機械設計 知っておきたい基礎知識

【知っておきたい基礎知識】機械設計に必要な基礎知識「切削加工」の種類と特徴を解説【工作法】

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どうも、ぜっとんです。

工作法には様々な種類がありますが、今回は工作法の一つ「切削加工」についてです。

切削加工は、工作物の不要な部分を除去し、形状および寸法を得る工作法です。

 

解説動画:第70回【知っておきたい基礎知識】機械設計に必要な基礎知識「切削加工」の種類と特徴を解説【工作法】

このブログの内容は、下記動画でも解説しています。

 

切削加工とは

まずは切削加工についてです。

漢字の通り、材料(金属、木材、プラスチック)を切ったり削ったりして成形する加工法です。

基本的には機械を使って切削しますが、人力で加工する方法もあります。

木材を削る彫刻作品なんかは人力で切削加工します。

もっと身近なものは、りんごの皮とかりんごをすりおろすことも切削加工になります。

切削加工の種類をまとめます。

切削加工の種類

  • 旋削(せんさく)
  • 穴あけ
  • 中ぐり
  • フライス削り
  • 平削り
  • 形削り
  • 立削り
  • 歯切り
  • ブローチ削り

切削加工の種類は多く、加工によって工具と工作機械を変えないといけなくなります。

今の工作機械は複合型なので、一つの機械でツールチェンジャーを使い工具を変えながら加工していきます。

 

加工法について

それぞれの加工法について、主な切削工具、主な工作機械、特徴を解説していきます。

切削加工の種類が多いので、代表的な加工に絞っていきます。

代表的な加工でも種類は多いので言葉だけでは分かりづらいと思います。

できる限りわかりやすく説明しようと思いますが、言葉だけではわかりにくい、または気になった加工法については

自分で調べて、実際の動きを確認してみてください。

 

旋削(せんさく)

旋削は工作物に回転運動を与えて、切削工具を使って切削加工をする加工法です。

主な工具は「バイト」という棒状の切削工具を使用します。

主な工作機械は「旋盤(せんばん)」を使用します。

バイトは削ろうとする形状で変えるため種類も多くあります。

バイトの種類

  • 剣バイト
  • 片刃バイト
  • ねじ切りバイト
  • 突切りバイト

などです。

バイトの種類が多いですが、旋削の種類も多くあるので見ていきましょう。

旋削の種類

  • 外丸削り
  • テーパ削り
  • 曲面削り
  • 端面削り
  • 正面削り
  • 側面削り
  • 突切り
  • 総形削り
  • 中ぐり
  • めねじ切り
  • おねじ切り

があります。

旋削加工は回転運動で工作物を加工するため、形状が丸みを帯びた加工品ばかりになります。

そのため、丸物加工とも呼ばれています。

 

穴あけ

穴あけは、言葉の通り工作物に穴あけをする加工法です。

主な工具は「ドリル」「リーマ」「タップ」などの切削工具を使用します。

主な工作機械は「ボール盤」を使用します。

次に穴あけの種類です。

穴あけの種類

  • 穴あけ(キリもみ)
  • リーマ仕上げ(リーマ通し)
  • タップ立て(ネジ立て)
  • 中ぐり
  • 座ぐり
  • 皿座ぐり(皿もみ)
  • 深座ぐり(もみ下げ)

があります。

基本的には穴をあける加工ですが、工具を使い分けることで穴あけ以外の加工もできます。

 

フライス削り

フライス削りは、工作物を固定し工具を回転させて加工する加工法です。

主な工具は「正面フライス」「エンドミル」などの切削工具を使用します。

主な工作機械は「フライス盤」を使用します。

フライス削りは、いろいろなフライスを使って多種類の加工が可能です。

フライス削りの種類

  • 平削り:平フライス(荒刃),平フライス(普通刃)
  • 溝削り:二枚刃エンドミル,溝フライス,半月キー溝フライス
  • 側面削り:側フライス(千鳥刃),側フライス(普通刃)
  • すりわり:メタルソー
  • 角削り:等角フライス,ネジ付き角フライス
  • 正面削り:エンドミル,植刃(しょくは)正面フライス
  • 歯切り:インボリュートフライス
  • ねじれ溝削り:外丸フライス
  • 内丸削り:内丸フライス

フライス削りは、加工の方法によって工具が一つ一つ違うことが特徴です。

万能そうに思えるフライス削りも苦手な加工があります。

それは、「ピンカド」形状です。

半径Rが0のものは加工ができません。

フライス削りの場合は、必ず隅に半径Rか逃し形状を作りましょう。

 

ブローチ削り

ブローチ削りは、ブローチという切削工具で、工作物の内面を短時間に加工する加工法です。

主な工具は「内面ブローチ」「外面ブローチ」を使用します。

主な工作機械は「ブローチ盤」を使用します。

ブローチには、荒刃から仕上刃まで多数の刃があるため

工作物の内面に入れて一気に引き抜くことで、粗削りも仕上げ削りもできます。

ブローチの長さは、800〜2400mmもあります。

ブローチは長く、切削物を加工するために直進運動させるため工作機は大きくなります。

また切削にかかる力が大きいため、高い剛性が必要になります

 

さいごに

機械設計に必要な基礎知識「切削加工」について解説してきました。

最後にもう一度、切削加工の種類をまとめておきましょう。

切削加工の種類

  • 旋削(せんさく)
  • 穴あけ
  • 中ぐり
  • フライス削り
  • 平削り
  • 形削り
  • 立削り
  • 歯切り
  • ブローチ削り

加工の種類が多いため、一部だけの解説になってしまいました。

金属部品の多くは切削加工で成形されています。

機械設計で重要なことは、設計する部品が必ず加工できることです。

また、切削加工は切削工具と切削機械を使うため安全にも注意が必要です。

一緒に工作法を勉強して、設計者としてレベルアップしていきましょう(^^)

それでは!

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