機械加工とは、機械を使って材料を加工し、目的の形を作ることで、切削加工や研削加工など複数の種類があります。例えばドリルで穴を開けたり、電動ノコギリで木材を切断したりするような作業も機械加工の一種です。機械を使うことで、加工品のサイズなど品質を保ちながら効率良く加工作業を行うことができます。

 

機械加工の主な加工方法と工作機械の種類についてまとめました。

金属加工とは

金属加工とは、製品や部品などを作る際に金属を素材に用いて行う加工作業全般を指します。
金属加工という言葉の意味に含まれる加工作業全般とは、形を作ったり削ったりする加工や磨き上げる加工、強度を上げるための加工などがあります。
大きく分けると、形を作る金属加工と性質を変える金属加工の2つに分けることができます。
また、より細分化したものが「除去加工」「成型加工」「付加加工」となります。

 

除去加工とその種類

除去加工とは、金属から不要な要素を取り除いて形作る金属加工のことを指します。

 

切削加工

切削工具を用いて金属を削り取る加工方法です。フライス加工、旋盤加工、穴あけ加工、切断加工などが含まれます。

 

旋盤加工

旋盤加工とは、回転させた材料に「バイト」などと呼ばれる切削工具を押し当て外周を削ったり、穴をあけたりして加工する方法です。
旋盤加工では、丸棒などの材料を回転させて切削するため、加工された製品は回転体の形状をしており、その形状から「丸物（まるもの）」と呼ばれます。

 

フライス加工

フライス加工とは、「正面フライス」や「エンドミル」などと呼ばれる切削工具を高速回転させて材料へ押し当て、加工する方法です。
フライス加工では、旋盤加工とは異なり、切削工具が回転し、材料が固定されているテーブルを動かして加工します。
面加工を行うため、加工された製品は基本的に四角い形状をしており、その形状から「角物」と呼ばれます。

 

研削加工

研削加工とは、砥石を高速回転させ、材料の表面を削る加工技術です。
砥石の表面は砥粒と呼ばれる硬くて小さい粒からできており、砥粒の一つ一つが刃となって材料を削ります。
砥粒の材料にはダイヤモンドや炭化ケイ素などが使用されています。

 

研磨加工

研磨とは、より微細で硬度の高い砥石を用いて、材料の表面を少量ずつ削り、滑らかな状態へ加工する技術です。
表面の凹凸を少なくし、光沢のある状態へ仕上げることができるため、外観・美観の向上が適うだけではなく、製品精度・強度の向上、サビや汚れの付着防止などあらゆる観点から研磨加工が施されます。

 

放電加工

放電加工とは、放電現象を利用した加工方法で、電極と加工物の間に発生させるアーク放電の熱によって溶かしながら加工を行います。
電極の形状を加工物に転写して加工する「型彫り放電加工」と細いワイヤ状の電極を使用して金属を切断する「ワイヤ放電加工」の2種類に大きく分けることができます。
放電加工は加工物である金属の硬度に左右されずに加工することができるといった特徴を持っていることから、研削加工などでは加工し辛い高硬度材の穴あけや彫刻のように溝を切り出すことも可能です。

 

 

成型加工とその種類

成型加工とは、金属を成型させる加工のことを指します。
ここでは、成型加工の種類について説明します。

 

塑性加工

塑性加工（そせいかこう）は、金属に大きな力を加えて、目的のカタチに変形させる金属加工です。

 

プレス加工

プレス加工とは、被加工材の塑性変形を利用した塑性加工の一種で、被加工材を金型に当て、加工機で圧力を加えて材料を金型の形にする加工方法のことです。加工の種類には「切る（せん断加工）」「曲げる（曲げ加工）」「絞る（絞り加工）」があり、多くの場合1つの被加工材を加工する時間は数秒で、低コストでの大量生産に向いています。

 

 鍛造

鍛造（たんぞう）とは、金属を叩くことで成形する加工方法です。「叩く」作業を「鍛える」ということから、鍛えて造る手法を「鍛造」と呼ぶようになりました。

鍛造の作業では、ハンマーやプレス機を使って金属を叩きます。これによって内部の空気の隙間をなくし、結晶を細微化して方向を整えられるので強度が高まります。

 

転造

転造では、転造盤と呼ばれる加工装置を使います。転造盤は、使用する転造ダイス（工具）の種類やその加工法の違いによって、数種類に分類されます。代表的なものとして「平面ダイス転造方式」「丸ダイス転造方式」「プラネタリ転造方式」が挙げられます。
主にボルトやねじ類に用いられているのが転造です。

 

鋳造

① 溶湯と鋳型への流し込み

まず、金属を溶かし（「溶湯」；ようとう）、製品と同形状の空洞を持つ型（鋳型）に流し込みます。
 ② 冷却・凝固

その後、鋳型に流し込んだ金属を冷却し凝固させます。
 ③ 取り出し（取り外し）

凝固した金属を型から取り出し、製品が完成します。

 また、鋳造によって作られた製品を、「鋳物」（いもの）と呼びます。

 

付加加工とその種類

付加加工とは、加工物に別の材料を付け加える加工のことを指します。
代表的なものとして、ペンキ塗装やメッキ処理といった被覆加工や溶接などの接合加工があります。

ここでは、付加加工の種類について説明します。

 

積層造形

積層造形とは、3Dデジタルモデルを元に材料を付け加えて目的の形に成形する加工方法です。
最近注目されている3Dプリンターなどでも用いられています。
実際に3Dプリンターで成形された部品も流通しつつありますが、さまざまな課題があるとも言われています。

 

被覆加工

被覆加工の中でも特に活用されているのがメッキ処理です。
メッキ処理は加工物である金属の表面に、電気メッキや無電解メッキなどといった工法を用いて、薄い膜をコーティングして強度や耐久性を高めます。
時計やスプーンといった一般家庭用の物や工業用の部品まで、メッキ処理はさまざまな物に用いられています。

 

接合加工

接合加工とは、部品同士を接合して形作る加工方法です。
溶接やハンダ付けといった材料的接合やねじで固定する機械的接合などがあります。

 

 

熱処理

熱処理とは、高温で金属を加熱・冷却することにより金属の性質を変えたり、成形したりする加工方法です。
熱処理の方法として代表的なものと言えば、「焼入れ」「焼戻し」「焼ならし」「焼なまし」です。
これらの熱処理方法を用いて、金属を硬くしたり、軟らかくしたりします。
「焼なまし」で加工しやすくするために金属を軟らかくして加工ムラや割れを防ぎ、「焼ならし」では金属組織のムラを均一化して耐衝撃性などの性質向上を図ります。
「焼入れ」で金属を硬くしますが、脆く割れやすくなってしまうため、「焼戻し」で硬度を弱めて粘り気を増加させ、適した硬さに調節して耐衝撃性を高めます。
また、焼入れには、「真空焼入れ」「浸炭焼入れ」「高周波焼入れ」といった代表的なものから、「ズブ焼入れ」「表面焼入れ」「窒化焼入れ」といったものまで数種類の方法があります。
日本刀をはじめ、自動車や航空機の部品など、幅広く用いられているのが熱処理という加工方法です。

 

 

まとめ：

機械加工は、多様な方法と機械を活用して、さまざまな製品を製造する技術です。初心者でも、旋盤やフライス盤などの基本的な工作機械の使い方を学ぶことで、実際の加工の仕組みを理解しやすくなります。また、近年ではNC加工機や3Dプリンタのような新しい技術が加わり、より効率的で高度な加工が可能になっています。

目的の形状・精度に応じて、加工方法や使用する工作機械が異なります。
そのため、部品ごとに手配先を変える必要が生じたり、表面処理などの加工工程が増えると、工程管理が複雑になったりします。

そのため、多品種の機械加工部品が一括手配できる「京都機械商事」へお問い合わせくださいますようお願い申し上げます。

部品調達にお困りでしたら、お気軽にお問い合わせください。