旋盤完全ガイド:構成部品、加工操作、種類(PDFダウンロード可)
旋盤とは?
工作機械の代表格である旋盤は、ワークを強固な支持具で保持し、回転するワークに対して切削工具を当ててチップとして材料を除去する機械です。汎用性が高く、製造業で最も重要な工作機械の一つ。近年はCNC旋盤(自動旋盤)が普及しています。
旋盤で可能な主な加工
外径旋削、段付き旋削、面取り、ねじ切り、端面加工、テーパー旋削、穴あけ、リーマ、ボーリング、ナーリング、研削、フライスなど多岐にわたります。
旋盤の主要部品
#1 旋盤ベッド
機械の基礎。主軸台(ヘッドストック)と心押し台(テールストック)が両端に、鞍(キャリッジ)がベッド上をスライド。ベッドは旋盤のガイド部材として以下を満たす必要があります:
- 十分な剛性でたわみを防止
- 振動吸収のため十分な質量・深さ・幅
- ねじれに強い
- 高圧縮強度、耐摩耗性、振動吸収性を持つ材料(ニッケル・クロム合金鋳鉄等)
#2 主軸台(ヘッドストック)
ベッド左端の内側ガイド面に固定。中空主軸と主軸回転数制御機構を内蔵。
#3 チャック
主軸端に取り付け、ワークを把持・回転駆動。主軸回転数はヘッドストックで可変。代表的なのは4爪チャック(独立爪)と3爪チャック(スクロール・ユニバーサル)。
#4 心押し台(テールストック)
ベッド右端の内側ガイド面に配置。用途:
- ワークのもう一方の端を支持
- ドリル、リーマ、タップ等の工具を保持して穴加工実施
#5 リードスクリュー
方形ネジを切った外部ねじ軸。回転運動を直線運動に変換。ねじ切り加工時に鞍を自動送りする。
#6 送り軸(フィードロッド)
リードスクリュー直下の円筒軸。外部ネジなし。鞍を左右に手動/動力送りするための軸。
#7 鞍(キャリッジ)
切削工具を支持・移動・制御する複合部品。構成要素:
- 鞍(サドル)
- 横送り台(クロススライド)
- 複合送り台(コンパウンドスライド)
- 工具台(ツールポスト)
- エプロン
#8 鞍(サドル)
H字型鋳物でベッドに跨りガイド面を滑る。クロススライドと工具台を支持。
#9 横送り台(クロススライド)
鞍に取り付けられ、工具をワーク軸直角方向に往復動させる。
#10 複合送り台(コンパウンドスライド)
クロススライド上に搭載。角度切削や短いテーパー加工用。
#11 工具台(ツールポスト)
複合送り台頂部に位置。工具を確実に固定し、作業位置へ調整可能。
#12 エプロン
鞍に固定されベッド前面に垂れ下がる。ギア、クラッチ、レバーを内蔵し、鞍の手動/動力送りを操作。
#13 送り機構
工具のワークに対する相対運動。3種類:
- 縦送り(長手方向・長さ寸法用)
- 横送り(深さ方向)
- 角度送り(テーパー用)
旋盤の動作原理
- チャック爪を緩め、ワークを挿入、チャックキーで確実に締付
- チャックはギア/ベルト駆動でモーターと連結、ワークに回転運動を与える
- 回転するワークに切削工具を送り込む(工具は剛性保持)
- 工具はワーク軸に対して平行、垂直、または角度を付けて送り
- チップとして材料を除去し、目的形状を形成
- ワークが回転、工具が縦・横・横断方向に移動
旋盤で可能な操作一覧
- 外径旋削、段付き旋削、面取り、ねじ切り、端面加工、ナーリング、充填、テーパー旋削、エキセントリック旋削、研磨、溝入れ、スピニング、ばね巻き、成形
- 穴あけ、リーマ、ボーリング、カウンターボア、テーパーボア
- 外部ねじ切り、内部ねじ切り、タッピング、アンダーカット、パーティングオフ
特殊アタッチメント追加で研削、フライスも可能。
旋盤の重要用語
切削速度
切削工具がワークから金属を除去する速度。
送り量
ワーク1回転あたりの工具進み量。単位:mm/rev。
切込み深さ
工具面からワーク表面までの垂直距離。
切込み深さ = (d1 - d2) / 2
d1 = 加工前直径、d2 = 加工後直径
切込み深さは切削速度に反比例。
旋盤の種類
- 高速旋盤(スピードレース)
- 汎用旋盤(エンジンレース)
- 卓上旋盤(ベンチレース)
- 工具室旋盤(ツールルームレース)
- キャプスタン・タレット旋盤
- 特殊旋盤
- CNC旋盤
産業技術
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