シェイパー（整形盤）とは：定義、構成部品、動作原理を徹底解説

シェイパー（整形盤）とは

シェイパーは、工作物と単点切削工具の直線的な相対運動を利用して直線的な工具軌跡を加工する工作機械の一種です。その切削は旋盤に類似していますが、（原型的には）螺旋状ではなく直線的です。

木工用シェイパーは機能的に異なる木工工具で、通常動力駆動の回転切削ヘッドと手動送りの工作物を持ち、北米では単にシェイパー、英国ではスピンドルモルダーと呼ばれます。

金属加工用シェイパーは金属加工用平削り盤に類似していますが、カッターがラムに乗って静止した工作物に対して相対移動するのに対し、平削り盤では工作物がカッターの下を移動します。

ラムは通常、コラム内部の機械式クランクによって駆動されますが、油圧駆動シェイパーも増えています。シェイパーに運動軸を追加すると螺旋工具軌跡が得られ、これは螺旋平削りでも実現されています。

シェイパーは基本的に往復運動型の機械で、水平、垂直、または平面を生産するために主に使用されます。シェイパーは単点切削工具をラムに保持し、工作物をテーブルに固定します。

前進ストロークでは、工具を保持したラムが工作物上を往復し、必要な形状に切削します。復帰ストロークでは金属は切削されません。シェイパーでは、駆動の回転運動がラムの往復運動（工具保持）に変換されます。

したがって、総機械時間を短縮するため、前進切削ストロークではラムを遅く動かし、復帰ストロークでは速く戻すようにします。これはクイックリターン機構と呼ばれる機構で実現されます。

シェイパープロセスは、テーブル上に保持された工作物に対して、ラムに保持された単点切削工具を直線方向に往復させることで、水平、垂直、傾斜面から金属を除去するプロセスと定義できます。

テーブルは外端で支持される場合があります。ラムが往復し、工具ホルダーに保持された切削工具が工作物上を前後に移動します。標準的なシェイパーでは、ラムの前進ストロークで材料切削が行われ、復帰ストロークはアイドル（非切削）です。

復帰はクイックリターン機構によって制御されます。切削深さは工作物を移動させることで増やし、工作物の送りはクリクリ（パウル）とラチェット機構によって行われます。

イギリスの技師サミュエル・ベントハムは、技師であり有名な海軍建築家でした。彼は多くの機械工学アイテムの発明者です。1791年と1793年にシェイパーを発明しました。この機械は19世紀半ばから20世紀初頭にかけて一般的でした。

工作物はテーブルに取り付けられ、テーブルは剛性のある箱型で、機械の前または近くに配置されます。

テーブルの高さは簡単に調整可能で、工作物に合わせて調整されます。テーブルの動きは手動で制御されます。テーブルの動きに他の方法を考えたことはありますか？

テーブルには自動送り機構があり、送りネジで動作します。これは切削用で、ラムはストローク調整可能です。

この機械では単点切削工具を使用し、切削刃は1つだけです。旋削工具が単点切削工具の好例です。工具ホルダーに取り付けられ、ラムにも取り付けられます。

工作物は直接テーブルにクランプ固定され、他端で支持されることもあります。ラムは往復運動を示します。切削工具ホルダーが工作物表面上を前後します。

多くの方はラムが回転してストロークごとに切削すると考えがちです。これは形状によります。標準的なシェイパーでは前進ストロークで切削が行われ、後退ストロークはアイドルと見なされます。

切削工具はクイックリターン機構から動きを得て、切削深さは工具の移動で達成されます。送り運動はパウルとラチェット機構に従います。

シェイパーの主要部品は以下の通りです：

最も一般的な用途は直線的な平面加工ですが、工夫とアクセサリー次第で幅広い作業が可能です。その他の用途例：

プーリーやギアのボスのキー溝を、専用ブローチ盤なしで加工可能
テールスライド（ダブテールスライド）
内部スプラインと歯車
盲穴でのキー溝、スプライン、歯切り
CNCフライス盤で言えば4軸または5軸輪郭加工、または旋削フライス円筒補間が必要となるツールパスを持つカムドラム
一部のケースではワイヤー放電加工（EDM）を不要にできる。ドリルまたはコア穴から開始し、ボーリングバー型工具を用いたシェイパーで、フライスやボーリングでは困難な内部形状（タイトなコーナーを持つ不規則形状の穴など）を加工可能
粗い表面の平滑化

産業技術