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2020.02.19
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機械加工の基礎知識|加工方法や工作機械の種類を解説

機械加工のイメージ画像

機械加工とは、工作機械や切削工具を用いて材料(金属やプラスチックなど)を目的の形状に加工することを指します。
様々な形状のものを高精度で作り出すことができるところが特徴です。
製作する形状に応じて、加工方法や用いられる工作機械が異なります。

今回の記事では、機械加工の主な加工方法と工作機械の種類についてまとめました。

 

機械加工の種類

ここでは、機械加工の種類について説明します。

切削加工

切削加工とは、切削工具を用いて金属などの材料を切ったり削ったりして、目的の形状へ加工する技術です。
古くから日本の製造業で行われている加工技術の一つです。

旋盤加工

旋盤加工とは、回転させた材料に「バイト」などと呼ばれる切削工具を押し当て外周を削ったり、穴をあけたりして加工する方法です。
旋盤加工では、丸棒などの材料を回転させて切削するため、加工された製品は回転体の形状をしており、その形状から「丸物(まるもの)」と呼ばれます。

旋盤加工の様子 旋盤加工品

フライス加工

フライス加工とは、「正面フライス」や「エンドミル」などと呼ばれる切削工具を高速回転させて材料へ押し当て、加工する方法です。
フライス加工では、旋盤加工とは異なり、切削工具が回転し、材料が固定されているテーブルを動かして加工します。
面加工を行うため、加工された製品は基本的に四角い形状をしており、その形状から「角物(かくもの)」と呼ばれます。

フライス加工の様子 フライス加工品

研削加工

研削加工とは、砥石(といし)を高速回転させ、材料の表面を削る加工技術です。
砥石の表面は砥粒(とりゅう)と呼ばれる硬くて小さい粒からできており、砥粒の一つ一つが刃となって材料を削ります。
砥粒の材料にはダイヤモンドや炭化ケイ素などが使用されています。

研磨加工

研磨とは、より微細で硬度の高い砥石を用いて、材料の表面を少量ずつ削り、滑らかな状態へ加工する技術です。
表面の凹凸を少なくし、光沢のある状態へ仕上げることができるため、外観・美観の向上が適うだけではなく、製品精度・強度の向上、サビや汚れの付着防止などあらゆる観点から研磨加工が施されます。

 

工作機械の種類と加工方法

ここでは、主な工作機械の種類と加工方法について説明します。
(以下、一般社団法人 日本工作機械工業会 ホームページより引用)

工作機械の種類

旋盤 工作機械の中で数多く用いられている代表的な機種の一つで、一般に円筒または円盤状の工作物を回転させて加工する機械です。この機械により行う加工には、外丸削り、面削り、テーパ削り、中ぐり、穴あけ、突切り、ねじ切りなどがあります。
ボール盤 ドリル工具を回転させて穴あけ加工を行う機械で、リーマ仕上げ、ねじ立てなどの加工も行うことができます。
中ぐり盤 ドリル工具などであけられた穴の内面を、より精度よく、所定の大きさに加工(中ぐり加工)する機械で、他にドリル加工、フライス加工などもできます。
フライス盤 フライス工具と呼ばれる工具を回転させ平面、曲面、みぞなどを加工する機械です。加工に用いる工具には、正面フライス、エンドミル、みぞフライスなど多くの種類があります。
研削盤 バイト、フライス工具などの切削工具の代わりに砥石車を用いて加工する機械で、加工精度がよく、切削加工より優れた仕上げ面が得られるという特長を持っています。
歯切り盤 ホブカッタ、ピニオンカッタ、ラックカッタと呼ばれる工具を用いて歯切り加工をする機械です。
マシニングセンタ 中ぐり、フライス削り、穴あけ、ねじ立て、リーマ仕上げなど多種類の加工を連続で行えるNC工作機械で、それぞれの加工に必要な工具を自動で交換できる機能を備えています。機械の軸構成によって横形、立て形、門形など各種のマシニングセンタが使われています。近年では、直交3軸と旋回2軸とを同時に制御することで、更なる複雑形状の加工を可能にする「5軸制御マシニングセンタ」の普及が進んでいます。
ターニングセンタ 旋盤を複合化したNC工作機械です。NC旋盤の機能をより高め、多くの工具を備え、旋削加工の他に工具を自動で交換できる回転工具主軸を持ち、フライス削り、穴あけ等の加工も行うことができます。更に、旋回(割出し)しながら加工が可能な回転工具主軸を備える機械を特に「(旋盤形)複合加工機」と呼び、近年急速に普及が進んで います。
放電加工機 電気による放電エネルギーを利用して加工を行う機械で、放電を行う電極の形状により形彫り放電加工機とワイヤ放電加工機に分けられます。その他、レーザのエネルギーを利用して切断、穴あけなどをする「レーザ加工機」や、工作物と超音波で振動する工具との間に、と粒や加工液を入れ、工具を工作物に押し付けながら除去加工する「超音波加工機」などを含め、特殊加工機と総称しています。

工作機械の加工方法

工作機械の加工方法
工作機械の加工イラスト
出典元:一般社団法人 日本工作機械工業会
(引用ここまで)

まとめ:ご紹介した機械加工部品の一括手配が可能です

今回の記事では、機械加工における加工方法や工作機械の種類についてご説明しました。

目的の形状・精度に応じて、加工方法や使用する工作機械が異なります。
そのため、部品ごとに手配先を変える必要が生じたり、表面処理などの加工工程が増えると、工程管理が複雑になったりします。

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