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マシンニング加工

マシニング加工は、自動工具交換装置/ATC(Automatic Tool Changer)が付いた「マシニングセンタ」を使用して切削加工を行う金属加工プロセスです。削る方向や刃物を動かす速度、回転数などを指示したプログラムにより自動で工具を切り替えて、フライス加工、中ぐり加工、穴あけ加工、ねじ加工など、さまざまな切削加工に対応できます。

 

マシニング加工は、数値制御が可能で、繰り返し精度が高く大量生産に向いているのが特徴です。また一つの素材を一度固定(キャッチング)すると多方面から工具を当てることができるので、材料の位置を調整する必要がなく多工程のある加工にも最適です。その中でも使用するマシンの種類によって、得意な加工・最適な素材・価格・納期が異なります。メタルGOでは、鉄・ステンレス・アルミの金属加工を承っており、ご希望の製品やご予算に合わせたマシニング加工をご提案しておりますので、お気軽にご依頼ください。

マシニング加工の種類

マシニングセンタは大きく分けて、「横型」「立型」「門型」「5軸」の4つに分かれます。従来は最初に開発された「横型」を使用していましたが、複雑な加工やR加工などの形状に対応するために回転軸の異なる型式が次々と登場しています。

横型マシニングセンタ

横型マシニングセンタ

 

刃物を取り付ける回転軸(スピンドル)が横向き(地上に対して水平方向)に取り付けられているものを「横型」と呼びます。刃物をX軸・Y軸・Z軸方向に、テーブルを回転B軸に沿って動かすことが可能で、加工物の4面を同時に、複数個加工することができます。この同時加工により、段取り(ワークの付け替え)が少なく位置ずれによる加工精度の低下を防ぐことが可能です。加工物を横から削ることで削り屑が下に落ちて溜まりにくく、刃物が食い込んでしまうといった不具合を避けることもできます。加工物(ワーク)の輸送・交換を行うパレットチェンジャーとも相性が良く、自動で部品供給ができるため、長時間の無人稼働に向いています。

 

しかし、加工物(ワーク)を支える力が必要なため、重い材料の加工には適さないことや、切削油(クーラント)も切り屑と同じく下に落ちてしまうため加工面に届きにくいといった所が難点です。

 

<<横型マシニングセンタの特徴>>

メリット
・加工物の4面を同時に、複数個加工できる。
・切り屑がたまりにくく、加工トラブルが少ない。
・パレットチェンジャーとの相性が良い。
・段取りが少なく、位置ずれによる加工精度の低下が少ない。

デメリット
・重い材料の加工には適さない。
・切削油(クーラント)が加工面に届きにくい。

立型マシニングセンタ

横型マシニングセンタ

 

刃物のスピンドルが横向きに付いている横型に対して、縦向きに付いているのものを「立型」と呼びます。加工物(ワーク)を上方向から切削するため、設計図(CAD)と見比べながら作業がしやすい点が長所で、1面に対して加工する箇所が多いものや、金型など多品種を少量生産する場合に適しています。主な用途としては、電気自動車(EV)の金型加工や、軽量アルミ部品の切削加工などに幅広く利用されています。

 

立型マシニングセンタは、機械が小さいため大型部品の加工には適していません。また工作物の上部から加工を行うことによって切り屑が加工物の上に溜まってしまうので、刃物が食い込んだり、工具が欠けてしまう恐れがあります。このため圧縮空気の吹きつけや潤滑油剤を用いて、切りくずをはけさせる作業が発生します。またパレットチェンジャーの取り付けが難しく、可動時間が横型マシニング生産よりも短くなるため、無人で大量生産をする用途には向いていません。

 

<<立型マシニングセンタの特徴>>

メリット
・設計図と見比べながら作業がしやすい。
・1面に対して加工箇所が多いものが得意。
・多品種の生産に向いている。

デメリット
・大型部品には適していない。
・切り屑が上に溜まってしまうので、工具の欠けにつながる。
・パレットチェンジャーの取り付けが難しい。
・大量生産には向いていない。

門型マシニングセンタ

 

主軸を支える構造が「門」の形をしていて、回転軸が門の天井部に下向きについているマシニングセンタを「門型」と呼びます。通常のテーブルに乗らない数メートル級の大物ワークを加工することができ、段取り(ワークの付け替え)が不要で5面加工にも対応できることで、作業効率が上がります。上下左右、そしてねじれなどの荷重に対して剛性を持ち、重切削に耐えることができるのが特徴です。高精度の位置決めができるので、航空機用構造部品、半導体製造装置の部品、自動車の部品など精度が求められるものに幅広く使用されています。

 

より速く、高い精度の門型マシニングセンタが開発されていますが、設備が大がかりなため導入コストがかかり、まだ使用している加工メーカーが少ないといった難点もあります。

 

<<門型マシニングセンタの特徴>>

メリット
・大型加工物(ワーク)に対応できる。
・剛性を持ち、重切削にも耐える。
・高精度の位置決めができる。
・段取りが不要で5面加工ができる。

デメリット
・設備が大がかりで、導入コストがかかる。
・制御する軸が多く、扱いが難しい。
・導入しているメーカーが少ない。

5軸マシニングセンタ

 

刃物を動かす3軸(X軸・Y軸・Z軸)に、回転傾斜軸が2軸追加され、合計5軸で切削加工を行うのが「5軸マシニングセンタ」です。回転軸があることによって、より複雑な加工が可能になり、通常は複数回段取りをしなければならないような加工も、一回の段取りでスムーズに行えます。このことにより、段取り替えによる誤差なども防ぐことができます。刃物を加工面に対して傾けてあてることもできるため、刃物のついたツールと加工物の干渉を避けたり、刃物の剛性を上げる効果もあります。

 

同時5軸加工ではワークの角度調整回数が最小限になる一方、それぞれの軸の誤差の積み重ねが、大きな誤差に繋がる可能性もあるため、作業者の練度や知識が必要になります。

<<5軸マシニングセンタの特徴>>

メリット
・複雑な加工に対応できる。
・段取りが不要で5面加工ができる。
・刃物と加工物の干渉を避けることができる。
・刃物の剛性を上げる効果がある。

デメリット
・制御する軸が多く、扱いが難しい。
・軸の誤差の積み重ねが大きな誤差になる。

 

上記以外の加工方法も受け付けておりますので、ご相談ください。

マシニング加工のメリット

マシニング加工は、プログラムからの指示によって自動で工具を切り替えるのが特徴で、製造業の現場に広く普及しています。手動で切削加工を行った場合と比べたときの、マシニング加工の長所をご紹介します。

作業効率が高い

自動工具交換装置(ATC)が付いたマシニングセンタは、フライス加工、中ぐり、穴あけ、ねじ切りなどの切削に必要な工具を一つの機械で一連の作業を行うことで、手動の作業よりも大幅に作業効率を上げています。また加工物(ワーク)を固定したままで、様々な角度から加工が可能で段取りの回数も最小限になっています。作業の時間が短くなることによって、金銭的コストも下がりやすくなります。

形状精度が高い

手動での作業では、作業する人の熟練度によって精度が異なりますが、機械による制御があれば人為的誤差が最小限になります。また切削加工は、段取りをしたときに誤差が生じやすいですが、マシニング加工ではその回数も少ないため、より正確に作業を進めることができます。一度プログラミングを組んでおくと、同じ作業の繰り返し作業が容易に行えるため、大量生産の場合も製品によってばらつきがないように仕上げることができます。

複雑な形状にも対応

手動では難しい複雑な形状も、プログラミングさえ設定できれば対応が可能です。工具が届きにくい場所の加工や、切削がしにくい硬い素材などでも、工具の角度を自在に変化させることにより実現できるケースが多くあります。複雑な形状や精密さが求められる製品には、マシニング加工をご検討ください。

マシニング加工のご依頼について

メタルGOでは数多くの加工メーカーとの提携により、お客様のご希望の形状・価格帯に合わせた加工方法をご提案しております。製品の寸法がわかる図面、表面処理の種類、用途、個数、などをお知らせいただけましたら、お見積りを提出いたします。図面がない場合はイメージ図からの製図や、最適な素材のご提案もいたしますので、お気軽にご相談ください。

取り扱い金属

鉄

強度が高くコストパフォーマンスに優れた金属素材です。
(SS400、S25C、S30C、SK140、SK84など)

ステンレス

ステンレス

鉄と同等の強度があり、耐食性に優れた錆びにくい金属素材です。
(SUS430、SUS304、SUS403、SUS410など)

アルミ

アルミニウム

軽量で取り外しなどを行う製品に適した金属素材です。耐食性にも優れ錆びにくいのが特徴です。
(A2017、A2024、A5052など)

製品にかけるコストや錆びにくさ、加工のしやすさなどの観点で、最適な金属素材を選定してください。

ご注文の流れ

ご注文の流れ-1
ご注文の流れ-2

・メタルGOにオーダーメイド品をご依頼される場合、予め図面や寸法図を事前にご用意ください。
・製品の設計や強度計算、耐荷重の算出などは、いたしかねますので予めご了承ください。
・お手持ちの製品への追加工は承っておりませんので、予めご了承ください。

・詳細のご注文方法や、対応の可否などはご注文時の注意点をご覧ください。


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