切削加工とは？特徴、種類、注意点をご紹介します

今回は「切削加工とは？」という基本的な知識から、切削加工の特徴、種類、注意点などをご紹介していきます。

切削加工とは

切削加工とは、代表的な機械加工の一つです。
切削工具を用いて、金属や樹脂などの材料の表面を切り削って不要な部分を除去し、用途にあった形状・寸法に加工する加工方法です。

切削加工の特徴

• 高精度な加工ができる
  

1000分台の精度のような高精度な加工が可能です。

• 多品種小ロットの製作に適している

金型製作などの初期費用が必要ではない為、試作などの数量が少ない部品製作に適しています。

• 素材の幅広い選択肢がある

鉄やステンレス、アルミ、銅といった一般的な金属から、樹脂やプラスチックなどの非金属まで幅広い素材の選択肢があります。

• 必ず切り屑が出るため材料の無駄が多い

材料の塊から必要な部分を削り出し、加工を行うので、切り屑の部分の材料は無駄になってしまいます。

• 摩擦熱の対策が必要な場合が多い

切削加工では、切削工具と材料の間に高温の摩擦熱が生じる為、切削油などの冷却対策が必要な場合が多いです。

切削加工の種類

切削加工には、大きく分けて「転削加工」と「旋削加工」の二種類の加工があります。

転削加工

転削加工は、固定した材料に回転させた工具(刃物)を当てて削っていく加工方法です。

フライス加工や穴あけ加工が代表的な加工で、汎用フライス盤、ボール盤、マシニングセンタなどの機械で加工を行います。

正面フライス、溝フライス、エンドミル、ドリルなどの切削工具を用いて、材料を目的の形状に加工していきます。

旋削加工

旋削加工とは、材料を機械で回転させ、回転させた材料に工具(刃物)を押し当てて削る加工方式です。　

材料が回転した状態で削っていく為、円筒状部品の製作に向いています。

旋盤加工が代表的な加工で、汎用旋盤、NC旋盤などの機械で加工を行います。

バイトと呼ばれる切削工具を用いて、円筒の外周や端面を削ったり、円筒の内部に穴を開けたり、ネジを切ったりして、材料を目的の形状に加工していきます。

切削加工の注意点

切削加工を行う上で気を付けるべき四つの注意点があります。

  加工と抵抗

切削加工では材料に工具を接触させて加工を行いますが、その際に材料と工具、互いの摩擦力により抵抗が生じます。この抵抗を摩擦抵抗と呼びます。

この摩擦抵抗は、材料の材質や切削面積(材料と工具との設置面積)、工具の回転数などによって変わります。特に切削面積は抵抗に大きく関係するので注意が必要です。

摩擦抵抗の大きさは、工具の寿命に影響する為、加工の際には適切な条件設定を行う必要があります。

  切削加工と速さ

加工現場では、納期を厳守するためにも作業効率が重要な課題です。

切削加工においては、工具の速度を上げることで作業速度が上がり、効率の向上に繋がります。

しかし、切削の速度が増せば先述した摩擦抵抗が増加する原因になる為、材料の焼き付きや熱変形が発生する可能性が高まってしまいます。

その為工具の速度を上げる際には、闇雲に速度を上げるのではなく、材質や工具や加工内容によって適切な速度があることを考慮する必要があります。

  切削加工と温度

速さの項目で取り上げたように、切削加工の際には、材料と工具との摩擦により熱が発生します。

この熱により材料の性質の変化や、加工物が変形するなどの加工精度への影響が出ることもあります。

加工速度が速いほど熱が発生し、加工面積が大きいほど摩擦が大きくなり温度が上昇する為、このような条件で加工を行う際には、切削液を使用します。

切削液には、材料と工具との摩擦を減らしたり、発生した熱を冷ます、切り屑を脱落させ洗い流すといった役割があります。

  切削加工とバリ

材料や加工の種類により発生状況は変化しますが、切削加工を行った際にはバリが発生する可能性が高いです。

バリとは加工面に生じる不要な突起の事で、バリが残っていると、次工程などで真っ直ぐに固定できない、部品を正しく計測できない、使用者や加工者の怪我に繋がる等のトラブルが考えられます。

あらかじめバリ取りなどの除去方法を考えておくようにしましょう。

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