旋削加工とは - 定義と加工の種類

ターニングとは?

旋削は、切削工具 (通常は非回転工具ビット) が、工作物が回転している間に多かれ少なかれ直線的に移動することにより、らせん状のツールパスを描く機械加工プロセスです。

通常、「旋削」という用語は、この切削アクション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アクションが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、「旋削とボーリング」というフレーズは、旋盤加工として知られるより大きな一連のプロセスを分類します。旋削工具または中ぐり工具のいずれを使用するかに関係なく、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。

旋削は手動で行うことができ、オペレータの継続的な監視を必要とすることが多い従来の旋盤、またはそれを必要としない自動旋盤を使用して行うことができます。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。

旋盤加工では、工作物 (木、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 軸の動作で動かして、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 (穴あけとも呼ばれます)、さまざまな形状の管状コンポーネントを作成できます。

今日では非常にまれですが、初期の旋盤は、複雑な幾何学的図形、さらにはプラトン立体を作るために使用することさえできました。ただし、CNC の登場以来、この目的のためにコンピュータ化されていないツールパス制御を使用することは珍しくなりました。中国で最高の CNC 旋削部品サプライヤーである YIJIN Hardware よりも CNC 旋削部品を探している場合。

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行われ、直線旋削、テーパー旋削、プロファイル加工、外面溝入れなど、さまざまな種類があります。

この旋削プロセスでは、直線、円錐、曲線、または溝付きのワークピースなど、さまざまな材料形状を作成できます。旋削の場合は、単純な一点切削が一般的です。被削材の各グループには、長年にわたって開発された最適な工具角度のセットがあります。

旋削作業からの金属くずは、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、ターニングとして知られている場合があります。

旋削プロセス

旋削は機械加工の一形態であり、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、工作物、治具、および切削工具が必要です。

ワークピースは、固定具に固定され、それ自体が旋盤に取り付けられ、高速で回転できる成形済みの材料です。カッターは通常、機械に固定されたシングルポイントの切削工具ですが、一部の操作ではマルチポイントの工具が使用されます。

切削工具は、回転する工作物に送り込み、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、多くの特徴を持つ、通常は軸対称の回転部品を製造するために使用されます。旋削加工で完全に製造される部品には、多くの場合、特注設計のシャフトやファスナーなど、プロトタイプ用に限られた数量で使用されるコンポーネントが含まれます。

旋削は、別のプロセスを使用して製造された部品の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。旋削加工が提供できる高い公差と表面仕上げにより、基本形状が既に形成されているパーツに精密な回転機能を追加するのに理想的です。

旋削加工

旋削は、最も一般的な旋盤加工操作です。旋削加工では、切削工具が回転する工作物の外径から材料を除去します。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、荒加工と仕上げ加工の 2 種類があります。

部品の所望の形状を得るために、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できます。これらの操作は、外部または内部として分類できます。

外部操作はパーツの外径を変更し、内部操作は内径を変更します。次の操作は、使用するカッターのタイプと、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パスによってそれぞれ定義されます。

ターニングの特定の操作 (外部)

ターニング。 シングルポイント旋削工具は、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、段差、テーパー、面取り、輪郭などのさまざまな特徴を形成します。これらの特徴は通常、小さな半径方向の切込みで機械加工され、最終直径に達するまで複数のパスが作成されます。
テーパー加工。 テーパー加工により、一方の端からもう一方の端に向かって直径が徐々に小さくな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旋削の一種です。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、従来の研削作業を置き換えるか、制限することを目的としています。ハードターニングは、純粋に材料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、形状と寸法が重要な仕上げに適用する場合は、研磨の方が優れています。
向き合っています。 シングルポイント旋削工具は、ワークピースの端に沿って放射状に移動し、材料の薄い層を除去して滑らかな平らな表面を提供します。面の深さは通常非常に小さく、1 回のパスで加工することも、より小さな軸方向の切り込みで加工して複数のパスを作成することで達成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ワークピースの側面に向かって放射状に移動し、ワークピースの中心または内径に到達するまで続けて、ワークピースの一部を分離または切断します。
溝入れ。 シングルポイント旋削工具がワークピースの側面に向かって放射状に移動し、切削工具と同じ幅の溝を切削します。ツール幅よりも大きな溝を形成するために複数のカットを行うことができ、特殊な成形ツール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)

つまらない。 中ぐり工具は軸方向にワークピースに入り、内面に沿って切削して、段差、テーパー、面取り、輪郭などのさまざまな特徴を形成します。ボーリング工具はシングルポイント切削工具で、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、穴をあけた後に、直径を拡大したり、より正確な寸法を取得したりするために行われます。
掘削。 ワークピースの内部から材料を除去するために使用されます。このプロセスでは、テールストックまたは旋盤の工具タレットに固定された標準的なドリルビットを使用します。このプロセスは、別売りのボール盤で行うことができます。
ナーリング。 特殊なローレット加工ツールを使用して、ハンドグリップとして、または視覚的な強調として使用するために、パーツの表面に鋸歯状のパターンを刻むこと。
リーミング。 すでに穿孔された穴から少量の金属を除去するサイジング作業。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、6 mm の穴は 5.98 mm のドリルビットで穴をあけて作成し、正確な寸法にリーミングします。
スレッド。 通常は 60 度の尖ったノーズを備えたシングルポイントねじ切り工具が、ワークピースの側面に沿って軸方向に移動し、ねじを外面に切り込みます。ねじ山は、指定された長さとピッチにカットできます。形成には複数回のパスが必要になる場合があります。
多角形の回転。 原材料の回転を中断することなく非円形の形状を機械加工する

カットパラメータ

旋削時の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、各操作で選択されます。

カッティングフィード – 切削工具または工作物がスピンドルの 1 回転中に進む距離で、1 回転あたりのインチ数 (IPR) で測定されます。工具が工作物に送り込まれる操作もあれば、工作物が工具に送り込まれる操作もあります。マルチポイントツールの場合、切削送りは、1 刃あたりのインチ数 (IPT) で測定された 1 刃あたりの送りに、切削工具の刃数を掛けた値にも等しくなります。
切断速度 – 切削中の切削工具の刃先に対する工作物表面の速度で、1 分あたりの表面フィート数 (SFM) で測定されます。
主軸速度 – スピンドルとワークピースの回転速度 (RPM)。スピンドル速度は、切削速度を切削が行われているワークピースの円周で割った値に等しくなります。一定の切削速度を維持するために、主軸速度は切削の直径に基づいて変化する必要があります。スピンドル速度が一定に保たれている場合、切削速度は変化します。
送り速度 – 工具が切削を行うときの、工作物に対する切削工具の移動速度。送り速度は毎分インチ (IPM) で測定され、切削送り (IPR) とスピンドル速度 (RPM) の積です。
軸方向の切込み深さ – 面削り操作のように、切削を行うときのワークピースの軸に沿った工具の深さ。軸方向の切込みが大きい場合、送り速度を低くする必要があります。そうしないと、工具に高い負荷がかかり、工具の寿命が短くなります。したがって、各パスで指定された軸方向の切り込み深さまで工具が移動するため、フィーチャは通常、複数のパスで加工されます。
半径方向の切削深さ – 旋削または中ぐり操作のように、切削を行うときのワークピースの半径に沿った工具の深さ。半径方向の切込みが大きい場合、送り速度を低くする必要があります。そうしないと、工具に高い負荷がかかり、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際に、フィーチャは複数のステップで加工されることがよくあります。