第 5 章切断
機械加工
機械加工は、中身の詰まった塊、棒、鋳物から、必要な形だけが残るまで材料を取り除いて、部品をつくります。この章のすべての工程は、同じやり方で行います：加工物より硬いものを加工物に押し当て、どちらかを動かし、切りくずという小さな破片を運び去ります。機械加工は、このコースのどのグループよりも正確な寸法と、なめらかな表面が得られます。
基本の考え方
彫刻を想像してください。ナイフは木を削り、サンドペーパーはそれをなめらかにこすります。機械加工にも同じ 2 つの流れがあります。鋭い工具で切削する場合（レッスン 5.1 から 5.6）、硬い成形された数枚の刃が、目に見える切りくずを速く削り取ります。ローレット加工はこのグループでは変わり種で、切りくずを削り取るより、主に模様を押し付けます。砥粒で研削する場合（レッスン 5.7 から 5.9）、何千もの小さく硬い砥粒が、それぞれ微細な切りくずをかき取ります。遅いものの非常に精密で、すでに焼入れされた鋼も削れます。典型的な精密部品は、その両方を経験します：旋削やフライス加工で形に近づけ、熱処理し、そのあと研削、ホーニング、超仕上げで最終の寸法と仕上げにします。
この章の 9 のプロセス
5.1ショート旋削（旋盤）部品が回転し、1 枚刃のバイトが削るレッスンを開く
5.2ショートフライス加工回転する多刃カッターが、固定した部品の上を動くレッスンを開く
5.3ショート穴あけ回転するツイストドリルが、部品に突き進むレッスンを開く
5.4ブローチ加工歯のついた長い棒を、1回のストロークで貫通または横断させて引くレッスンを開く
5.5歯切り(ホブ切り、ギヤシェーピング)ホブまたはシェーパーカッターが、歯車の歯を創成するレッスンを開く
5.6ローレット加工焼入れしたホイールを回転する部品に押しつけて、滑り止めの模様をつけるレッスンを開く
5.7研削硬い砥粒の高速回転する砥石が、表面を削るレッスンを開く
5.8ホーニング砥石が穴の中で回り、往復するレッスンを開く
5.9超仕上げとポリッシング細かい砥石やバフで、最後の微細な山を取り除くレッスンを開く並べて比較
| プロセス | ひとことで | 向いている用途 | ロットサイズ | 精度 |
|---|---|---|---|---|
| 5.1旋削（旋盤） | 部品が回転し、1 枚刃のバイトが削る | 丸い部品：シャフト、ピン、ブッシュ | 1 点ものから数百万個まで | 約 ±0.01–0.05 mm |
| 5.2フライス加工 | 回転する多刃カッターが、固定した部品の上を動く | 平らな面、ポケット、スロット、3D 形状 | 1 点ものから大規模シリーズまで | 約 ±0.01–0.05 mm |
| 5.3穴あけ | 回転するツイストドリルが、部品に突き進む | 丸い穴 | 何でも | 約 ±0.05–0.1 mm |
| 5.4ブローチ加工 | 歯のついた長い棒を、1回のストロークで貫通または横断させて引く | キー溝、スプライン、異形穴 | 大規模シリーズ | 約 ±0.01–0.02 mm |
| 5.5歯切り(ホブ切り、ギヤシェーピング) | ホブまたはシェーパーカッターが、歯車の歯を創成する | 歯車とスプライン | 中規模から量産まで | 精細。歯車の精度等級で決まる |
| 5.6ローレット加工 | 焼入れしたホイールを回転する部品に押しつけて、滑り止めの模様をつける | ノブ、ハンドル、圧入ピン | 何でも | 約 ±0.1 mm |
| 5.7研削 | 硬い砥粒の高速回転する砥石が、表面を削る | 焼入れしたシャフト、ベアリングの軌道輪、平板 | 何でも | 数マイクロメートル |
| 5.8ホーニング | 砥石が穴の中で回り、往復する | エンジンや油圧のシリンダー | 1 点ものから量産まで | 真円度で数マイクロメートル |
| 5.9超仕上げとポリッシング | 細かい砥石やバフで、最後の微細な山を取り除く | ベアリング部品、ジャーナル、装飾部品 | 量産（超仕上げ）、何でも（研磨） | 寸法の変化は約 1 µm 以下 |
このファミリー内での選び方
- まず形から始めましょう： 丸い部品は旋盤（旋削）、平面や 3D 形状はフライス盤、穴はボール盤で。歯車、スプライン、キー溝のような特殊な形には、それぞれ専用の工程があります。
- 焼入れした材料やマイクロメートルの公差 では、切削工程のあとに砥粒の工程（研削、必要ならそのあとホーニングや超仕上げ）が必要です。
- 密封する、または摺動する穴 （シリンダー、油圧チューブ）は通常ホーニングし、ベアリングの軌道のような外側の摺動面は超仕上げをします。
- 同じ形状を大量に つくるなら、専用工具（ブローチ、ホブ、センタレス研削盤）が有利です。1 点ものやプロトタイプには、柔軟な CNC 旋削とフライス加工が向きます。
- グリップや見た目のために は、最後にローレット加工や研磨を加えます。精度というより、機能と外観に役立ちます。
キーワード
- 切りくず
- 切れ刃や砥粒が取り除く、小さな材料の破片。
- 送り
- 1 回転あたり、または 1 分あたりに、工具が部品の中、または部品に沿って進む距離。
- 切込み深さ
- 1 回のパスで、工具が材料に入り込む深さ。
- CNC
- コンピューター数値制御。機械はハンドルの代わりに、プログラムされた経路に従います。
- 公差
- 実際の寸法が図面から、±0.01 mm のようにどれだけ違ってよいか。
- 表面粗さ（Ra）
- 表面の小さな山と谷の平均の高さで、マイクロメートルで表します。
- 砥粒
- 研削、ホーニング、研磨に使う、非常に硬い粒（酸化アルミニウム、炭化ケイ素、CBN、ダイヤモンド）。
- クーラント
- 切削部を冷やし、潤滑し、切りくずを洗い流す流体。