深穴加工とは？基本原理と特徴を徹底解説
研削加工とは、砥石という工具を使い、材料を削って表面をなめらかに仕上げたり、寸法...
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旋盤加工とは、回転する素材に対してバイトと呼ばれる工具を用いて切削し、所定の形状に仕上げる加工技術です。この技術は、高精度な円形部品の製造に適しており、製造業全般で広く利用されています。日本国内では、自動車産業や航空機産業などにおける精密部品製造の需要が増加しており、旋盤加工の重要性が高まっています。この記事では、旋盤加工の基本知識や特徴、さらにはそのメリットについて詳しくご紹介していきます。
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旋盤加工は、工作機械である旋盤を使用して、回転する素材を「バイト」と呼ばれる工具で削ることで、円形や円柱形、さらには円錐形の部品を作り出す技術です。特に、金属や樹脂などさまざまな素材に対応し、自動車部品や航空機部品、医療機器などの精密な加工が求められる製品に広く利用されています。高精度での加工が可能であり、製造業全般において欠かせない技術となっています。
旋盤加工では、回転する素材に均一に工具を当てるため、非常に高い精度での切削が可能です。これにより、真円度や円筒度などの寸法公差が厳しい部品の製造が実現します。また、精密な円形加工において、優れた寸法精度を保つことができます。
旋盤加工は、鉄やアルミニウムなどの金属素材だけでなく、樹脂やプラスチックなど幅広い素材に対応できるのも大きな利点です。素材に応じた工具を使用することで、最適な加工を実現し、製品の仕上がりが向上します。特に、部品の軽量化や特殊な用途に対応するために、さまざまな素材の加工が必要な場合に有効です。
外径加工は、素材の外周を削って円柱や円錐形の部品を作り出す方法です。均一な円形状を実現し、滑らかな表面仕上げを提供します。外径加工に含まれる加工方法は下記の通りです。
外丸削りは、素材の外径を削る基本的な加工方法です。回転する素材に対して工具を当て、素材の外周を円形に削り出します。円柱形の部品や軸を作成する際に一般的に使用され、均一な外径を持つ部品を製造するのに適しています。
段削りは、素材の外径に複数の段差をつける加工方法です。外丸削りに似ていますが、外径を異なる太さに加工して階段状の形状を作ることが特徴です。軸の一部に異なる太さが必要な場合や、部品の接続部分を作成する際に用いられます。
テーパ削りは、円錐形のテーパー形状を作る加工方法です。素材の外周を先細りに加工し、一定の角度で削ります。工具や機械部品に使われるテーパ部品の製造に適しています。テーパー角度は機械の設定や工具の傾斜角で調整されます。
曲面削りは、素材の外周に滑らかな曲面を加工する技術です。複雑な曲線を持つ部品の製造に利用され、特に装飾的なデザインや、滑らかな移行部分が必要な機械部品に適しています。熟練した技術が必要とされるため、CNC旋盤がよく使用されます。
溝入れは、素材の外周や端面に溝を作る加工技術です。深い溝や細かい溝を正確に作るための加工方法で、Oリングの溝や、ベアリング用の溝などの製造に使用されます。外周溝、端面溝など、目的に応じて加工の方向が異なります。
突切りは、素材を回転軸に対して垂直に切断する加工です。部品を分離する際に使われ、工具を素材に垂直に進めて切り落とします。切り落とされた部分を完成品として使用する場合が多く、また材料の無駄を少なくするために効率的に行われます。
ローレット切りは、素材の外周に滑り止めや装飾のための凹凸を加工する方法です。工具で素材を押し付け、模様やパターンを作成します。ネジの頭やつまみなど、手でつかみやすい表面に加工されることが多いです。
内径加工は、素材の内側を削り、正確な穴を開ける加工です。例えば、ベアリングやシリンダーなど、正確な内径を必要とする部品に使われます。内径の加工は、部品の性能や耐久性に大きく影響を与える重要な工程です。内径加工に含まれる加工方法は下記の通りです。
穴あけは、回転する素材に対してドリルを使用して正確な穴を開ける加工技術です。穴の径や深さは工具や加工条件によって調整され、ボルトやピンを通す穴や、配線や流体の通路を作るために使用されます。
中ぐりは、既存の穴をさらに広げて内径を仕上げる加工方法です。穴あけと似ていますが、より高精度な内径を作るために行われます。中ぐり加工は、内面の仕上げ精度や寸法の一致が必要な場合に重要です。
端面加工は、素材の端を平らに整えるために行われます。特に、接合面や基準面を形成する際に使われ、部品の精度や組み立ての適合性を向上させる役割を果たします。端面加工に含まれる加工方法は下記の通りです。
端面削りは、素材の端部を平滑にするために削る加工方法です。素材の回転軸に垂直な面を平らに加工し、次の工程に備えるための基本的な加工となります。部品の仕上げ精度を高め、正確な寸法を得るために重要です。
正面削りは、回転する素材の正面を削り、平面を作る加工です。端面削りと似ていますが、正面削りは素材の端面を大きく広げた部分に適用されます。精度の高い平面を必要とする部品や取り付け面の製造に利用されます。
面取りは、素材のエッジを削り取ることで、鋭い角を丸める加工方法です。部品のエッジを滑らかにして安全性を高めるほか、部品同士の組み合わせを容易にするためにも行われます。小さな角度での削りが特徴です。
ねじ切り加工は、素材にねじ山を作り出す技術で、ボルトやナットのような部品に用いられます。高精度なねじ加工は、機械の信頼性を支える重要な工程であり、旋盤による正確なねじ切りが要求されます。ねじ切り加工に含まれる加工方法は下記の通りです。
おねじ切りは、素材の外周にねじ山を削り出す加工技術です。ねじ加工は、ボルトやスクリューなどの外ねじ部品を作成する際に使用されます。ピッチや山の形状は加工条件により異なりますが、正確なねじを作るためには高い精度が求められます。
めねじ切りは、内径にねじ山を削り出す加工方法です。ボルトなどをねじ込むための内部ねじを形成し、ナットや部品の接合部に使用されます。外ねじ切りと同様に、精度が求められ、CNC旋盤や特殊な工具で加工されることが一般的です。
旋削バイトは、外周や内径、ねじ切りなど用途に応じたさまざまな形状があります。例えば、片刃バイトは外周の加工に、ねじ切りバイトはねじ山の加工に特化しています。適切なバイトの選定は、部品の仕上がりや加工効率に大きな影響を与えます。
NC旋盤は数値制御による加工で、精度と作業効率を両立します。あらかじめ設定されたプログラムに従い、自動で高精度の加工を実現します。さらに、CNC旋盤ではコンピュータ制御が導入され、より複雑な加工が可能です。特に多品種少量生産や高精度な部品の製造において、CNC旋盤はその威力を発揮します。
旋盤加工は旋削加工の1つです。旋削加工についてはこちらの記事でわかりやすく説明していますので、ぜひ参考にしてください。
【旋削加工とは】旋削加工の仕組みと用途について
まず、旋盤に加工する材料を固定し、適切なバイトを選びます。工具の取り付け位置や角度が仕上がりの精度に影響するため、この段階で慎重に設定を行います。
荒加工では、素材の余分な部分を大まかに削り取り、目的の形状に近づけます。この段階では、精密な寸法調整は行わず、素材の大部分を効率的に取り除くことに重点を置きます。
最後に、仕上げ加工で細かな寸法調整を行い、表面の滑らかさを整えます。仕上げ加工では、寸法の誤差を最小限に抑えるため、非常に高精度な操作が求められます。
CHAMPIONは、精密な旋盤加工において国内有数の実績を誇り、全国3,600社以上から年間80,000件の製作依頼を受けています。独自の加工設備と、160社に及ぶ協力加工先を活用し、1個から特注部品の製作が可能です。公差0.003mmの精度を誇る加工技術で、複雑な部品でも短納期で対応します。さらに、加工機械の保有台数も豊富で、さまざまな部品や素材に柔軟に対応します。
旋盤加工は、製造業における重要な技術であり、幅広い素材に対応しながら高精度な部品を製造できる柔軟性が強みです。外径、内径、端面、ねじ切りといった多様な加工に対応し、自動車、航空機、医療機器といった高度な産業で広く使用されています。さらに、NC旋盤やCNC旋盤の導入により、より複雑で精度の高い部品を効率的に生産することが可能になりました。