切削加工のご紹介

切削加工のご紹介 URL http://matsui-ss.com/ （2021年1月作成）

目次 •加工原理 ・・・・・・・・・・・・・p.2 •切削加工の特徴 ・・・・・・・・・・p.3 •加工事例・・・・・・・・ ・・・・・p.4 •切削加工の提案事例 ・・・・・・・・p.5 •加工先選定のポイント・・・・・・・・p.6 1

加工原理 【切削加工とは】 切削加工は刃具を用いてワーク（対象物）を加工してい きます。「切削」といっても「切る」と「削る」には違い があります。リンゴの皮を包丁でむく場合、切った皮を巻 き付け直すと元の形に戻すことができます（「切る」場 合）。一方、ダイコンをおろし器で削る場合、削られたダ イコンを集めても元の形には戻りません（「削る」場合）。 このように「削る」場合は切りくずが変形しますが、変 形するときに発熱を伴います。金属を切削加工する場合、 なるべく「切る」に近い状態で加工すると発熱が抑えられ ます。発熱が抑えられると以下の様なメリットがあります。 ≪切削加工時に発熱を抑えるメリット≫ ・ワークの熱膨張を抑えられ、加工精度が上がる ・刃具に熱がこもらず、工具寿命が延びる よって、どの様な刃具を使用するのか、また、刃物の回 転数などの切削条件をどのように設定するかなどによって いかに発熱を抑えられるかが大きなポイントとなります。 【切削加工の種類】 切削加工はワークが回転するか、刃具が回転するかで2 種類に大別できます。 “旋盤“ではワークが回転 “マシニングセンター“では 刃具が回転 2

切削加工の特徴 【採用するメリット】 切削加工は様々な部品で使用されていますが、主なメ リットは以下の様になります。 ・金型がいらず、多品種少量の生産に向いている ・複雑な形状の加工ができる ・高精度な加工ができる ・加工できる材料の制限が少ない 他の代表的な加工方法として、鍛造、鋳造、鈑金加工な どがありますが、加工できる材料の種類や大きさ・形状・ 精度などで制限があります。加工の汎用性という観点から 見ると切削加工は優秀な加工方法と言えます。 高精度な加工 複雑形状の加工 【注意点】 市販されている材料は、棒材（バー材）や角材、板材が 一般的ですが、市販材料をそのまま目的形状まで加工しよ うとすると多大な加工時間がかかってしまう場合がありま す。そのような場合は、鍛造や鋳造などで大まかな形状を 作製した後に切削加工を行うことによって、材料費や加工 コストを削減することが可能な場合があります。 3

加工事例 例１．鍛造後に切削（材料費、加工コスト削減） 鍛造前 鍛造後 切削加工（穴あけ） 例２．異形材を切削（材料費、加工コスト削減） 異形材 切断 切削加工（穴あけ） 例３．小さな部品を精度よく加工 4

切削加工の提案事例 ■開発 新製品でボールバルブを検討していたがコストが高かった。 特殊形状のニードルバルブを提案し、品質とコストを両立。 エルボのテーパネジを一定トルクで締付時に、開放側の管 の角度が地面と垂直になるようにしたい。 特殊なネジ加工により対応。 ■コストダウン アルミ角材から切削していたため、材料費や切削加工費が 高かった。 異形材を使用することで材料費と加工費を削減した。 ■効率化 切削加工品にて後工程のろう付けの歩留まりが悪かった。 ろう付け性を考慮した形状にすることで、ろう付け工程で の不良率が大幅に下がった。 切粉の処理が難しい黄銅材（鉛レス関連）を使用しており、 別途処理費がかかっていた。 同等の品質で処理が簡易な材料を提案し管理の手間省略。 新材料においても適正な加工条件で加工を行った。 5

加工先選定のポイント（１） 旋盤やマシニングセンターといった工作機械は多くの加工 会社が保有していますが、ワークの大きさや求める精度に よって対応できる機械が限られる場合があります。また、例 えば「うちはアルミ加工専門」「うちは小径加工専門」など、 対応できる機械を保有していたとしても各社の事業戦略に よって加工するか、しないかが異なる場合があります。 加工会社に見積りを依頼した場合、加工会社の中では大まか に以下の様な業務フローが発生します。 製品形状・精度などを図面で確認 対応できる 対応できない 加工工程、治具、刃具の検討 お断りさせて頂く 各加工工程の加工プログラム作成 実際に加工 CAD/CAMによって図面があればすぐに加工プログラムが作 成できる様になりましたが、その前段階の「加工工程、治具、 刃具の検討」は基本的には人が行います。加工前の検討段階 でいかにコストを下げながら精度よく加工できるかを考える ことが重要ですが、各会社の得手不得手によって対応が異 なってきます。 6

加工先選定のポイント（２） 加工先による得手不得手は、例えば以下の様な要素で変 わってきます。 ・どのような材料の加工実績があるか ・旋盤とマシニングセンターを何台ずつ保有しているか ・保有する機械でどの程度の大きさのワークまで加工可能か ・保有している旋盤はチャック式（1個ずつ着脱して加工）か 自動機（棒材を投入したら自動で何個も加工）か ・何工程を一度に加工できるか（複合機、背面加工機、5軸加 工機、フォーカートなどの保有状況） ・ロボットなどの自動化設備はあるか、ないか ・CAD/CAMを保有しているか、していないか ・ろう付け、組立などの後工程の生産をしているか（関連業 務をしていたら後工程のことまで考慮した提案をしてくれる 可能性がある） 前工程（鍛造、鋳造など）や後工程（ろう付け、組立な ど）がある場合、一貫生産できる加工先を選ぶと購買コスト が削減できるというメリットもあります。 また、⾧期間において繰返し受注生産を依頼する場合には 対応材料や加工精度だけでなく、生産能力の確認（生産ロッ トは何個から何個まで対応可能か、協力工場も合わせた加工 ネットワークを構築しているかなど）、また、できれば現社 ⾧の後継者が決まっているのかどうかの確認も合わせて行う ことが重要になってきます。 7