「機械加工とは何か教えてほしい」
「機械加工の種類について詳しく知りたい」
機械加工を行う際には基本的な知識を身につけておきたいですよね。
そこで今回は、機械加工とは何か、種類ごとの違いについて紹介します。
導入時の注意点も併せて紹介しますので、参考にしてください。
□機械加工についての基礎知識を紹介
そもそも機械加工と言われてもあまりパッとしないという方がいらっしゃるでしょう。
そういった方のために、ここでは機械加工がどういったものなのかを紹介します。
機械加工とは、工作機械や切削工具を利用して、材料を目的の形状に加工することです。
さまざまな形状のものを高精度で作れるのが特徴的です。
加工時の形状に合わせて加工方法や使用する機械が変わります。
□機械加工の種類とそれぞれの特徴を紹介
ここまでは機械加工とは何かについて紹介しました。
ここからは4種類の機械加工について紹介します。
それぞれについて詳しく紹介しますので、ぜひ覚えていってくださいね。
1つ目は、切断加工です。
こちらは最も一般的な方法です。
名前の通り、素材を切断したり、切削したりして、目的の形状に加工します。
切断加工の中で代表的な3つの加工方法について紹介します。
・旋盤加工
回転させた材料に工具を当て「削り」「穴あけ」「切断」などを行う加工のことを旋盤加工と言います。
対象となる素材は鉄、ステンレス、樹脂など多岐にわたり、多くの部品の加工に使われています。
材料を回転させて加工を行うため、円筒形の材料が旋盤加工には向いており、代表的な部品には、シャフト(軸)、フランジ、継手などが挙げられます。
0.001ミリメートル単位の精度で加工ができること、操作が簡単であること、さまざまな素材に対応できるという特徴があります。
・フライス加工
フライス加工は、固定した加工ワークに回転する刃物をあてて削る加工方法です。
「フライス」や「エンドミル」とよばれる工具を使い、加工ワークの平面、側面、溝を削り出します。
角もの（かくもの）とよばれる、四角い部品の切削加工に適しています。
フライス盤で加工するときは、切削工具を取り付けたフライスを回転し、テーブルに取り付けた工作物を上下、左右、前後方向に移動させて加工していきます。
また、フライス盤はテーブル面に対し主軸が直角なものを「たて型」、テーブル面に対して平行なものを「よこ型」と呼ばれます。
・マシニングセンター
複数の刃物を自動で交換できる装置を持ち、NCのプログラミング制御に従って穴開けや平面削りなどを１台でこなせる機械をマシニングセンターと言います。
工具やテーブルの動きを工夫すれば、曲面など複雑で立体的な加工も可能になります。
2つ目は、塑性加工です。
こちらは素材に力を加えて変形させる方法です。
一般的にはプレス加工ということが多いでしょう。
ここでも代表的な3つの加工方法について紹介します。
・金型プレス加工
金型プレス加工とは、プレス機にセットしたプレス金型により鋼材へ力を加えて変形させる加工方法です。
製品を同じ形状に仕上げつつ、大量かつ短時間、安価に作業できることがメリットです。
金型プレス加工は、金型を用いた量産に向いた加工方法として覚えておきましょう。
・冷間順送プレス
冷間順送プレスとは、常温（冷間）で行うプレス加工方法です。
順送型のメリットは、高速で加工を行えることです。
・ヘラ絞り
「ヘラ」と呼ばれる棒状の道具を使い、旋盤のような機械に金属を取り付け、回転する金属にヘラを押しあてて変形させながら製品を目的の形にしていきます。
ヘラを「てこの原理」で金属に押しあてれば、硬い材料の金属でも変形させられます。
金属を回転させながら加工するので「スピニング加工」とも呼ばれます。
3つ目は、溶湯成形加工です。
こちらは別名、鋳造加工とも呼ばれています。
溶かした鋼材を鋳型に流し込み、冷やして固める方法です。
大きさや形状の自由度が高く、さまざまな金属に適用できます。
溶湯成形加工の代表的な加工方法は金型鋳造です。
以下で詳しく確認しましょう。
・金型鋳造
こちらは、製品の型を直接金属で作り、重力にて鋳込みます。
安定した品質や寸法精度、鋳肌が得られるという特徴がありますが、型の制作コストは高い傾向にあります。
4つ目は、溶接加工です。
こちらは素材同士をくっつける加工方法です。
溶接加工の代表的な方法は以下の3つです。
・MIG溶接
MIG溶接とは、シールドガスにイナートガス＝不活性ガスのみを使う方法です。
放電電極が溶ける消耗電極式の溶接法です。
大気と反応しやすいアルミ、銅、チタンなどの非鉄金属及びステンレスなどの材料も溶接が可能です。
・被覆アーク溶接
こちらは母材と同じ材質の心線に被覆材(フラックス)を塗り固めた、ポッキーのような溶接棒を電極とし、この溶接棒と母材の間にアークを発生させることで溶接する方法です。
・スポット溶接
溶接したい2片の金属母材を上下から電極で挟み込み、接触している部分を電極で加圧します。
電極から金属母材へ電流を流すことで熱を発生させ、接合する方法です。
□機械加工を行う際の注意点を紹介
機械加工を行う際には3つのポイントを押さえておきましょう。
1つ目は、加工精度です。
加工方法によって精度や寸法公差が変わります。
適切な加工方法を選択する必要があります。
2つ目は、表面粗さです。
他の部品と組み合わせる加工品が多いかと思います。
そういった場合に表面が粗い状態では、うまく組み合わせられないこともあるでしょう。
3つ目は、バリです。
切削加工の場合は基本的にバリが発生します。
刃の送り方向や速度を調節しながらバリの発生を抑えてください。
□まとめ
今回は、機械加工とは何か、種類ごとの違いについて紹介しました。
4種類の機械加工についてご理解いただけたでしょうか。
機械加工について相談したい方はお気軽に当社までご連絡ください。