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切削加工(挽き物:旋盤加工)



自動旋盤 加工部
放射状に並んでいる
工具の中心部で
加工が行われる。

旋盤(ろくろ)

材料(ワーク)を回転させ、そこに刃を当てて削ることによって、断面が円の製品を加工します。
このような切削加工を専門に行う加工機を旋盤と言います。

左の写真は、「カム式自動旋盤」で、バイト(切削工具)や、ドリル、タップ(ネジを切る工具)が順番に出入りして、数工程の加工を自動的に行います。

旋盤には、このほかに普通旋盤とコンピュータ制御のNC旋盤がありますが、量産を行う場合、職人が調整した自動旋盤の方が効率よく加工できることもあります。

形状や必要な精度によって使用する機械を使い分けます。


加工中の自動旋盤
バイト(加工工具)が出入りします。

バイトの動きを作るカム
旋盤を裏側から見る

加工中のカム式自動旋盤


作業  順番に切削加工後部(バイト)が出入りし、中央で回転する材料を切削する。材料には、加工部の潤滑、冷却、切子の除去のために常に切削油がかけられる。

切削部を後ろから見ると、回転する円盤状のものが見える。カムと呼ばれる部品で、バイトの移動距離、タイミングがカムの形状によって決まる。動作の”プログラミング”はこの機械的な機構に集約され、これが、カム式自動旋盤 の要です。


ワーク(材料)を固定するチャック
色々な直径がそろっている 


材料のストック
各種直径の真鍮丸棒

チャックと材料

加工旋盤の回転部には、材料(ワーク)の直径に合わせたチャックが装着され、これで材料を保持する。
ワークの直径にあわせて、各種内径のチャックが用意されている。

材料(真鍮丸棒)は、通常2.5mの定尺で納品される。
自動旋盤には中央を貫通してセットされ、加工部のチャックで挟まれて固定される。

1サイクルの加工が終わると、自動的にチャックがゆるんで、材料が繰り出され再度チャックがしまり加工の準備が整う。


ある製品を削るためのバイト
数本がセットになる

バイト

金属の丸棒から製品を削りだすバイトは、通常複数本をセットで使用する。
形状に合わせて、直線を削るもの、曲面、断面、コーナーのR(アール)、丸棒から削りあがった製品を切り落とす突っ切りなど、さまざまな条件によって、バイト先端の形状が変化する。
そのため、既製品はなく、刃物用の角材(完成バイト)から職人が1本ごとグラインダーで成形し、砥石で研磨して仕上げる。
切れ味が、製品表面の仕上がりや、精度、加工効率に影響するため、バイトを職人自らが研磨できることが重要。 曲面の加工はこのバイトの刃型を製品に写し取ることになるため特に慎重を要する。





ダイス(おねじ切削工具)



タップ(めねじ切削工具)

ねじ切り工具(ダイス・タップ)

ダイスは丸棒にねじを切る工具。

特殊な場合はバイトを使って、ねじを切る場合もあるが、通常は専用工具を使用してねじを切る。
ねじの直径ごとに工具が用意されている。

めねじを切削するにはタップを使う。
前工程として、ねじサイズより小さい穴をドリルであけ、そこにタップを通す。

旋盤の主軸上にセットされ、ねじ加工も自動的に行われる。



円盤状の切削工具に、ホルダーにセットされたワークを押しつけ、溝をきりこむ



溝切り後のワーク

溝切り(後加工)

製品によっては、旋盤加工のみでは成型できない形状がある。たとえば、例に示した溝加工や、横方向の穴あけなどがある。

別の切削工具等を用いて加工を行う。

設計や加工手順(段取り)を工夫して後加工が少なくなれば、コスト的にはその方が望ましい。



穴あけ加工
バイスに冶具がセットされ、
ワークはこれに固定される




ボール盤を操作する職人




ボール盤による穴あけ加工

切削加工の中でも、ボール盤による穴あけ加工は基本中の基本。

量産品など繰り返し作業の場合は、ワークを固定する専用の冶具を用意することが多い。
一度作ってしまえば、安定した精度と作業時間の短縮が可能となる。

冶具にワークをセットするときには、切子を完全に取り除かなければならない。
写真で職人が右手に握っている歯ブラシは、この切子を掃除するため。

単純な作業だが、きちっとした製品を作り出すためには、細かい工程をきちっと積み重ねることが重要となる。