切削加工にはさまざまな種類があり、それぞれに適した工具や加工方法が存在します。本記事では切削加工の基本的な種類から特殊な加工方法まで詳しく解説します。あなたの製品製造に最適な切削加工方法は何でしょうか？
旋盤とフライスと複合加工機の特徴と活用法
金属加工の代表的な工作機械である旋盤とフライス盤、そしてそれらの機能を1台に集約した複合加工機について解説します。それぞれの特徴や違い、メリットを理解することで、最適な加工方法を選択できます。あなたの製品に最適な加工方法はどれでしょうか？
旋盤は金属加工において最も基本的な工作機械の一つです。その特徴は、素材を回転させながら固定された工具（バイト）を当てて切削加工を行うことにあります。主に円筒状や円盤状の部品、いわゆる「丸物」の加工に適しています。
旋盤で行える代表的な加工には以下のようなものがあります：
旋盤には手動で操作する汎用旋盤と、コンピュータ制御によって自動で加工を行うNC旋盤（数値制御旋盤）があります。NC旋盤はプログラムによって正確な加工が可能で、複雑な形状や大量生産に適しています。
旋盤加工の最大の特徴は、素材が回転することで真円度の高い加工ができる点です。シャフトやボルト、ノズルなど、多くの機械部品は旋盤によって製作されています。
フライス盤は、旋盤とは逆に工具を回転させて固定された素材を切削する工作機械です。正面フライスやエンドミルといった回転工具を使用し、平面や溝、段差などの加工に適しています。
フライス盤による加工の特徴は以下の通りです：
フライス盤も旋盤と同様に、手動操作の汎用フライス盤とコンピュータ制御のNCフライス盤（マシニングセンタ）があります。マシニングセンタは工具の自動交換機能（ATC）を備え、複数の加工を連続して行うことができます。
フライス盤は「角物」と呼ばれる四角形や多角形の部品加工に適しており、ピン、フランジ、ブロックなどの部品製作に用いられます。旋盤では難しい大型部品の加工や複雑な形状の加工も可能です。
複合加工機は、旋盤とフライス盤（マシニングセンタ）の機能を1台に集約した工作機械です。大きく分けて2種類の複合加工機があります。
複合加工機の構造的特徴として、X、Y、Z軸の直線3軸に加え、旋削主軸周りのC軸、Y軸周りのB軸など、5軸構造を持つものが一般的です。高機能な複合加工機では、第二旋削主軸や下側に刃物台タレットを装備し、同時加工を可能にしています。
複合加工機は、従来は集約が困難だった特殊加工も1台で行えるように進化しており、難削材と呼ばれる高機能材料の加工にも対応しています。
旋盤とフライス盤は、それぞれ得意とする加工が異なるため、加工対象や目的に応じた使い分けが重要です。以下に主な使い分けポイントをまとめます。
加工対象による使い分け
| 加工対象 | 適した工作機械 | 理由 |
|---|---|---|
| 円筒形状（シャフト、ボルトなど） | 旋盤 | 素材を回転させることで真円度の高い加工が可能 |
| 平面・角物（ブロック、フランジなど） | フライス盤 | 固定した素材に対して多方向から加工可能 |
| 複雑形状（多面体、曲面など） | マシニングセンタ | 多軸制御と工具交換により複雑な加工が可能 |
| 複合形状（円筒部と角物部の混在） | 複合加工機 | 旋削とフライス加工を1台で完結できる |
加工精度による使い分け
生産量による使い分け
加工対象の材質も選択の重要な要素です。例えば、難削材の場合は剛性の高い機械が必要となり、単純な形状でも複合加工機が選ばれることがあります。
複合加工機の最大の特長は、従来は複数の工作機械で行っていた加工工程を1台に集約できることです。これにより様々なメリットが生まれます。
製造リードタイムの短縮
複合加工機を導入することで、以下の理由からリードタイムが大幅に短縮されます：
製造業では、世界的な競争の中でリードタイム短縮が求められており、複合加工機はその要求に応える重要な設備となっています。
加工精度の向上
複合加工機では、1回のチャッキングで複数の加工を行うため、以下のような精度向上が期待できます：
特に、複雑な形状の部品や高精度が要求される部品の製作において、複合加工機の優位性が発揮されます。
省スペース・省エネ効果
複合加工機の導入により、以下のような効果が得られます：
限られた工場スペースの中で生産変動に柔軟に対応するためにも、複合加工機は有効な選択肢となります。
コスト削減効果
複合加工機は1台あたりの導入コストは高いものの、トータルコストでは削減効果が期待できます：
多品種少量生産や短いライフサイクルの製品製造においても、複合加工機は経済的なメリットをもたらします。
旋盤加工を主体としていた製造業者が複合加工機を導入することで、生産性や競争力を大きく向上させた事例は数多くあります。ここでは、実際の導入事例とその効果について紹介します。
茂呂製作所の事例
茂呂製作所は旋盤加工からスタートした会社で、CNC旋盤「QUICK TURN 350MA」を導入しました。この機種は旋盤ベースの複合加工機（ターニングセンタ）で、初めての複合機導入ということもあり、扱いやすさと操作性を重視して選定されました。
導入の理由としては：
この導入により、従来は旋盤工程の後にマシニングセンタで行っていた加工を一度に行えるようになり、生産効率が向上しました。
複合加工機導入による具体的な効果
ある精密部品製造メーカーでは、複合加工機の導入により以下のような効果が得られました：
特に効果が大きかったのは、円筒部品に複数の穴あけやキー溝加工が必要な複雑形状部品の製造でした。従来は旋盤加工後に別の機械で穴あけやフライス加工を行っていましたが、複合加工機の導入により1台で完結できるようになりました。
導入時の注意点
複合加工機導入時には以下の点に注意が必要です：
これらの課題を克服するために、段階的な導入や操作者の教育計画を立てることが重要です。多くの企業では、まず比較的シンプルな複合加工機から導入を始め、徐々に高機能な機種へとステップアップしていく戦略を取っています。
複合加工機を導入する際には、自社の加工ニーズに合った機種を選定することが重要です。以下に主な選定ポイントと業界の将来展望について解説します。
複合加工機選定の重要ポイント
複合加工機の将来展望
複合加工機は今後も進化を続け、以下のような方向性で発展していくと予想されます：
製造業では、多品種少量生産や短いライフサイクル製品への対応が求められており、複合加工機はこれらの課題に対応する重要な設備となっています。また、グローバル競争の激化や人材不足の中で、複合加工機による工程集約と自動化は今後さらに重要性を増していくでしょう。
特に注目すべきは、5軸制御の複合加工機の普及です。従来は精度検査法が確立されていなかったため「精度が悪い」という定評がありましたが、近年は測定技術の向上により高精度化が進んでいます。日本の工作機械メーカーは特にテーブル側に回転2軸を付加した5軸機械の開発に強みを持っており、今後もこの分野でのリードが期待されています。
複合加工機の導入を検討する際は、現在の加工ニーズだけで