切削加工とは

切削加工とは、樹脂や金属の材料を工作機械を用いて必要な形状に削り出す加工方法です。除去加工の一種であり、図面通りの形状に1つずつ高精度で製作することができます。

大きく旋削（旋盤加工）と転削（フライス加工）の2つの加工に分類されます。旋削は加工物を高速回転させ工具に当て、転削は回転する工具を加工物に当てて加工します。旋削加工は丸物の形状を削り出し、転削加工はブロック形状の形状を削り出すのに適しています。

また、切削と送りの2つの動きがあり、対象物を削り取る動きと、工具または加工物を動かして新たな面の切削をできるようにする動きを繰り返します。

湯本電機は樹脂と金属の切削加工で試作開発品・治具・受注生産の装置の部品を製作する切削加工会社です。加工のご相談は当社にお任せください。

切削加工の特徴

切削加工の大きな特徴は、加工開始までの期間が短く加工精度が高い点です。部品の製作方法は、切削加工の他に3Dプリンター出力や射出成形、鋳造など様々なものがあります。切削加工はこの中でも比較的高い精度で加工することができる加工方法です。

さらに、3D-CADデータがあれば最短で依頼した当日中に加工を始めることもできます。また、金型などの事前準備が必要がなく小回りが効くため、多品種小ロットの製品の生産に向いています。

加工費用は材質の硬さや形状、削る量が大きく影響します。特に複雑な形状の場合は、切削加工での対応が難しい場合や、加工費が高額になる場合があります。

切削加工のメリット

加工精度が高い

1/1000台の精度のような高精度の加工ができます。また、寸法精度だけでなく面粗度も用途に合わせて調整可能です。さらに、精度が高いので、別の部品との嵌合確認をする目的での製作もできます。

材質の種類が豊富

加工難易度の差はありますが、削ることができる材質は樹脂・金属に幅広く存在します。切削加工に適した材質の種類も多く、ほとんどの場合これらの中から要件に適した材質を選ぶことができます。

多品種小ロットの生産に最適

金型などの高額な初期投資が必要ありません。そのため、多品種小ロットの生産や試作に向いています。1個のみの製作から対応できます。

切削加工のデメリット

加工可能な形状は加工機械の動きの制限内

切削工具が届かない部分は加工ができないため、物理的に削ることができない箇所がある形状は加工不可です。

形状によっては材料の無駄が多い

加工機械で加工する前に、材料を必要なサイズに切り取る切断加工を行います。しかし、材料の厚みはメーカー毎に規定のサイズがあり、そのサイズから削り出す必要があります。

そのため、形状によっては完成品よりも大きな材料から加工を始めることになります。切り粉としてごみになる材料が増え、削る量が増えるだけ加工の時間も増加します。

部品の材料費は削る前の体積に基づいて算出されます。そのため、無駄になる材料の体積が大きいほど余計な材料費も大きくなります。

切削加工の種類

切削加工は、転削加工と旋削加工の2種に大別されます。

転削加工

転削加工は固定した素材に回転させた工具を当てて加工する方法です。フライス加工がその代表で、汎用フライス盤、NCフライス盤、マシニングセンタを使用します。

主に平面加工、側面加工、段差加工、溝加工、穴加工を行います。正面フライス、エンドミル、溝フライスなどの工具を用いて、目的の形状に加工します。主にブロック形状のワークを加工します。

• 汎用フライス

手動で操作するフライス加工です。工具の位置や送り、速度、切り込み量などの加工条件を作業者が調整します。

• NCフライス

コンピュータ制御で行うフライス加工です。3DCADや3DCAMなどのソフトウェアを使った加工プログラムで制御することにより、より複雑な形状の加工が可能です。

• マシニングセンタ

NC制御の工作機械で、複数の主軸に他の工具を取り付けて多軸構成とした複合機です。直線運動と回転運動を組み合わせた動きが可能で、複数の動きを組み合わせた加工ができます。

旋削加工

旋削加工は固定した素材を回転させながら、固定した工具に当てて加工する方法です。旋盤加工がその代表で、汎用旋盤、NC旋盤などを使用します。

• 汎用旋盤

手動で操作や工具交換を行う旋盤加工です。手動ならではの高精度の加工ができます。

• NC旋盤

コンピュータ制御で行う旋盤加工です。無段変速が採用されており、プログラムによって主軸の回転速度を指定できます。バイトの当て具合や送り運動加減の調節次第で、穴あけや溝入れ、ねじ切りなどの様々な加工に対応可能です。

切削加工を行う上での注意点

切削加工と抵抗

加工中に工具と加工物の摩擦力により抵抗が生じます。抵抗力の大きさは、加工物の素材の特性や工具との接地面積、回転速度、工具の種類によって変わります。特に切削面積は抵抗力に大きく関係します。抵抗力の強さは工具の寿命に影響します。加工の際には適切な条件になるように調整が必要です。

切削加工と速さ

全ての製品の納期を厳守するためには、作業効率が重要な課題です。機械加工では、工具の速度を上げることで作業速度が上がり、効率の向上になります。しかし、速度が増せば加工物と工具の間の抵抗も強くなり、熱変形が生じる可能性も出てきます。材質や工具、加工内容によって適切な速度があるため、それを考慮しつつ速度を上げる必要があります。

切削加工と温度

切削加工では加工時に、加工物と工具との摩擦で高温の熱が生じます。この熱によって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やすいため、この条件に当てはまる際には温度が高くなりすぎないように注意が必要です。

そのために機械加工には切削油を使います。これは加工物と工具との摩擦を減らし、熱・切り粉の除去の役割もあります。

切削加工で作られたもの

当社では以下のような機械部品や治具を、切削加工による削り出しにより製作しています。手のひらよりも小さいサイズの精密な部品加工を得意とし、肩幅程度のサイズまで対応しています。製品開発や製造現場に使用する治具の製作など、短納期で必要な加工依頼はお任せください。

金属素材の切削加工事例は当社金属加工サイトをご覧ください。

樹脂・プラスチック切削加工は湯本電機にお任せください当社はプラスチックの切削加工を専門に行う加工工場です。 ロボットや自動化装置などの部品を1個から製作します。 材質選定・設計の段階からのご相談にも対応しています。

湯本電機は樹脂の切削加工を中心に、様々なプラスチック加工に対応する切削加工会社です。
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