旋盤加工とは
読み: せんばんかこう
旋盤加工とは、主軸に取り付けた素材を回転させ、固定した刃物(バイト)を当てて外径・端面・内径などを削り出す切削加工である。円筒状・回転対称形状の部品加工における基本工法であり、シャフトやスリーブ、フランジなど回転体部品の加工に広く使われる。
概要
機械加工には、素材を回すか工具を回すかで大きく2系統がある。旋盤加工は前者で、主軸チャックに固定した素材を回転させ、刃物台に取り付けたバイトを送りながら当てることで形状を削り出す。回転している素材に刃先を接触させ続ける構造上、外径・内径・端面といった回転対称面の加工に適しており、シャフト、スリーブ、フランジ、ロールなど円筒系の部品加工の大半で使われている。
シャフトの製造工程を例にとると、プレスや歯切りと並んで旋削(旋盤加工)が主要工程の一つに数えられる。切削条件の最適化と切削工具の選定が加工精度を左右する点は、他の切削加工と共通する。
工程の種類
旋盤加工は一台の機械で複数の工程を担う。外径を削る外径加工、素材の両端面を平らに仕上げる端面加工、中心部に穴をあけたり広げたりする内径加工、円筒面にねじ山を作るねじ切り、円周に溝を入れる溝入れなどが代表的な工程である。
これらは同一の主軸回転を使い回せるため、素材を機械から外さずに複数工程をまとめて済ませられる。段取り替えの回数が減ることは、外径と端面、内径の位置関係(同軸度・直角度)を保ちやすいという精度上のメリットにも直結する。
フライス加工との違い
旋盤加工とフライス加工は、どちらも切削加工でありながら回転させる対象が逆になる。旋盤加工は素材側を回転させ刃物は固定気味に送るのに対し、フライス加工は工具(フライス)側を回転させ、固定したテーブル上の素材に当てて削る。
この違いから、旋盤加工は回転対称な外径・内径面を高能率に仕上げるのに向き、フライス加工は平面・溝・非対称な輪郭形状の加工に向く。実際のシャフト部品では、外形と内径の主要部を旋盤で仕上げた後、端面のねじ穴や横穴だけをマシニングセンタで追加加工するといった役割分担がよく行われる。
深穴加工との関係
旋盤加工は、深穴加工の前工程としても重要な役割を持つ。深穴加工の対象となる素材は、黒皮材のまま穴あけに入るのではなく、あらかじめ旋盤で外径・端面などの基準面を作っておくと、穴の位相合わせの精度が上がり、後工程の工数も減らせる。
深江特殊鋼では、最長15mの旋盤設備と最長13mの深穴加工が可能な大型BTA設備を自社で保有しており、旋盤加工から深穴加工までを一貫して対応している。長尺シャフトのように旋盤での外形荒加工と深穴加工の両方が必要な部品では、この一貫対応が工程間の運搬・管理工数の削減につながる。
実務での注意点
長尺・大径の素材を旋盤加工する場合、チャックだけで素材を固定すると先端側がたわみやすくなる。振れ止めを使って素材を途中で支えることで、たわみやびびり振動による精度悪化を抑えられる。
また荒加工と仕上げ加工は同じ切削条件では両立しない。荒加工は切込み量・送り速度を上げて能率を優先し、仕上げ加工は切込みを浅くして面粗さと寸法精度を優先するというように、工程ごとに条件を切り替えるのが基本になる。
よくある誤解
✕ 旋盤加工は外径を削るだけの加工である。
○ 実際には外径加工に加え、端面加工、内径加工、ねじ切り、溝入れまで一台の旋盤でこなせる。素材を一度固定したまま複数工程を済ませられる点が旋盤加工の実務上の強みである。
✕ 旋盤があれば深穴も同じようにあけられる。
○ 旋盤の主軸内径からのドリリングは、穴径に対して深さの比(L/D)が大きくなるほど切りくず排出と工具剛性が両立しにくくなる。L/Dが大きい深穴では、旋盤での前加工の後にガンドリルやBTAなどの専用工法へ工程を渡すのが実務では一般的である。
✕ 荒加工と仕上げ加工は同じ切削条件で進めた方が効率がよい。
○ 荒加工は除去量を優先して切込み・送りを大きくとるが、その条件のまま仕上げに入ると面粗さや寸法精度が安定しない。仕上げでは切込みを浅くし送りを落とすなど、工程ごとに条件を切り替える必要がある。
よくある質問
旋盤加工とマシニングセンタ加工は、どちらか一方だけ選べばよいのですか。+
旋盤加工だけで深穴もあけてもらえますか。+
長尺の素材でも旋盤加工の精度は保てますか。+
旋盤加工の見積で伝えるべき情報は何ですか。+
関連用語
出典
このページの情報は役に立ちましたか？