旋盤加工とは!?旋盤の種類と作業のコツ・安全のための対策

 

金属製品を加工する際には素材の特性を理解したうえで精度の高い加工が求められます。
そこで広く活用されるのが旋盤加工という加工方法です。

 

この記事では旋盤加工とはどのようなものか、旋盤の種類や加工の際に必要な安全対策などについて解説します。

 

旋盤加工とは

金属加工の種類

金属加工のなかでも刃物を使用して材料を削る方法は大きく「旋盤加工」と「フライス加工」があります。

旋盤加工は工具を固定し材料を回転させて削る加工方法、一方でフライス加工は材料を固定し工具を回転させて削る加工方法です。

 

旋盤加工とは

旋盤加工とは、回転している材料に刃物を当て、削り、穴あけ、切断などの加工を行う方法です。
加工できる素材は鉄やステンレス、樹脂など多岐にわたり、幅広い部品の加工に利用されています。

 

材料を回転させる特性から、円筒形の材料が向いており、シャフトやフランジ、継手などが多く加工されています。

 

旋盤の種類

旋盤加工では加工する材料の大きさや加工方法によりさまざまな種類があります。
特に一般的に知られている旋盤には次のようなものがあります。

 

汎用旋盤

汎用旋盤とはいわゆる普通旋盤のことで、作業者が手動で加工する旋盤です。

精度の高い製品や1点もの、試作品などの加工に向いています。

 

NC旋盤

NC旋盤とは加工に関する指令をコンピュータに入力し、設定した数値通りに自動で加工する旋盤です。
プログラムさえ組んでおけば旋盤が自動で加工を行うため、一定の精度の製品を大量に加工できます。

 

卓上旋盤

卓上旋盤とは、ベンチレースとも呼ばれる小型の旋盤のことです。
使用方法は汎用旋盤とほぼ同じですが、小さな部品や試作品の製作に活用されています。

 

正面旋盤

正面旋盤とは加工物を固定する部分が面盤となっている旋盤で、大きな工作物の加工に利用します。

旋盤が横型なっているため、切り屑が下に落ち、加工物を傷つけにくいというメリットがあります。

 

立旋盤

主軸が横向きの旋盤で、大きな工作物を加工するのに向いています。
工作物の重力や遠心力による振れを少なくでき、正面旋盤に比べて精度の高い加工が可能です。

 

タレット旋盤

タレット旋盤とは、旋回式の刃物台が付いている旋盤で、刃物の交換作業をすることなく加工物を仕上げられる旋盤です。

工作物によっては加工物をセットしたあと完成まで一気に仕上げられるため、大量生産が可能です。

 

旋盤加工のコツとは

汎用旋盤は作業員が手作業で加工を行いますので、熟練度により工作物の仕上がりに差が出ることがあります。

そこで、旋盤加工のコツをご紹介します。

 

切削のコツ

直径を加工する際には刃物台を素材から離れる方向に移動させたあと、素材に近づけます。

段付きシャフトを加工する場合にはこのような方法で加工すると誤差を減らせます。

 

速度に関するコツ

素材の直径と適切な切削速度から旋盤の回転数を決めるのがコツです。
バイトのカタログなどを見て素材別の適切な切削速度を確認しておくことをおすすめします。

 

加工中に失敗した場合の対応方法

加工中に失敗した場合は状況に応じて適切な対応が大切です。

 

失敗のパターンは多くあります。

 

例えば製品に傷が入った場合、チャックが遠心力で開いたりしてしまう場合は、主軸の回転数が高すぎることが原因になっている可能性が考えられます。

 

この場合、チャックをきつく締める、主軸の回転数を落とすなどをして対応します。失敗した場合の対応方法はあらかじめ頭に入れておき、また、失敗を防ぐために十分な対策をして作業を行うことが大切です。

 

旋盤加工の安全対策

旋盤加工は加工量が大きく、加工速度が速いという特徴がある反面、金属を加工するという特性から安全には十分な配慮が必要です。
加工現場では、作業者と周囲の人へのけが防止、工作機械や工具の破損防止、工作物の破損防止を考慮することが大切です。

 

服装の安全対策

作業時は長袖長ズボンを着用し、袖口や上着の裾が機械や工具に巻き込まれないようにします。
また、加工時に軍手は着用しません。

 

切り屑の清掃の際の注意点

加工後、切り屑の清掃をする際に指先をケガしないように注意して作業します。
また、高圧空気で切り屑を吹き飛ばす場合は、切り屑が顔や目に当たらないように注意が必要です。

 

汎用旋盤では立ち位置に注意

汎用旋盤は精度の高い製品を加工できるというメリットがありますが、回転する工作物の目の前に立って作業するため、人的被害のリスクが高いというデメリットがあります。

 

汎用旋盤で加工する際は、切り屑が飛んでくる場所に立たないこと、加工している刃物には手や顔を近づけないようにし、安全対策をします。

 

NC旋盤では工作物の固定に注意

NC旋盤は保護扉の中で加工作業を行うため、加工中に工作物や切り屑が作業者の方に飛んでくるリスクが少なく、比較的安全に作業ができます。

 

しかし、取り扱いを間違えれば大きな事故につながる恐れがありますので、十分な安全対策が必要です。

 

例えば、NC旋盤では工作物の固定に油圧チャックが使われることがよくありますが、油圧チャックは把握力が分かりにくいため加工中に工作物が外れることのないよう注意を払います。

 

また、自動運転中に切り屑をチャックや工作物に巻き込んでしまうこともあるため、適切に切り屑の処理をする必要があります。

 

NC旋盤加工の資格「機械加工技能士」とは

機械加工技能士とは金属などの工作物の機械加工の技能を証明する資格です。機械加工のなかでも特にNC旋盤工の仕事に役立つ資格で、金属加工の種類ごとに試験が分かれています。

 

資格は3級、2級、1級、特急の4つに分かれており、3級は初心者、2級は中級者、1級は上級者、特急は管理者や監督者レベルとなります。

 

機械加工技能士の3級以外は実務経験が必要ですので、入社後現場で経験を積んでから自分が担当している機械の2級に挑戦するのが一般的です。

 

試験対策は自宅で過去の試験問題集を活用し学科の勉強をしながら職場で機械の操作を練習する方が多いようです。

 

汎用旋盤はさまざまな製品の加工が可能

汎用旋盤はさまざまな素材の加工に向いており、主に円筒形の材料を加工して作る部品製作などに適しています。

精度の高い製品から大量生産、サイズの大きな部品までさまざまな製品に対応できる加工方法です。