機械加工の基礎！工作機械の種類など徹底解説します！
こんにちは！本日は機械加工の基礎となる工作機械の種類や加工方法などを解説していきます！
これから機械加工の仕事を覚えていく方は必見情報だと思います。是非ご覧ください♪
機械加工とは
機械加工とは、金属や樹脂などの材料を切削・成形・加工して目的の形状に仕上げる製造プロセスのことです。
自動車部品や電子機器、産業用機械など、私たちの身の回りにある多くの製品は機械加工によって作られています。
加工には、「除去加工（切削や研削など）」と「変形加工（プレスや鍛造など）」があり、特に精密さが求められる場面ではCNC工作機械などを用いた高精度な加工が行われます。
また、近年ではCAD/CAMソフトウェアを利用した設計から加工までの一貫した流れも一般化しています。
機械加工は、ものづくりにおける“最後の仕上げ”とも言える重要な工程です。
機械加工と他の加工法の違い
機械加工は、鋳造や射出成形といった大量生産に向いた方法と異なり、柔軟な形状対応力と高精度を特徴としています。
たとえば、鋳造は一度に複数の製品を生産できますが、細かい寸法精度や仕上げ面では機械加工に劣ります。
一方で、機械加工は少量多品種の生産に適しており、試作品や高精度部品の製造で欠かせない手法です。
また、加工後に必要となる「バリ取り」や「研磨」などの後処理を含めて、機械加工の品質が最終製品の性能を左右することもあります。
工作機械の種類
旋盤
旋盤は、円筒形状の加工を得意とする代表的な工作機械です。
ワークを回転させながら刃物（バイト）を当てて切削することで、外径・内径・端面などを加工します。
手動操作の汎用旋盤に加えて、近年はCNC旋盤が主流で、複雑な形状もプログラム制御によって自動加工できます。
ネジ切りや溝入れ、テーパ加工なども行え、幅広い分野で使用されています。
素材の回転による安定した切削が可能なため、軸もの部品の製作には欠かせない存在です。
フライス盤
フライス盤は、主に平面加工や溝加工に用いられる工作機械で、回転する刃物をワークに対して移動させながら切削を行います。
フライス工具の形状や取り付け方によって、あらゆる形状に対応できます。
横フライス盤、立フライス盤、NCフライス盤などの種類があり、特にNC型は高精度かつ自動化された加工が可能です。
プレートやブラケットのような平面主体の部品製造で力を発揮し、金型製作にも多用されます。
マシニングセンタ
マシニングセンタは、フライス加工に加えて穴あけやタップ加工など複数の加工を1台で行える多機能な工作機械です。
主軸の自動交換（ATC機能）やワーク固定の自動化などにより、連続加工が可能となり、生産性が大きく向上します。
特に3軸・5軸のマシニングセンタは複雑形状部品の加工に適しており、航空機部品や医療機器などの分野で多用されます。
高精度・高効率を両立した現代加工の要です。
主な加工方法の種類
切削加工
切削加工は、バイトやエンドミルなどの工具で材料を削ることで、所定の形状を作り出す加工方法です。
旋削加工・フライス加工・穴あけ加工・タップ加工などが含まれ、それぞれ専用の工具と工作機械を使用します。
特に高精度部品の加工では、数ミクロン単位の寸法管理が求められ、切削条件（送り速度、切り込み量、回転数）の最適化が重要です。
また、工具摩耗の管理や冷却液の使用も加工精度に大きく影響します。
放電加工
放電加工は、電気エネルギーを利用して金属表面を溶かす非接触の加工方法です。
型彫放電とワイヤーカット放電の2種類があり、硬度が高く切削が難しい材料でも加工可能です。
複雑な形状や精密金型の加工に適しており、特にワイヤー放電では非常に細いワイヤーを使用して微細なカットが可能です。
放電加工は加工速度が遅めですが、他の方法では実現できない自由度と精密さが魅力です。
研削加工
研削加工は、砥石を用いて素材表面を削り、非常に高い寸法精度や表面粗さを実現する仕上げ工程です。
円筒研削、平面研削、内面研削などの種類があり、硬度の高い材料や熱処理後の部品の仕上げによく用いられます。
特にベアリングやシャフトなどではμm単位の寸法精度が求められるため、研削加工の品質がそのまま製品性能につながります。
専用の研削盤と熟練の技術によって、超精密加工が可能となります。
加工工程と品質管理
加工前の準備（設計・材料選定）
機械加工では、まず製品図面に基づいた設計と材料の選定が重要です。
材料にはアルミニウム、ステンレス、チタン、樹脂など多様な種類があり、それぞれの機械加工性・強度・耐食性を考慮して選びます。
また、3DCADで設計を行い、CAMソフトで加工プログラムを作成する流れが一般的です。
この準備段階でミスがあると後工程に大きな影響を及ぼすため、精密な確認が不可欠です。
加工後の検査・品質管理
加工が完了した製品は、必ず寸法・形状・表面状態などを検査して品質を保証します。
ノギスやマイクロメーター、三次元測定機などを用いて公差内にあるかをチェックし、必要に応じてX線や超音波による内部欠陥検査も行われます。
また、加工バリの除去（バリ取り）や表面処理（バフ研磨、ショットブラストなど）も品質管理の一環です。
製品ごとの使用環境を考慮した検査基準を設定することが重要です。
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