切削加工で製作できる部品

切削加工で作れる部品とはどのような形状でしょうか。ここでは、まずはイメージを持っていただくために、代表的な部品例をご紹介します。

1、1～2軸加工品

一つの方向から穴をあけたり、切込みを入れたりしてできる形状が最も簡易に製作できる部品となります。穴加工のように1軸方向のみの加工や、同じ高さで輪郭を加工したり、窪みを入れたりする平面的な加工も比較的簡易な加工です。下の例のように、フラットな板にネジ穴やキリ穴などをあけただけのベースプレートや、一部切り欠きや面取りを施したブロックなどが典型的です。穴や切り欠きに加え、輪郭、ポケット(窪み)の加工も可能です。

一体型ステッピングモータ

2、多面加工品

1～2軸加工品を1方向だけではなく複数の方向から施したような加工品です。左図のブラケットのように、1方向からの輪郭形状、穴加工、ポケット加工、切り欠き加工のほか、横方向から穴加工を施しています。右図のハウジングは横方向から溝加工、別の方向から穴加工を施しています。このような加工は、素材をひっくり返して向きを変えて、それぞれの向きで形状加工をします。1方向から加工を施した後、素材をひっくり返して再度固定するわけですが、このような作業を段取り替えとも呼びます。

3、多軸加工品

ブロック状ではなく、全体的に複雑な形状をした部品も加工できます。素材を色々な向きに固定しなおしたり、5軸加工機と呼ばれる最新の機械を使ったりすることで、多面的な複雑形状の製作が可能です。

航空機部品などで多用される加工方法です。下の図は、典型的な航空機部品の形状(イメージ)です。

自由曲面と穴加工などが組み合わさっており、ボスが立っていたり、全体的に肉抜き形状になっているなど複雑で薄肉構造が多いのが特徴です。

4、3軸加工

1方向からの加工でも、滑らかな局面(自由曲面など)を削る方法を同時3軸加工と言います。曲面に沿ってボールエンドミルという先端が丸い刃物を動かして、仕上げていきます。左図のように自由曲面を持つ部品はもちろんですが、右図のように人や動物をスキャンしたような曲面も加工することができます。曲面に沿って3次元的に同時に主軸を動かさなければいけませんので、3次元加工に対応したCAM(Computer Aided Manufacturing)と呼ばれる専用のアプリケーションでNCプログラムを作成します。射出成型部品などの金型の切削加工などでもよく使われる加工方法です。

バイポーラステッピングモーター

5、同時多軸加工

最新の5軸加工機や複合加工機の中でも、工具の動きと同期して素材もぐるぐる回転させながら加工する同時加工によってしか加工できない形状もあります。

左図のようなローターブレードと呼ばれる形状(同時4軸)や、右図インペラのような形状(同時5軸)が典型的です。このように一定の素材方向からだけでは加工できないような入り組んだ形状加工にも、切削加工は強みを発揮します。

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