旋盤加工 | 丸物部品の高精度切削加工技術

本記事の要点

1. 旋盤加工は、材料を回転させながら削ることで、外径・内径・端面・ねじ・溝などを高精度に加工できる切削加工である。

2. NC旋盤や複合旋盤、マニュアル旋盤などがあり、部品の形状や生産数量、加工内容に応じて適切な設備を選択することが重要である。

3. 金属から樹脂まで幅広い材質に対応でき、シャフトやカラー、ブッシュなどの円筒形状を中心に、試作から量産まで幅広く活用されている。

旋盤加工とは

旋盤加工とは、材料を回転させながら金属・樹脂材料に刃物（バイト）を当てて不要な部分を削り、目的の形状に仕上げる切削加工の一種です。「旋削加工」とほぼ同義で使われる言葉ですが、現在の旋削加工の大半がNC旋盤を用いて行われることから、実務上は「旋盤加工」という呼び方が一般的に使われています。主に円筒形や円すい形状の部品の加工に適しており、シャフトやカラー、ブッシュ、ローラーなど、回転対称の部品製作に広く利用されています。

材料ではなく工具を回転させるフライス加工とは加工方法が異なり、旋盤加工は外径や内径、端面、ねじ、溝などを高精度に加工できることが特徴です。幅広い材料に対応しており、試作から量産までさまざまな用途で活用されています。

NC旋盤

NC旋盤（Numerical Control旋盤）は、数値制御によって工具の動きや加工条件を自動で制御する旋盤です。あらかじめ作成したプログラムに従って加工を行うため、0.001mm単位の高い寸法精度と再現性を実現できます。また、複雑な加工条件にも対応しやすく、加工品質のばらつきを抑えられる点も大きなメリットです。

複合旋盤

複合旋盤は、旋盤加工に加えてフライス加工や穴あけ加工なども1台で行える工作機械です。回転工具を搭載しているため、材料を別の機械へ載せ替えることなく、複数の加工を連続して実施できます。特に、外径加工だけでなく側面の穴加工やキー溝加工、平面加工などを組み合わせた複雑な部品の製作に適しています。

マニュアル旋盤

マニュアル旋盤は、作業者がハンドルやレバーを操作して、工具の送りや切り込み量などを調整しながら加工する旋盤です。NC旋盤のようなプログラム制御ではなく、加工者の経験や技能が仕上がりを左右する点が特徴です。段取りが比較的容易なため、比較的低価格で、単品・少量生産や試作、追加工、寸法調整などに適しています。一方、複雑な形状や同一部品を繰り返し加工する場合は、NC旋盤のほうが効率的です。

旋盤加工のメリット

旋盤加工は、加工精度や生産性に優れ、多くの産業で採用されています。ここでは、旋盤加工ならではの特徴や得意とする加工について解説します。

円筒形状の加工が得意

旋盤加工は、丸棒やパイプなどの円形材料を削り出す加工を得意とします。外径や内径の寸法を高い精度で仕上げられるため、軸部品や軸受部品など、回転機構に使用される部品の製作に広く用いられます。

高精度な同軸加工ができる

材料を回転させたまま複数の加工を行うため、外径・内径・端面などの位置関係を保ちやすく、高い同軸度や真円度を実現できます。軸と穴の芯ずれを抑えられることから、ベアリング部や精密機器部品など、高い精度が求められる製品にも適しています。

ねじ加工や溝加工に対応できる

旋盤加工では、外径・内径の切削だけでなく、ねじ切り加工や溝加工、テーパ加工なども行えます。1台の機械で複数の加工を連続して実施できるため、工程数を削減しやすく、加工効率の向上につながります。NC旋盤や複合旋盤では、より複雑な形状や多工程の加工にも対応可能です。

試作から量産まで幅広く対応できる

NC旋盤では加工プログラムを用いて加工を行うため、一度条件を設定すれば同じ部品を安定した品質で繰り返し製作できます。そのため、多品種少量の試作から量産品まで幅広く対応できることも旋盤加工の特徴です。材質も鉄やステンレス、アルミニウム、銅、樹脂など幅広く、さまざまな分野で活用されています。

幅広い材質に対応できる

旋盤加工は、鉄やステンレス、アルミニウム、銅などの金属はもちろん、POMやPEEK、PTFEなどのエンジニアリングプラスチックにも対応できる加工方法です。材質ごとに切削条件や工具を適切に選定することで、さまざまな材料を高精度に加工できます。

旋盤加工の主な種類

旋盤加工では、外径や内径の切削だけでなく、ねじ加工や溝加工、テーパ加工など、さまざまな加工を行うことができます。ここでは、代表的な旋盤加工の種類と、その概要を紹介します。

対応材質

旋盤加工では以下の材質の加工が可能です。

• アルミニウム合金

• ステンレス鋼

• S-C材

• SCM材

• SS材

• 銅

• チタン合金

• マグネシウム合金

• モリブデン

• インコネル

• プラスチック材質全般

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