切削加工の基礎知識

切削加工とは、マシニングセンタなどの工作機械を用いて金属やプラスチックなどの材料を削って形状を整える加工方法です。切削加工はさまざまな製品の開発・製造において重要な役割を担っており、自動車部品、航空機部品、ロケット部品、精密機器など、多くの分野の製品に用いられています。

切削加工は、切削工具を材料に押し当てて、回転運動によって削り取ります。回転するのは材料の場合と、切削工具の場合のどちらもあります。前者は旋盤加工、後者はフライス加工です。切削する力は、材質の硬度、切削工具の形状、回転速度などの要素によって変化します。

切削加工は高い精度と汎用性から、さまざまな用途に利用されています。主な用途としては以下のようなものがあります。

これら以外にも産業機械の部品や、量産前の試作品の製作などに用いられます。

切削加工の種類

フライス加工は高速回転する切削工具を、固定された材料に当てて削る切削加工方法です。複数の切削工具を取り付けた多軸構成のNC制御工作機械であるマシニングセンタを使うことが主です。手動で操作する汎用フライスや、NC制御のNCフライスも使用されます。

フライス加工は主に角物の製品の加工に用いられます。溝入れや穴あけなどの形状加工ができ、5軸加工機ではインペラなどの曲線形状の加工も可能です。

旋盤加工は高速回転する材料に、固定した切削工具を当てて削る切削加工方法です。汎用旋盤やNC旋盤、複合旋盤を使って、主に丸物の形状の加工を行います。外形加工・端面加工・内径加工・ねじ切り加工・総形加工ができ、これらの組み合わせによって複雑な形状の加工も可能です。

切削加工では、工具と材料との間に摩擦抵抗が発生します。摩擦抵抗は、切削工具の摩耗や発熱の原因となり、加工精度や表面品質に影響を与えます。そのため、適切な切削条件を設定し、潤滑油を使用するなど、摩擦抵抗を低減する対策が必要です。

切削速度は、工具の寿命や品質、作業効率に大きく影響します。切削速度が速すぎると、工具の摩耗が早くなり、加工精度が低下する可能性があります。逆に、切削速度が遅すぎると、作業効率が低下します。そのため、材質や工具の種類、加工内容に合わせて、最適な切削速度を選定する必要があります。

加工中には、切削工具と材料との間で摩擦熱が発生します。この熱によって切削工具や材料が膨張・収縮すると加工精度に悪影響を与える可能性があります。切削加工ではこの温度変化への対策も必要です。

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