素材を削って加工する

金属、木材やプラスチックといった素材を刃物を使用して削り取り、希望する寸法や形状にする加工法が「切削加工」です。

刃物で金属を加工している様子

この加工法の長所としては、多種多様な形状が作り出せるということと、できあがりの精度が高いということ。そのため応用範囲が非常に広く、形状が複雑になりがちな機械部品や実験装置などの製作にも重宝されています。
切削加工の短所としては、複雑な形状になればなるほど、多くの刃物と様々な加工方法を用いることになるため、時間とコストがかかります。

複雑な部品を大量に生産する必要があるものは、金型を使った塑性加工が適します。しかし、金型を作成すること自体にお金がかかるため、少量の生産は切削加工のほうが適しています。また、金型で製作した部品に、精度の必要なところだけ切削加工を入れる。という方法は、多くの自動車部品等で利用されています。

切削加工で削れないほど硬い材質、または、切削加工よりもさらに精度の高い加工を行うためには、研削加工を行います。これは、砥石や細かい粒子を使って表面を少しずつ削り取っていく加工方法で、加工時間はかかりますが、どんなに硬い材質でも精度良く加工することが可能です。 近年、今までは研削加工でしか加工が困難といわれていた硬い材質も切削加工で削ってしまう研究が進み、切削加工の活躍の場が増えてきました。

切削加工を行う工作機械のタイプ

切削加工を行う工作機械は、大きく分けて2つのタイプがあります。
→1つは、材料を回転させて、刃物を固定して加工するもの。これを一般的に旋盤といいます。
→もう1つは、材料を固定して、刃物を回転して加工するもの。これを一般的にフライス盤といいます。

旋盤は材料を回転させるために、断面が円になるもの（回転体）の加工になり、軸、軸受け、ネジ、等、様々な機械部品が作られます。 フライス盤は刃物が回転するため、刃物の動かし方次第でどんな形状も加工できます。
一般的には、旋盤の方が加工効率が高いため、部品は回転体で設計する方が安価にできますが、機能が限られるために、フライス盤も無くてはならない存在です。
近年、旋盤にフライス盤の機能をもたせた複合加工機も多種多様なものがあり、あらゆる形状を1台の機械で加工することができるようになって来ました。

また、旋盤もフライス盤も、「NC」という言葉が前につくものがあります。

NC工作機械を動かすためのプログラム

NCとは、Numerical　Control（数値制御）の事で、あらかじめ加工したい形状に合わせた刃物の動き方をプログラムしておく事で、どんなに複雑な動き方でも毎回正確に繰り返します。現在、ほとんどの工作機械にNC機能がついています。
逆にNCの無い工作機械を、昔ながらの技術で大変精度良く加工してしまう職人さんもまだ多く、1点だけの試作品は逆にNC機を使うよりも早い場合もあります。

旋盤、フライス盤それぞれ、用途によってさらに細かく分かれていきます。

次回は旋盤をより詳しく説明します。