シェーパー（平削り盤）の基礎：定義、構成部品、動作原理を徹底解説

シェーパー（平削り盤）とは

シェーパーは、ワークピースとシングルポイント切削工具（バイト）の直線的相対運動を利用して直線的な工具軌跡で機械加工を行う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、旋盤が螺旋状であるのに対し、（原型的な）シェーパーは直線的です。

木工用シェー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ワークピースを持ち、北米では単に「シェーパー」、英国では「スピンドルモルダー」として知られています。

金属加工用シェーパーは金属加工用プレイナーに類似していますが、ワークピースがカッターの下を移動するのではなく、カッターがラムに乗って静止したワークピースに対して相対移動する点が異なります。

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、油圧駆動シェーパーも増えています。シェーパーに運動軸を追加すると螺旋工具軌跡が得られ、これはヘリカルプレイニングでも実現されています。

シェーパーは水平・垂直・平面の製作に基本的に使用される往復運動型機械です。シェーパーはシングルポイント切削工具をラムに保持し、ワークピースはテーブルに固定されます。

前進ストロークでは、工具を保持したラムがワークピース上を往復し、所望の形状に切削します。復帰ストロークでは金属は切削されません。シェーパーでは、駆動装置の回転運動が、工具を保持するラムの往復運動に変換されます。

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低速で移動させ、復帰ストロークでは高速で戻すようにします。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。

シェーパープロセスは、テーブル上に保持されたワークピースに対して、ラムに保持されたシングルポイント切削工具が直線方向に往復動することで、水平・垂直・角度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。ラムが往復動し、工具ホルダーに保持された切削工具がワークピース上を前後動します。標準的なシェーパーでは、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（無切削）となります。

復帰はクイックリターン機構によって制御されます。切込み深さはワークピース移動によって増やされ、ワークピース送りはポールとラチェット機構によって行われます。

イギリスの技術者サミュエル・ベントハムはエンジニアであり、著名な造船技師でもありました。多くの機械工学アイテムの発明者です。彼は1791年と1793年にシェー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になりました。

ワークピースはテーブルに載せられ、テーブルは剛性のある箱形で、機械の前または近くに配置されます。

テーブルの高さは容易に調整可能で、ワークピースに合わせて調整されます。テーブルの移動は手動で制御します。テーブルの移動に他の方法はないか考えたことはありますか？

テーブルには自動送り機構が装備され、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。

この機械ではシングルポイント切削工具（切れ刃が一つのみ）を使用します。旋削工具（バイト）がシングルポイント切削工具の最良の例です。工具ホルダーに取り付けられ、ラムに搭載されます。

ワークピースは加工のためにテーブルに直接クランプされ、他端で支持される場合もあります。ラムは往復運動を示します。切削工具ホルダーはワークピース表面上を前後動します。

多くの方はラムが回転してストローク切削すると思うかもしれません。形状によります。標準シェー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運動を得て、切込み深さは工具の移動によって達成されます。送り運動はポールとラチェット機構に従います。

シェー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部キー溝を、専用ブローチ盤を用いずに加工可能
ダブテールスライド
内部スプラインと歯車歯
止まり穴でのキー溝、スプライン、歯車歯切削
CNCフライス盤では4軸または5軸輪郭加工やターンミル円筒補間が必要となるカムドラム
場合によって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、ボーリングバータイプ工具でフライスやボーリングでは対応困難な内部形状（タイトなコーナーを持つ不規則形状穴など）を切削可能
荒面の平滑化

製造プロセス