金属加工には様々な種類がありますが、その中で切る・削る・穴をあけるという加工を切削加工と呼びます。
この記事では、切削加工について、主要な加工方法である旋削加工・フライス加工・穴あけ加工の3つの加工の違いや工具をご紹介します。
旋削加工・フライス加工・穴あけ加工の違い-金属切削加工の種類について
切削は、ものづくりの最初の工程で切り削る加工方法です。
「切る」工程と「削る」工程では加工方法や工具が大きく異なっています。切削加工の中の削る工程では主に旋削加工、フライス加工、穴あけ加工の3つの加工方法が存在します。
工具を取り付ける機械には、旋削用の旋盤、フライス加工用のマシニングセンタ、旋削もフライス加工も可能な複合加工機が存在します。
旋削加工と旋削工具
旋削加工は、被削材（ワーク）が回転する加工方法で、旋盤や複合加工機に旋削工具を取り付けて加工します。
チップにはポジ、ネガの2種類があり、ブレーカーも被削材の種類と加工工程（荒加工、中加工、仕上げ加工）にあわせて選定します。
工具の太さや長さに拠っては振動が発生するため、工具選定時にはできるだけ太く短い工具を選定するのがセオリーです。
※AMAZONで購入できる金属用工具はこちら
※旋削工具の基礎知識はこちら
フライス加工とフライス工具
フライス加工は、工具が回転する加工方法。マシニングセンタにフライス工具を取り付けて加工します。
工具検討時には、切込み角、突き出し長さ、カッター径、刃数、工具剛性、チップ材質を被削材などを踏まえて検討します。
また、切削条件は工具寿命に直接関わってくるため、設定時にはユーザーの求める生産性と工具寿命のバランスをとりながら検討していきます。
※AMAZONで購入できる金属用工具はこちら
※フライス工具の基礎知識はこちら
穴あけ加工と穴あけ工具
穴あけ加工は、ワークまたは工具が回転し穴をあける加工方法。
工具の種類には、刃先交換式ドリル（汎用性が高い、低コスト）、ソリッドドリル（加工精度が高い）、ヘッド交換式ドリル（コストと精度のバランスがいい）という3つが存在。
加工深さは工具の径の何倍の深さを加工するかを基準とし、工具を選定します。選定ではできるだけ短く太くが基本です。
クーラントは内部クーラントが適しています。理由は、穴あけでは切りくずの排出が難しいため、クーラントで切りくずの排出性を高める効果が期待できるからです。
※AMAZONで購入できる金属用工具はこちら
切削条件とは
切削条件は基本的に、送り速度（F）、回転数（N, RPM）、周速（V）、一刃あたりの切削量（Fz）の4つのパラメーターがあります。
送り速度は機械が加工する速度、つまり工具が移動する速度で、送り速度が高いほど早く加工することが可能となり、生産性が向上します。
回転数は工具が1分間に回転する回数のことで、周速はその回転時の速さを指します。例えば、1mの直径の工具と直径10mmの工具が1分間に同じだけ回転する場合には、1mの工具のほうが周速が早くなります。
一刃あたりの切削量はFzという記号で表し、工具が1回転するときに工具の1刃が削る量を指します。つまり、1刃が1回に切削する取り代です。
それぞれのパラメーターはお互いに深く関係しており、1つを変更すると別のパラメーターも変わってくることが多くあります。
このパラメーターの中で切削品質、表面粗さに関係してくるパラメーターが一刃あたりの切削量Fzです。
鋼材と切削を詳しく知るなら
鋼材の特性や鋼材ごとの切削方法をより深く学びたいと思ったときにおすすめな本として、『元素から見た鉄鋼材料と切削の基礎知識』という本がおすすめ。
鋼材の特徴を詳しく解説しながら、その特性に適した加工方法を解説している本で、私もこの本を使って勉強しました。
切削について興味があるという場合には是非こちらの本を読んでみてください。
終わりに
この記事では、金属切削加工の主な加工方法である「旋削加工」、「フライス加工」、「穴あけ加工」の3つの加工方法をご紹介しました。
金属加工では切削工程は特に重要な工程ですので、工具はいいものを選定するのが重要。また、要望に合った切削条件を設定することも大切です。
※切削条件の決め方はこちら
※モーター回転数の計算方法はこちら
※角速度の求め方はこちら
にほんブログ村