精密加工に必須の旋盤旋削加工トップ10操作完全ガイド

旋盤は医療、軍事、電子、自動車、航空宇宙用途の高度な部品を製造します。旋盤で行われるトップ10の機械加工操作をご紹介します。

旋盤は目的の特徴を持つ部品を提供するために多数の機械加工操作を実行できます。旋削は旋盤加工の一般的な呼称ですが、旋削は旋盤操作の一種に過ぎません。

工具先端のバリエーションと工具・ワークの運動学的関係の変化により、旋盤でさまざまな操作が可能です。最も一般的な旋盤操作は、旋削、端面加工、溝入れ、切り離し、ねじ切り、穴あけ、内径加工、ノーリング、タッピングです。

1. 旋削

旋削は最も一般的な旋盤機械加工操作です。旋削工程では、切削工具が回転ワークの外径から材料を除去します。主目的はワーク外径を目標寸法まで削減することです。荒取り旋削と仕上げ旋削の2種類があります。

荒取り旋削は、精度と仕上げ面を度外視して、最短時間で最大量の材料を除去し、規定厚まで加工することを目的とします。仕上げ旋削は滑らかな仕上げ面と最終的な精密寸法を実現します。

旋削部品の異なるセクションは異なる外径を持つ場合があります。2つの異なる直径を持つ面の間の遷移には、段、テーパー、面取り、輪郭などのトポロジカル特徴があります。これらを生成するには、小さな半径方向切り込みで複数パスが必要な場合があります。

段削り

段削りは、2つの面の間に急激な直径変化を生み出し、最終形状が段のようになります。

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テーパー削り

テーパー削りは、ワークと切削工具の角度付き相対運動により、異なる直径を持つ2面間に傾斜遷移を生成します。

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面取り削り

段削りと同様に、面取り削りは異なる旋削直径を持つ2面間の鋭利なエッジに角度付き遷移を作ります。

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輪郭削り

輪郭削りでは、切削工具が軸方向に予め定義された幾何学的パスに沿って移動します。輪郭工具の複数パスでワークに所望の輪郭を作成します。ただし成形工具を用いれば単一パスで同一輪郭形状を生成可能です。

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2. 端面加工

加工中、ワーク長さは最終部品よりわずかに長くなっています。端面加工は、回転軸に垂直なワーク端面を機械加工する操作です。端面加工では、工具がワーク半径方向に移動し、薄い材料層を除去して所望の部品長さと滑らかな端面を生成します。

3. 溝入れ

溝入れはワークに狭い切り込み「溝」を作る旋削操作です。切り込みサイズは切削工具の幅に依存します。幅広い溝には複数の工具パスが必要です。外径溝入れと端面溝入れの2種類があります。外径溝入れでは工具がワーク側面に半径方向へ進み、切削方向に沿って材料を除去します。端面溝入れでは工具がワーク端面に溝を加工します。

4. 切り離し

切り離しは、加工サイクル末端でワークを切断する操作です。回転軸に垂直に特定形状の工具がワークに進入し、ワーク回転中に漸進的に切断します。切削工具の刃先がワーク中心に達すると、ワークが落下します。パートキャッチャーで切り離された部品を受け止めるのが一般的です。

5. ねじ切り

ねじ切りは、工具がワーク側面に沿って移動し、外面にねじを切る旋削操作です。ねじは指定長とピッチの均一な螺旋溝です。深いねじには工具の複数パスが必要です。

6. ノーリング

ノーリング操作は部品表面にギザギザ模様を形成します。把持摩擦を高め、機械加工部品の外観を向上させます。この加工は、工具ホルダー内で回転可能な単一または複数の円筒形ホイール（ノール）からなる特殊工具を用います。ノールには歯があり、ワーク表面に転圧してギザギザ模様を形成します。最も一般的なノーリングパターンはダイヤモンドパターンです。

7. 穴あけ

穴あけ操作はワーク内部から材料を除去します。結果として、使用ドリルビットと同径の穴が得られます。ドリルビットは通常、テールストックまたは旋盤工具ホルダーに取り付けられます。

8. リーマ加工

リーマ加工はワーク内の穴を拡大する寸法仕上げ操作です。リーマ加工では、リーマがワーク端面から軸方向に進入し、既存穴を工具径まで拡大します。リーマ加工は最小限の材料除去で、穴あけ後に実施してより精密な径と滑らかな内面仕上げを得ることが多いです。

9. 内径加工（ボーリング）

ボーリング操作では、工具がワーク軸方向に進入し、内面に沿って材料を除去して異なる形状を作るか、既存穴を拡大します。

10. タッピング

タッピングは、タップ工具がワーク軸方向に進入し、既存穴にねじを切るプロセスです。穴は所望のタップ工具に対応するビットサイズと一致します。タッピングはナットにねじを切る操作でもあります。

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結論

旋盤は高度な特徴を持つ部品を機械加工できます。最終部品特徴は、さまざまな工具の活用と切削工具・ワークの運動学的関係の変更によって生み出されます。本記事では10種類の旋盤操作を解説しました。