旋盤とは|誰でもわかる!工作機械を徹底解説

旋盤とは

旋盤は、チャックと呼ばれる回転する台に加工物(ワーク)を取り付け、切削バイトという工具を使用して工作物を削る機械です。

この削る動作を旋削加工と呼び、旋盤の主な加工方法です。ワークを回転させて削るため、工作物は円筒形のものが適しています。

 

旋盤の種類

汎用旋盤(普通旋盤)

汎用旋盤は、主軸台、心押し台、往復台、送り装置、ベッドから成る基本的な構造を持つ旋盤です。

一般的に旋盤というと、汎用旋盤のことを指します。他に普通旋盤や一般旋盤とも呼ばれます。工学系の学校では、汎用旋盤を使って基本加工の動作実習を行います。

 

汎用旋盤

出典:滝沢鉄工所 TSLシリーズ

 

NC旋盤

NC旋盤は、汎用旋盤にNC(数値制御)装置を取り付けた機械で、プログラミングされた順序に従い、自動的に加工を行います。

現在では、コンピュータを使ったCNCの制御が主流です。

複数の刃物を装備できる回転式の刃物台を持ち、自動で刃物を交換することが可能です。詳しくは下記のサイトを参照してください。

 

NC旋盤

出典:滝沢鉄工所 TCシリーズ

NC旋盤はこちらにまとめてありますので、よかったらご覧ください。

NC旋盤とは|誰でもわかる!工作機械を徹底解説 NC旋盤の種類|誰でもわかる!工作機械を徹底解説

 

卓上旋盤

卓上旋盤は、小型の旋盤で作業台の上に置けるサイズのものを指します。ベンチレースとも呼ばれます。

主に試作や小さな部品の加工に使用されます。

 

卓上旋盤

出典:東洋アソシエイツ Compact3

正面旋盤

正面旋盤は、大きいサイズの加工物を旋削する旋盤です。

汎用旋盤ではチャックに工作物を取り付けますが、正面旋盤ではチャックより大きな面盤に取り付けます。

主に正面削りの加工を行います。
最近では、大きな加工物にはターニングセンター(立旋盤)が使用されることが多く、正面旋盤を製造するメーカーは少なくなっています。

ネットで探したところでは、西部ハイテックのみが製作しているようです。

削り屑の払いが立旋盤より正面旋盤の方が優れているため、正面旋盤を探す場合は、中古機械を探すことをおすすめします。

正面旋盤

出典:中古機械情報百貨店

 

立旋盤

立旋盤は、汎用旋盤と異なり、主軸が垂直方向に位置する旋盤です。この旋盤では、回転するテーブルにワークを取り付け、水平方向に回転させます。

立旋盤は、重量物や不釣り合いな工作物を加工する際に役立ちます。

また、ターニングセンタとも呼ばれることがありますが、JIS規格では、工具の自動交換装置が付いた立旋盤をターニングセンタと定義しています。

NC立旋盤

出典:日精ホンママシナリー TAC-10

 

タレット旋盤

タレット旋盤は、回転式の刃物台(タレット)に複数の工具を装備できる機械です。

タレットに切削工具をあらかじめ複数セットしておくことで、工具の交換が簡単になり、時間を節約できます。このため、大量生産に適しています。

旋盤を製造販売するメーカーの一覧は、以下のリンクからご覧いただけます。

旋盤の製造メーカー|誰でもわかる!工作機械を徹底解説

 

旋盤の構成

普通旋盤の基本的な構成をご紹介します。

主軸台

主軸台には、ワークに旋削回転を与える軸やモーター、回転速度の変速機が含まれます。

主軸の回転速度はRPMで表され、メーカーや機種によって最大回転数が異なります。

 

心押し台

心押し台は、ベッド上に位置し、ワークの端をチャックの反対側から押さえる役割を果たします。

また、ワークの中心を見つける際にも使用されます。

 

往復台

往復台は、切削工具に送り運動を与える装置で、刃物台、サドル、エプロンが含まれます。

 

送り装置

送り装置は、切削工具を縦または横に移動させる機能を持ちます。

往復台と比較して動く範囲は小さいですが、0.01mm以下の精密な移動が可能です。

 

ベッド

ベッドは、旋盤本体を構成し、案内面を備えた台です。

 

刃物台

刃物台は、旋盤で使用する切削工具(バイト)を取り付ける部位です。
通常、往復台と平行に使用されますが、テーパ削りや複雑な加工の場合は、刃物台の角度を斜めにして使用します。

 

チャック

チャックは、旋削加工物を取り付けて固定する装置で、主軸にセットして使用します。

チャックの爪でワークを挟み込む機械式のものが一般的ですが、磁気や真空式のチャックも存在します。また、正面旋盤では面盤をチャックの代わりに使用します。

 

チャックには以下のような種類があります。

(1) スクロールチャック

内部にスクロール状の円盤が内蔵され、1つのハンドル操作で3つの爪が開閉するチャック装置です。

円筒形ワークの取り付けが容易で、3つ爪や2つ爪が主流です。

北川鉄工所 3ツ爪スクロールチャック

(2) インディペンデントチャック

各爪が独立して動作するチャック装置で、円筒形でない加工物でもチャックの中心に取り付けることができます。

4つ爪が主流です。

北川鉄工所 4ツ爪インデペンデントチャック

(3) コレットチャック

加工物をコレットという筒状の装置で挟み込むチャックです。

爪で挟むタイプと比べ、接地面積が広いため、小さな力でもしっかり固定できます。

Mr.Meister 引き型コレットチャック

 

(4) マグネットチャック

磁力で加工物を吸引するチャック装置で、永久磁石を使うものと電磁石を使うものがあります。

カネテック マグネット 強力丸形永磁チャック

 

旋削加工の種類

旋盤でよく使用する加工方法をご紹介します。

旋盤で使用する工具「旋盤バイト」については、こちらの記事にまとめました。

https://www.kousakukikai.tech/lathe-tooling/

外丸削り

切削工具で加工物の外側を円筒形に旋削することを外丸削り(そとまるけずり)といいます。

旋削加工の基本です。

 

テーパー削り

加工物の先端が徐々に細くなっていくことをテーパーといいます。

旋盤で円錐形の加工物を作る場合にテーパー削りを行います。

切削工具を保持する刃物台の角度を調整し、加工物を斜めに旋削していきます。

 

端面削り

丸棒加工物の端っこを平面に旋削することを端面削りといいます。

側バイトを使用して旋削加工を行います。

 

中ぐり加工

ボール盤やフライス盤を使って加工物の端面に穴をあけ、穴を切削してくり広げる加工のことを中ぐり加工といいます。

中ぐり専用の機械もありますが、旋盤の旋削加工でも十分に可能です。

中ぐりバイトを使用して旋削加工を行います。

 

 

突切り

円筒形加工物の外形に溝の切りこみを入れることを突切り加工といいます。

旋盤では突切りバイトを使用して旋削加工を行います。

 

まとめ

今回は素材を旋廻させて刃物で旋削する工作機械、汎用旋盤についてご紹介しました。

現在も今後も工場で使用する旋盤はNC旋盤が主流ですが、汎用旋盤はこれからも生き残り続けます。なぜなら、数個しか作らないような少量生産の製品、代用の利かない素材の加工を短納期で仕上げる場合は汎用旋盤で加工したほうがより早く正確なものができるからです。

また、汎用旋盤の原理を理解しておかないとNC旋盤でプログラミングの理解が難しくなります。

旋盤の技術をしっかり身につけてNC旋盤のプログラミングにステップアップしましょう。

旋盤の仕様について知りたい方は、こちらをご覧ください。
旋盤のメンテナンスについて知りたい方は、こちらをご覧ください。
NC旋盤について詳しく知りたい方は、こちらをご覧ください。

旋盤のおすすめ本はこちら

次回は、フライス盤の基本について、記載していきます。

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