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切削加工とは、刃物を用いて金属などの不必要な部分を削り落とす加工技術のことです。旋盤やフライス、穴あけなど様々な加工方法があり、組み合わせることで色々な形状を製造できます。

 

また、金型が必要なく高品質に仕上げられるので、小ロットの生産や試作品にも適用可能です。その一方、大量生産は少し不向きで、材料のロスが大きいデメリットもあるので、コスト面には注意しなくてはいけません。

 

この記事では、切削加工とはどんな方法なのか概要をまとめました。加えて、特徴や種類、技術的な注意点まで解説しているので、切削加工を網羅的に学ぶことができます。

 

 

切削加工とは？

 

切削加工とは、金属や樹脂などの材料から不要な部分を工具を使って削り取り、求める形状や寸法に整える加工方法です。

これは「除去加工」のひとつであり、旋盤やフライス盤、マシニングセンタなどの工作機械を用いて行われます。

 

塑性加工や鋳造など他の金属加工と異なり、切削には金型が必要ではありません。精密機械や自動車の部品、航空機の分野など、高い精度が求められる製品現場で欠かせない加工方法です。

 

切削加工の特徴

 

切削加工の主な特徴は、単品の加工から小ロット生産、試作など幅広く対応できる点です。これは、様々な材質に対応ができ、その上で高精度な製造が可能であることが背景にあります。

 

そのようなメリットがある一方で、切削加工にはデメリットもあります。そこで、切削加工の利点と欠点をそれぞれ以下にまとめました。

 

メリット

切削加工の主なメリットは次の通りです。

 

 

切削加工は、工具を精密に制御してミクロン単位の寸法で加工ができます。加えて、フライス盤や5軸マシニングなどを使用することで、曲面や複雑な形でも対応が可能です。

 

また、切削加工では金型が必要ありません。これにより、初期費用が抑えられて、設計が変わっても柔軟に対応できるので、試作品や小ロット生産に向いています。

 

 

デメリット

切削加工の主なデメリットは次の通りです。

 

 

材料から不要な部分を削り取るので、歩留まりは低くなります。加えて、プレス成形などと違い大量生産も難しいので、大ロットになるとコストが高くなります。

 

また、ハステロイやチタンなどの難削材では、熱や加工硬化の影響で工具が痛みやすいです。そのため、工具を頻繁に交換する必要があり、それを防止するには、適切な条件設定や作業者の高い技術が求められます。

 

 

切削加工の種類と事例

 

切削加工は大きく以下4つに分類されており、それぞれで得意とする形状が違います。

 

 

旋盤（旋削）加工

 

▲旋盤加工でできる製品例

 

旋盤機で金属材料を固定したうえで回転させ、単刃工具であるバイトを当てて切削する方法です。シャフトやノズルなどを製造でき、その形状から「丸物」とも呼ばれる製品の切削に適しています。

 

旋盤機には、工物や工具の取付けや加工作業など、多くの工程を職人が行う汎用旋盤と、前者の送り動作を事前に作成したプログラムに沿って動かせるNC旋盤があります。

詳しくは次の記事をご覧ください。

≫旋盤加工とは？｜ターニングのメリットと5つの種類を解説

 

 

フライス（転削）加工

 

▲フライス加工でできる製品例

 

機械に金属材などを固定し、フライスと呼ばれる切れ刃が回転している工具を当てて切削する方法です。角材の平面や段差、溝や穴などの加工するのに適しています。

 

工具の中でも、外周と底面に切れ刃をもつエンドミルが最も汎用的で、平面・曲面と両方の加工が可能です。

加工には、汎用フライス・NCフライスなどの機械が用いられますが、マシニングセンタを使用するケースも増えています。

≫フライス加工とは｜主な特徴と種類、行う場合の注意点について

 

 

穴あけ加工

 

▲穴あけ加工でできる製品例

 

ドリルやリーマなどの工具を回転する装置（ボール盤）に取り付け、穴を開ける加工方法です。

穴あけ加工は、使用する工具によって穴の形も異なります。例えばドリルなら単純な穴、リーマなら内面が滑らかな穴、タップならネジ穴と様々です。

≫穴あけ加工とは？｜ドリル加工の特徴や種類、工具について解説

 

 

研削加工

 

▲研削加工でできる製品例

 

砥石（といし）と呼ばれる微細な刃を持つ工具を高速回転させて、金属の表面を削る加工方法です。旋盤やフライス盤よりも小さい削り量で仕上げられるので、寸法精度や表面粗さの向上に特化しています。

 

研削盤には、円筒型の外径を整える円筒研削盤、内径を仕上げる内面研削盤、平面を仕上げる平面研削盤などがあり、用途によって使い分けています。

また、工具の刃先を成形するための工具研削や、歯車の形状を仕上げる歯車検索など、専用の用途向けの方法も存在します。

 

切削加工の製品例については以下のページにも掲載していますのでご覧ください。

≫大阪で切削加工なら新進へ｜製品例とご依頼方法を紹介

 

 

切削加工時の技術的な注意点

 

切削加工は、加工機を使用して単純に削るだけでは上手くいきません。金属材ごとに性質が異なり、それぞれに合わせた切削条件を決める必要があります。

 

切削における代表的な課題は次の通りです。

 

主な課題

• 熱の影響
• 加工硬化
• 溶着

 

ステンレスなどの熱伝導率の低い金属では、工具に熱がこもり摩耗しやすくなります。

また、チタンなど加工硬化をする金属では、削るごとに硬度が増す場合があり、素材が脆くなる原因となります。

 

アルミなどの柔らかい金属だと、切削時に工具へ素材がひっつくケースもあります。

これらを防止するには、切削の速度や送り速度の最適化や、クーラントなどを適切に選択することが大切です。

 

以上です。株式会社新進では、切削加工をはじめとして様々な金属加工のコーディネートをしています。

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