旋盤加工

旋盤加工とは？

旋盤加工とは、円筒形上の工作物を回転させ、主軸に固定させた「バイト」と呼ばれる刃物状の工具を当てて加工を行っていく方法です。旋盤を用いることによって、外丸削りや穴あけ、中ぐり、ねじ切り、突切りなどさまざまな加工を行うことができます。

旋盤加工は送り操作や工具交換を手動で行う「汎用旋盤」と、加工条件コンピュータで制御しながら加工を行う「NC旋盤」の２種類があります。

材料自体を回転させて加工を行うため、円筒形の材料加工に向いている加工方法です。シャフトやフランジ、継手、ノズル、ボルトなどの部品加工に使用されます。日常的に見かけるドアノブは、旋盤加工された代表的な部品です。旋盤加工でできる代表的な加工は、外径加工・テーパ加工・穴あけ加工・内径加工・溝加工突っ切り・ねじ切りなどがあります。

鉄・ステンレス・アルミ・銅・樹脂など、さまざまな材料の加工に使用可能です。焼入れを行なった硬度の高いものに対しても、正確な加工が施せます。コンピュータ制御ができるNC旋盤なら、作業者の技量に左右されない精度の高い加工が可能です。プログラムに基づいて動作するため、初心者でも簡単に加工ができます。

旋盤加工の特徴

円筒形状の工作対象物を回転させながら、主軸に固定した刃物状の工具に当てることで加工を行う技術です。

旋盤加工は加工する対象物を回転する爪に固定するため丸い形状の加工を施すことができる加工方法で、対象物自体を回転させるためブレのない製品を作り出すことができ寸法精度が出しやすいという特徴があります。

回転する加工対象物の外側から刃物状の工具を当てる外径加工や内側から当てる内径加工、ねじ山を作るねじ切りやドリル刃による穴あけ、不要なモノを切り落とし加工面をきれいに仕上げるための突切りなどの加工方法があります。

【素材別】部品一覧

アルミの旋盤加工部品例

アルミニウム（アルミ合金）の
特徴・加工ポイントを詳しく見る

ステンレスの旋盤加工部品例

ステンレスの
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鉄の旋盤加工部品例

鉄・鋼鉄（スチール）の
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鋼の旋盤加工部品例

銅の旋盤加工部品例

銅の
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樹脂の旋盤加工部品例

樹脂（工業用プラスチック）の
特徴・加工ポイントを詳しく見る

旋盤加工では他にもゴムやチタンなどの素材の加工も可能です。

旋盤加工の依頼は
「加工部品調達会社」へ

加工部品調達会社とは

部品加工に関する悩みを解消してくれて、部品図の振り分けや複数の外注先に対する納期管理などの煩雑な業務を請け負う会社です。

独自のノウハウやルート持っている業者であれば、さまざまな加工についての豊富な知識を有しており、クライアントの相談にも乗ってくれます。

加工部品調達会社へ依頼する
メリット

複数の調達先であっても一元管理を行ってくれるため、管理コストの削減を図ることが可能になります。

また、多工程に亘る取りまわしも一括してもらえるため、管理工数の削減のみならずリスク低減も図ることができます。

おすすめの
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旋盤加工を依頼する際の流れ

問い合わせ・見積もり依頼

旋盤加工を依頼するに当たって、まず行うことは依頼先の候補となる業者への問合せです。この段階で自社が目的とする加工や素材に関して旋盤加工が可能かどうかを確認したり、あるいはどのような内容の加工が可能であるのか問い合わせたりします。

もしも問い合わせ先に依頼を任せられそうだと感じれば、ひとまず見積を依頼しましょう。

見積もりの確認と業者決定

旋盤加工を依頼する業者を選定する場合、必ず複数の業者へ問い合わせた上で、それぞれに見積書を請求します。

同じ内容の依頼であっても業者によってコストや工期が異なるため、相見積もりを比較検討して、最も自社のニーズや条件に合致していそうな業者を選定してください。

なお、単に安さや速さだけに注目することは危険です。

発注～納品

実際に依頼する先を決めれば、改めて発注を行います。

なお、見積書には有効期限が記載されているため、見積書の有効期限が切れている場合は念のため再度見積を請求して、条件に変更等がないか確認することが大切です。

また、発注時に納期や納品条件についてもきちんと相談・確認しておき、もしも変更が生じれば速やかに連絡し合える体制を整えておきます。

面倒な調達業務を効率化する方法

自社で旋盤加工業者を探したり、相見積もりを参照したりといった作業は手間がかかり、結果的に工期の長期化を招きかねません。また、実際に得られた加工品の品質に不備があった時の対処も重要です。

一方、最初から加工部品調達会社に一任しておけば、ニーズに合わせて業者の選定や関連業務をまとめて行ってくれるため、結果的にトータルのコストメリットを追求していくことも可能になります。

旋盤加工を依頼する際の見積もり・費用

見積もり・依頼費用を決める要素

母材の価格

旋盤加工のコストを考える上で、母材の価格は最も料金に影響を与えるポイントの1つです。

母材の価格は一般的な相場を参考にできますが、業者によっては調達コストに違いが生じることもあります。また、加工内容や業者・作業員の熟練度によって必要な母材の量が変動することもあり、母材価格はそれぞれの業者から採った見積書で必ず比較検討しておきましょう。

加工費用

加工費用とは、旋盤加工を実際に行う上で必要となる技術料の総額です。

実際には、加工費用は「加工チャージ」と「加工工数」という2つの要素の合算によって算出されます。

加工チャージとは設備の使用料やメンテナンス費用、作業員の労務費など作業を実施する上で必要となる経費です。

加工工数とは、旋盤加工に必要な時間（工数）であり、例えば1人の作業員が1日で行える場合と、1人の作業員が2日で行える場合であれば、当然ながら後者の加工工数が2倍となります。

特殊加工費（表面処理や熱処理など）

旋盤加工を行うと、加工機が触れていた表面だけでなく、削り取った部分の内側なども素材がむき出しの状態になります。そのため、旋盤加工後に改めて表面処理や熱処理、塗装といった特殊加工が必要になることもあるでしょう。

特殊加工費は作業内容によって異なります。加えて、そもそも表面処理などの特殊加工を請け負ってくれるかどうか、業者によって条件が異なるため最初に確認しておくことが大切です。

旋盤加工の費用を抑える方法

加工工程を減らす

複雑な形状の旋盤加工になれば、必然的に加工工程が増えて加工工数が増大し、トータルコストも拡大していきます。

例えば加工しやすいデザインや形状に設計したり、加工しやすい素材や条件で依頼したりすることで、加工工程（加工工数）を減らしてコストの圧縮を目指すことが可能です。

ただし、コスト削減を追求するあまり、本来に必要とされる品質を下回らないように考えることも重要です。

削る量を減らす

旋盤加工で削る量を減らすことにより、加工工数を削減できる上、必要となる母材の量を節約できるなど、多角的なコスト削減を目指せます。

また、どうしても設計的に削る量を増やさなければならない場合や、複雑な形状・デザインになってしまう場合、後で組み立てることを前提としてシンプルな部品2つを加工するといったアイデアもあります。

コスト節約の方法は色々なパターンを検討してみましょう。

素材の調達費用が安い業者を探す

母材価格は市場価格や相場によって基本的に決定されますが、例えば大手業者であれば一度に大量の母材や部品などを仕入れることによって、素材の調達費用を割安にするといった取り組みを進めているところもあります。

素材の調達費用は加工費用と並んでコストに影響する部分であり、しっかりと比較検討したい要素です。なお、あからさまに費用が安い場合には必ず理由を確認することも欠かせません。

加工部品調達会社に依頼する

加工部品調達会社へ依頼すると、そもそも旋盤加工の業者選定や依頼、加工品の品質管理に必要な一連の作業を一任することが可能です。これにより、自社の社員の手間や労力を圧縮し、総合的なコストパフォーマンスを高めていけることが重要です。

加えて、加工部品調達会社は複数の部品加工会社や旋盤加工業者などとネットワークを構築しており、専門家の立場で価格交渉を任せられる点も見逃せません。

条件に合わせた適切な依頼方法についても相談できるため、初めて旋盤加工を依頼する場合や、依頼先を一から探す場合などは、まず加工部品調達会社へ問い合わせてみても良いでしょう。

旋盤加工のメリット

丸物の加工において高い寸法精度を実現できるのが旋盤加工です。材料を回転させて切断していきます。回転数や回転方法を任意に変更できる高い自由度 がメリットのひとつです。

旋盤加工では多種多様な工具があり、用途に適したものを選びます。旋盤加工の中にも複数の加工方法があり、これらを組み合わせることで、複雑な形状の加工物も製作可能です。さまざまな形状に対応できるのは、旋盤加工のメリットと言えます。

旋盤加工のデメリット

幅広い工具の種類や加工法があり、組み合わせ次第で幅広い加工物を制作できる旋盤加工は、そのぶん時間がかかりがちなのがデメリット。工具を多く交換すると、ひとつの制作物にかける時間は増えます。

旋盤加工の種類

外径加工

回転する加工物の外側に切削工具をあてて削る加工法です。旋盤加工の中でも多く採用されている方法で、表面の仕上げや荒削りの際に行います。

注意したいのは、発生した切り屑が工具にからまるリスクです。切り屑が工具にからまると、加工精度が低下して、想定した仕上がりになりません。これを避けるため、切削工具の角度を適宜調整する技術が求められます。

内径加工

最初に穴あけ加工をして開けた穴を、内側から広げていく加工法です。穴の大きさを指定通りのサイズにして整えたり、内側表面の加工部分をキレイに仕上げたりする際に行います。

内径加工では穴の深さにより工具の長さを調整しなければなりません。長くなるに連れてたわみが生じやすく、高い精度を保つのがむずかしくなります。また、穴の内側に切り屑が溜まるため、取り除きながらの作業が必要です。

ねじ切り加工

ねじのピッチ制作で行われます。フライス加工やマシニングセンタでは、基本的には雌ねじしか対応できません。旋盤加工なら、ねじ切り専用工具を使えるため、雄ねじと雌ねじ両方の加工が可能です。

内径加工では、専用工具を加工物にあてながら、工具を動かしていきます。ねじのピッチを等間隔にするため、自動送り機能を用いて、一定速度で加工するのが一般的です。

穴あけ加工

回転する加工物にドリルをあてて穴を開けます。内径加工では必須の工程で、専用工具を入れる穴をはじめに開けておく加工です。穴あけ加工をしないと、位置がずれやすくなり、失敗のリスクが高まります。

穴あけ加工はあくまで内径加工に必要な作業工程に過ぎないので高い精度は求められません。穴を開けてから、仕上げの加工を行います。

突切り加工

加工物に工具を押しあてて、無駄な部分を切り落とし、製品になる部分だけを残す加工法です。旋盤加工の後に行われます。突切り加工には高い技術力が必要です。

作業は、細い刃を使い、振動や音に集中して行います。精度を高くするために、油を使って気化する状態を確認。折れにくく、しなりやすい刃で行うのがコツです。

旋盤加工で使用する加工機

旋盤加工は加工方法によって加工機を使い分けます。各加工機の特徴や強みをご紹介します。

汎用旋盤

作業者が手動で加工をするタイプの加工機です。加工の目的に合わせて工具を交換できます。プログラミングでは対応できない複雑形状な製品や、一点ものや細かな調整が必要な試作品で用いられることが多いです。

NC旋盤

加工条件をプログラムし、読み込ませて加工するため自動加工ができます。プログラム通りの動作をするため、業者の加工技術力に依存しません。誰でも一定の精度を確保できるため、量産品の加工に向いています。

卓上旋盤

テーブルの上で加工できるサイズの小型旋盤です。汎用旋盤と同様の使い方をします。小さな部品を制作するときに向いている加工機です。

正面旋盤

大きな材料の加工で採用されます。切りくずが落ちることで精度を保てるのが強みです。また、切りくずの除去も不要ですから、連続して作業を進められます。

立旋盤

工具を垂直方向へ動かすのが特徴です。大きな材料を加工する場合に採用されます。重心や遠心力の影響で起きる振れを抑えられるのも強みで、加工精度は高いです。

旋盤加工に使われる工具

旋盤加工には「バイト」と呼ばれる工具を使用します。バイトには用途によってさまざまな種類がありますので、代表的なものを紹介していきます。

片刃バイト

「シャンク」と呼ばれる胴体と切刃が平行のバイトです。旋盤加工で非常に多く使用されています。

剣バイト

刃先が剣のように尖っているバイトのことです。外径削りや端面加工で使用されます。剣バイトの中にも、左右の刃が対象となっている真剣バイト、少し丸くなった刃先を持つ先丸剣バイト、左右の刃が非対称となっている斜剣バイト、刃先がシャンクと直角になっている平剣バイトなどがあります。

突切りバイト

円筒形の素材の外周に溝入れを行うためのバイトです。

ねじ切りバイト

その名の通り、ねじ切りに使用する旋削バイトをねじ切りバイトと呼びます。「おねじ用」と「めねじ用」があります。

中ぐりバイト

円筒形の素材に対して、内径や奥端面を旋削するためのバイトです。中ぐりバイトという名前の他にも、「ボーリングバー」とも呼ばれています。

旋盤加工の手順

材料のセット

切削工具と加工物を取り付けて固定します。固定が甘いと作業中に動いてしまうため要注意。取り付け位置も重要で、ズレると精度が悪化します。固定するときと同様に、慎重に位置を決めて取り付ける注意深さが必要です。

荒加工

荒加工は、内径加工において必須の作業。作りたい製品の大まかな形を最初に削り出しておくのが荒加工です。大まかな全体像がわかればいいので、精度は甘くてもかまいません。ただし、削り過ぎると後で問題が生じます。加工物の回転の具合や、切り屑が発生しすぎていないかなどに常に注意を払いましょう。

仕上げ加工

荒加工の次に行なう工程です。大まかに形を作ったあとに行なう仕上げで、荒加工と比べて高い精度が求められます。回転数や送り速度には特に注意が必要。バリが出たら、加工面へのダメージに気をつけながらヤスリで取り除きます。

旋盤加工の注意点

摩擦熱による変形・材質の変化

切削加工では工具と加工物がぶつかり合い、摩擦熱が生じます。摩擦熱は工具や加工物を変形させるほどの高温になることも。素材面積が大きかったり削るスピードが速かったりすると、摩擦熱が発生しやすくなります。

機材が限界に達してしまうような長時間の切削作業は避けなければなりません。切削油を使用したり冷却時間を設けたりと、工具類や加工物に負担がかかり過ぎない配慮が求められます。

摩擦によって生じる抵抗の影響

摩擦は抵抗力も発生させます。抵抗力を増大させるのは主に加工面積や工具の回転スピードです。また、抵抗力では加工物の種類も関係してきます。

加工物の素材自体を正確に把握し、相性のいい工具での切削が必要です。回転スピードが上がりすぎていないかも要注意ポイント。抵抗力に配慮しないと、加工物だけではなく工具類まですぐにボロボロになってしまいます。

加工時やバリによる怪我

旋盤加工で削ったり掘ったりする加工物は基本的には金属類です。金属を削り取るだけの鋭さを持つ工具類を使うため、ケガにはくれぐれも注意しなければなりません。

初心者だけではなく、ベテランでも作業に慣れ過ぎることでミスが起き、大ケガにつながる場合があります。保護マスクの着用、バリ取りや、軍手・衣服が工具類に巻きこまれないような工夫など、危機管理の徹底が大切です。

フライス加工との違い

旋盤加工とフライス加工の決定的な違いは、固定するものと回転する物です。旋盤加工は切削工具を固定し、加工物を回転させていきます。一方のフライス加工は加工物のほうを固定して、切削工具を回転させるやり方です。

切り屑にも違いが出てきます。旋盤加工は工具の刃部分が作業中ずっと加工物に接触して切削する状態。フライスは刃が加工物と接触したり離れたりします。

切り粉は旋盤加工は線状。フライスはチップ状になります。

旋盤加工を外注に出す際のポイント

旋盤加工ができる機器を導入していても、各加工会社ごとにできる加工とできない加工がある点を押さえておきましょう。旋盤加工では豊富な知識・技術・経験が求められます。求める加工を実現できるだけのノウハウのある会社かどうかが、選定のポイントです。

加工素材についても、対応できるケースとできないケースがあります。「加工素材はなにか」「求めるサイズに対応できるか」は要確認。加工会社のホームページをチェックし、実績の中に求める加工物の素材やサイズがあれば対応できる可能性が高くなります。

また、公差指定も注意が必要です。過剰だったり複雑だったりすると、費用がかさんだり断られてしまったりする場合も。

旋盤加工で行なわれる作業を考慮に入れて図面を作成し、必要とする加工が得意な会社に相談しましょう。

その他の加工部品例

• マシニング加工
• フライス加工
• 溶接
• レーザーカット加工
• 曲げ加工
• ワイヤーカット加工
• 放電加工
• 樹脂加工
• 焼き入れ加工
• 研磨・研削加工
• 製缶加工
• 大物・長尺加工
• 歯切り加工