生産規模に応じていくつかの種類があり、大きく分けて以下の2タイプがあります。

汎用旋盤

職人が手動で操作するタイプの旋盤で、少量生産や試作、複雑な対応が求められる加工に向いています。熟練者の技術がそのまま仕上がりに反映されるため、微調整がしやすいのが特長です。
一方で、操作する人の技量によって仕上がりにバラつきが出やすい点もあります。

NC旋盤

コンピューター制御によって自動で加工を行う旋盤です。大量生産や高精度な部品加工に適しており、効率化・省人化の面でもメリットがあります。基本的に人の手による操作が不要なため、仕上がりにばらつきがなく寸法の安定性にも優れています。

NC旋盤は、さらに用途や目的に応じていくつかのタイプに分類され、以下が代表例です。
・タレット旋盤
　工具を複数セットできる「タレット（回転式工具台）」を搭載した旋盤です。製品の大きさ、生産ロット数、加工内容のいずれにもバランスよく対応できる汎用性の高い設備です。
・立旋盤
　ワークを下向きにセットする構造で、重たい材料や大径部品の加工に適しています。工作機械や大型機械部品などで活躍します。
・自動盤
　細かい部品を高速かつ連続的に加工できるのが特徴で、主に小径・量産部品の製造に使われます。電子部品や医療部品などの精密加工に適しています。
・複合旋盤
　旋削に加えて、穴あけやミーリング（フライス加工）なども1台でこなせる多機能機です。加工工程を集約できるため、工程短縮に優れています。また複雑な加工にも対応でき、航空機部品など、複雑形状への対応と高い精度が求められる分野でも活躍します。

旋盤加工の手順

旋盤加工には、加工開始までにプログラムの作成や工具の取付などのいくつかの段取りが存在します。そこで、ここでは一般的なNC旋盤での加工の流れをご紹介します。

1. 生爪の取付

生爪を取り付けます。
旋盤加工では、「生爪（なまづめ）」と呼ばれる部品で材料（ワーク）を掴んで固定します。

ポイント：荒加工では不要ですが、仕上げ加工では回転軸のズレを防ぐためにワークに合わせて生爪を成形します。掴み痕（キズ）の防止にもつながります。

2. 工具の取付

使用する工具を取り付けます。
外径・内径・溝入れ・ねじ切りなど、加工内容に応じて適切なバイトを取り付けます。

ポイント：NC機では、工具取り付け時にツールプリセッターを使って位置情報を測定・登録します。これにより、プログラム通りに正確な位置へ刃物を動かせます。

3. ワークの取付

ワークを取り付けます。
生爪でワークを直接掴んで固定する方法を「チャッキング」と言い、加工現場ではもっとも一般的な方法です。

ポイント：基本的にはチャッキングで加工しますが、形状が特殊だったり薄肉で歪みやすい場合には、治具加工が使われます。

4. ワークの原点出し

ワーク上のどこを「スタート地点（原点）」とするかを機械に設定します。
一般的な手順は、①外径バイトを呼び出す → ②ワークを回転 → ③刃物を少しずつ近づけて接触位置を確認 → ④その位置を仮のZ0.0として設定 → ⑤端面の取り代を考慮して、実際のZ0.0を決めます。

ポイント：旋盤加工ではX軸とZ軸を使いますが、X0.0は常に主軸の中心（回転軸）に設定されており、ワークによってX座標を変更することはありません。

5. 加工プログラムの作成（または呼び出し）

加工プログラムを作成します。実績があるなど既にプログラムが準備できている場合は、そのプログラムを呼び出します。

ポイント：加工プログラムを作成する際は、生爪と工具の干渉に注意が必要です。実際に工具を呼び出し、指定位置で干渉がないか確認することで安全に加工できます。

6. 加工

プログラムを起動して加工を開始します。形状や寸法だけでなく、加工音や切りくずの状態も確認し、切削条件が適切かを見極めます。

ポイント：初めて作成したプログラムで加工する際は、必ずドライランを行い、想定外の動作によるミスを未然に防ぎます。（ドライランとは、実際に切削せずにプログラムの動作を確認する作業です。）

 

このように、旋盤加工では実際の加工に至るまでに、段取りや確認作業など多くの工程を踏む必要があります。加工精度や品質を確保するためには、これら一つひとつの作業を丁寧に行うことが欠かせません。