ターニングとは何ですか？-定義と操作の種類

ターニングとは何ですか？

旋削は、切削工具（通常は非回転工具ビット）が、ワークピースの回転中に多かれ少なかれ直線的に移動することにより、ねじれ工具経路を描く機械加工プロセスです。

通常、「旋削」という用語は、この切削作用による外面の生成のために予約されていますが、この同じ本質的な切削作用は、内面に適用される場合、「ボーリング」と呼ばれます。

したがって、「旋削と退屈」というフレーズは、旋盤として知られているプロセスのより大きなファミリーを分類します。旋削工具であれボーリング工具であれ、ワークピースの面の切削は「フェーシング」と呼ばれ、サブセットとしていずれかのカテゴリにまとめられる場合があります。

旋盤加工は、手動で行うことができます。従来の旋盤では、オペレーターによる継続的な監視が必要になることが多く、自動旋盤では必要ありません。今日、この自動化の最も一般的なタイプは、CNCとしてよく知られているコンピューター数値制御です。

旋削するときは、ワークピース（木材、金属、プラスチック、石など）を回転させ、切削工具を1、2、または3軸の運動軸で動かして、正確な直径と深さを作成します。旋削は、シリンダーの外側または内側のいずれかで行うことができ（ドリルとも呼ばれます）、さまざまな形状の管状コンポーネントを製造できます。

今日では非常にまれですが、初期の旋盤を使用して、複雑な幾何学的図形、さらには正多面体を作成することもできます。ただし、CNCの登場以来、この目的でコンピューター化されていないツールパス制御を使用することは一般的ではなくなりました。

旋削加工は通常、工作機械の中で最も古いと考えられている旋盤で実行され、ストレート旋削、テーパー旋削、プロファイリング、外部溝入れなどのさまざまなタイプがあります。

この旋削加工により、真っ直ぐな、円錐形の、湾曲した、または溝のあるワークピースなど、さまざまな材料形状を製造できます。旋削するときは、一般的に単純な一点切断が使用されます。ワークピース材料の各グループには、長年にわたって開発されてきた最適なツール角度のセットがあります。

旋削加工からの金属くずは、チップ（北米）またはスワーフ（英国）として知られています。一部の地域では、ターニングと呼ばれることもあります。

回転プロセス

旋削は、機械加工の一種であり、不要な材料を切り取って回転部品を作成するために使用される材料除去プロセスです。旋削加工には、旋盤または旋盤、ワークピース、固定具、および切削工具が必要です。

ワークピースは、それ自体が旋盤に取り付けられている固定具に固定され、高速で回転できるようになっている成形済みの材料です。カッターは通常、機械に固定されている一点切削工具ですが、一部の操作では多点工具を使用します。

切削工具は回転するワークピースに送り込み、小さな切りくずの形で材料を切り取り、目的の形状を作成します。

旋削加工は、穴、溝、ねじ山、テーパー、さまざまな直径のステップ、さらには輪郭のある表面など、多くの機能を備えた回転式の、通常は軸対称の部品を製造するために使用されます。旋削加工によって完全に製造される部品には、カスタム設計のシャフトやファスナーなど、おそらくプロトタイプに使用される数量が限られている部品が含まれることがよくあります。

旋削は、別のプロセスを使用して製造された部品に機能を追加または改良するための二次プロセスとしても一般的に使用されます。旋削が提供できる高い公差と表面仕上げにより、基本形状がすでに形成されている部品に精密な回転機能を追加するのに理想的です。

回転操作

旋盤加工は最も一般的な旋盤加工作業です。旋削加工中に、切削工具が回転するワークピースの外径から材料を取り除きます。旋削の主な目的は、ワークピースの直径を目的の寸法に縮小することです。旋削加工には、ラフとフィニッシュの2種類があります。

プロセスサイクル中にワークピースに対してさまざまな操作を実行して、パーツの目的の形状を取得できます。これらの操作は、外部または内部に分類できます。

外部操作では部品の外径が変更され、内部操作では内径が変更されます。次の操作は、使用するカッターのタイプと、このカッターがワークピースから材料を除去するためにたどる経路によってそれぞれ定義されます。

特定の操作を有効にする（外部）

• 回転します。 シングルポイントターニングツールは、ワークピースの側面に沿って軸方向に移動し、材料を除去して、ステップ、テーパー、面取り、輪郭などのさまざまなフィーチャーを形成します。これらのフィーチャーは通常、半径方向の小さな切り込み深さで加工され、端径に達するまで複数のパスが作成されます。
• テーパータ​​ーニング。 テーパー旋削により、一端から他端に向かって直径が徐々に減少する円筒形が生成されます。
• ハードターニング。 ハードターニングは、ロックウェルC硬度が45を超える材料に対して行われるターニングの一種です。通常、ワークピースが熱処理された後に実行されます。このプロセスは、従来の粉砕操作を置き換えるか制限することを目的としています。ハードターニングは、純粋にストック除去の目的で適用される場合、粗研削と有利に競合します。ただし、形状や寸法が重要な仕上げに使用する場合は、研削が優れています。
• 向き合っています。 シングルポイントターニングツールは、ワークピースの端に沿って放射状に移動し、材料の薄層を除去して滑らかな平坦な表面を提供します。面の深さは、通常は非常に浅く、1回のパスで加工することも、軸方向の切り込みを浅くして複数のパスを作成することで到達することもできます。
• 別れ。 溝入れと同様に、シングルポイントカットオフツールは半径方向にワークピースの側面に移動し、ワークピースの中心または内径に達するまで続き、ワークピースの一部を分割またはカットオフします。
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• 溝入れ。 一点旋削工具が半径方向にワークピースの側面に移動し、切削工具と同じ幅の溝を切削します。複数の切り込みを入れて工具幅よりも大きな溝を形成することができ、特殊な形状の工具を使用してさまざまな形状の溝を作成することができます。

非特定の操作（内部）

• 退屈。 ボーリング工具がワークピースに軸方向に侵入し、内面に沿って切削して、ステップ、テーパー、面取り、輪郭などのさまざまなフィーチャーを形成します。ボーリング工具は一点切削工具で、調整可能なボーリングヘッドを使用して希望の直径を切削するように設定できます。ボーリングは通常、直径を大きくしたり、より正確な寸法を得るために、穴を開けた後に実行されます。
• 掘削。 ワークの内部から材料を取り除くために使用されます。このプロセスでは、旋盤のテールストックまたはツールタレットに固定された標準のドリルビットを使用します。このプロセスは、個別に入手可能な掘削機で行うことができます。
• ローレット。 パーツの表面に鋸歯状のパターンをカットして、ハンドグリップとして、または専用のローレットツールを使用して視覚的な強調として使用します。
• リーマ。 すでに開けられた穴から少量の金属を取り除くサイジング操作。これは、非常に正確な直径の内部穴を作成するために行われます。たとえば、6mmの穴は、5.98 mmのドリルビットで穴を開けてから、正確な寸法にリーミングすることで作成されます。
• スレッド化。 通常60度の尖ったノーズを備えたシングルポイントねじ山工具は、ワークピースの側面に沿って軸方向に移動し、ねじ山を外面に切り込みます。スレッドは指定された長さとピッチにカットでき、複数のパスを形成する必要がある場合があります。
• 多角形の回転。 非円形のフォームは、原材料の回転を中断することなく機械加工されます。

カッティングパラメータ

旋削するとき、切削工具の速度と動きはいくつかのパラメータによって指定されます。これらのパラメータは、ワークピースの材質、工具の材質、工具のサイズなどに基づいて、操作ごとに選択されます。

• カッティングフィード– スピンドルの1回転中に切削工具またはワークピースが前進する距離。1回転あたりのインチ（IPR）で測定されます。一部の操作では、ツールがワークピースにフィードし、他の操作では、ワークピースがツールにフィードします。マルチポイントツールの場合、切削送りは、1歯あたりの送り量（インチ/歯（IPT）で測定）に切削工具の歯数を掛けたものにも等しくなります。
• 切断速度– 切削中の切削工具のエッジに対するワークピース表面の速度。表面フィート/分（SFM）で測定されます。
• スピンドル速度– スピンドルとワークピースの回転速度（1分あたりの回転数（RPM））。スピンドル速度は、切削速度を切削を行うワークピースの円周で割ったものに等しくなります。一定の切削速度を維持するために、スピンドル速度は切削の直径に基づいて変化する必要があります。スピンドル速度を一定に保つと、切削速度が変化します。
• 送り速度– 工具が切削を行うときの、ワークピースに対する切削工具の移動速度。送り速度はインチ/分（IPM）で測定され、切削送り（IPR）とスピンドル速度（RPM）の積です。
• 軸方向の切り込み深さ– フェーシング操作の場合のように、カットを行うときのワークピースの軸に沿ったツールの深さ。軸方向の切り込み深さが大きいと、必要な送り速度を低くする必要があります。そうしないと、工具に大きな負荷がかかり、工具の寿命が短くなります。したがって、工具がパスごとに指定された軸方向の切込み深さまで移動するときに、フィーチャーは通常、複数のパスで加工されます。
• 放射状の切り込みの深さ– 旋削または中ぐり加工の場合のように、切削時のワークの半径に沿った工具の深さ。半径方向の切り込み深さが大きいと、必要な送り速度を低くする必要があります。そうしないと、工具に大きな負荷がかかり、工具の寿命が短くなります。したがって、工具が半径方向の切り込み深さで移動するときに、フィーチャーは多くの場合、いくつかのステップで加工されます。

ツーリング

シングルポイント切削工具のさまざまな角度、形状、およびサイズは、機械加工操作中に得られるワークピースの表面に直接関係しています。すくい角、側面すくい角、刃先角度、逃げ角、ノーズ半径など、さまざまなタイプの角度が存在し、ワークピースに対して異なる場合があります。

また、V字型や正方形など、一点切削工具の形状も多数あります。特殊なツールホルダーは通常、操作中に切削工具を所定の位置に保持するために使用されます。

よくある質問。