よく見られる8つの機械加工プロセス

製造業について話題になるたびに、, 加工製造工程これは絶対に欠かせない工程です。機械加工とは、原材料を所定の形状、寸法、および表面品質に変えるプロセスです。このプロセスには、さまざまな精密加工手法が含まれており、その目的は、各部品の要件を満たすことにあります。以下では、8つの一般的な機械加工手法について、非常に詳しく解説します。

01. 旋削（）

回転するワーク保持装置にワークを固定し、その後、切削工具を用いてワーク上の材料を徐々に削り取り、それによって所望の形状および寸法を得ることを「旋削」といいます。 この加工方法は、軸やスリーブのような円筒形の部品の製造に適しており、旋削の加工方法や切削工具の選択は、最終製品の形状や表面粗さに影響を与えます。

旋削加工はさまざまな種類に分類され、その中には外径旋削、内径旋削、平面旋削、さらにねじ切りなどの形式が含まれます。

軸、円柱、円錐などの形状の加工によく用いられるのは外径旋削であり、内径旋削を行う際には、切削工具がワークの内孔に入り込み、内孔の直径および表面を所定の寸法と精度に加工します。 平面旋削は、一般的に部品のベースや端面など、平坦な表面を形成するために用いられます。ねじ切りは、工具の切削刃をワークの表面に対して相対的に移動させ、内ねじや外ねじを含むねじ山形状を段階的に切削して形成します。

02. フライス加工（）

フライス加工とは、回転する切削工具を用いてワークの表面から材料を削り取る加工法であり、切削工具の移動を制御することで、平面、凹面、凸面、歯車など、数多くの複雑な形状を持つ部品を製造することが可能となります。フライス加工には、平面フライス加工、立フライス加工、エンドミル加工、歯車フライス加工、輪郭フライス加工などが含まれます。そして実際には、それぞれの加工方法は異なる加工ニーズに適しています。

平面フライス加工では、工具の切削刃がワークの表面で切削作業を行い、これにより平坦な表面が得られる。立フライス加工は、ワークの高さ方向に沿った溝や穴の加工によく用いられる。 エンドミル加工は、ワークの側面を切削するもので、輪郭、溝、エッジなどの加工によく用いられます。 歯車加工では、一般的に切削刃を備えた特殊な工具を用いて歯車の歯形を切削し、輪郭加工は複雑な曲線や輪郭形状を加工するために用いられ、工具の経路は輪郭に基づいて精密に制御されます。

03. 穴あけ（）

回転するドリルを用いてワークピースの材料を切削し、所望の穴径および深さを形成することを目的としており、この方法は製造業、建設業、およびメンテナンス分野で極めて広く利用されている。ドリル加工は、一般的に通常ドリル加工、センタードリル加工、深穴ドリル加工、多軸ドリル加工など、さまざまな種類に分類される。

通常の穴あけ加工では、らせん状の切削刃を備えたドリルが使用され、これは通常、比較的小さな穴や一般的な穴あけニーズに用いられます。センター穴あけとは、まずワークの表面に小さな穴を開け、その後、より大きなドリルを使用して穴あけを行うことで、大きな穴の位置を正確に確保する加工方法です。深穴加工は、比較的深い穴を加工するためのもので、加工精度と品質を確保するために、特殊なドリルや冷却技術が必要となります。多軸加工は、複数のドリルを異なる角度で同時に使用して加工を行うもので、複数の穴を同時に加工する場合に適しています。

04. 研削（）

研削とは、研削工具を用いてワークの表面の材料を徐々に切削または除去し、それによって所望の形状、寸法、および表面品質を得る加工法である。研削は、金型、精密機械部品、工具など、高い精度や表面品質が求められる部品の加工に広く用いられている。

研削は、平面研削、外径研削、内径研削、輪郭研削に分類される。平面研削は、平坦なワーク表面を加工し、滑らかな表面と正確な寸法を得るために行われる。外径研削は、軸やピンなどの円筒形ワークの外周面を加工するために用いられます。内径研削は、内孔や軸穴などの穴の内面を加工するために用いられます。輪郭研削は、金型や工具の刃先など、複雑な輪郭形状を加工するために用いられます。

05. 中ぐり加工（）

ボーリング加工は、ワークピース内部の円形穴の加工に広く用いられます。これは、回転する切削工具を用いて、既存の穴内で切削を行うことで、正確な寸法と平面度を実現するものです。ドリル加工とは異なり、ドリル加工はワークピースの表面から材料を切削して穴を形成するのに対し、ボーリング加工は切削工具をワークピースの内部に挿入して穴を切削するものです。

ボーリング加工は、手動ボーリングとCNCボーリングに分類されます。手動ボーリングは、小ロット生産や単純な加工作業に適しています。一方、CNCボーリングでは、プログラミングによって切削経路、送り速度、回転速度を決定し、自動化された高精度加工を実現します。

06. 削り出し（）

切削加工とは、工作物の表面に鉋刃を当てて削り出すことで、所望の平坦な表面、正確な寸法、および表面品質を得る加工方法です。鉋削は、ベースやベッドなど、大型の工作物の平坦な表面を加工する際によく用いられます。これにより、ワークピースに平坦な表面が得られ、他のワークピースとの組み合わせに適したものとなります。

平面削り加工は、一般的に荒加工と仕上げ加工の2つの段階に分けられます。荒加工段階では、平面削り刃の切削深さが大きく、材料を迅速に除去することを目的としています。一方、仕上げ加工段階では、切削深さを徐々に浅くすることで、より高い表面品質と寸法精度を実現します。平面削りには、手動平面削りと自動平面削りの2種類があります。手動平面削りは、小ロット生産や単純な加工作業に適しています。一方、自動平面削りは、自動工作機械を用いて平面削り刃の移動を制御し、より安定かつ効率的な加工プロセスを実現することを目的としています。

07. 切削（）

インサート工具を用いて徐々に深く切削を進め、内部が複雑な輪郭を持つ物体を製造するこの方法は、ワーク表面の輪郭、溝、穴など、複雑な形状を持つ部位の加工によく用いられます。この「インサート加工」という加工方式は、一般的に高い加工精度と良好な表面品質を得ることができ、高い精度が要求され、良好な表面品質が求められる部品の加工に適しています。インサート加工は通常、平面インサート加工、輪郭インサート加工、溝インサート加工、穴インサート加工などの種類に分類されます。

平面切削は、平坦なワーク表面を加工するためのもので、その目的は平滑な表面と正確な寸法を得ることにあります。輪郭切削は、金型や部品などの複雑な輪郭形状を加工するために用いられます。溝切りは、溝や溝状の加工を行うもので、切削刃がワークに侵入し、ワーク表面に沿って切削を行います。穴切りは、穴の内輪郭を加工するために用いられ、切削刃が穴に侵入した後、穴の内面を切削します。

08. 放電加工（EDM）

放電加工とは、アーク放電を利用して導電性材料を切断・加工し、金型や工具など、高精度かつ複雑な形状の部品を製造する技術であり、金型、プラスチック射出成形金型、航空エンジン部品、医療機器などの分野で広く活用されています。放電加工は一般的に、工具鋼、超硬合金、チタン合金など、従来の機械加工では切削が困難な硬質・脆性、あるいは高硬度の材料の加工に使用されます。

放電加工の主な特徴：

以上が、機械加工における8つの一般的な工法です。それぞれの機械加工工法には、固有の適用範囲と利点があります。適切な工法の選択は、部品の材質、形状、寸法、および表面仕上げの要件によって決まります。