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マシニング加工
マシニング加工は機械加工の一種？種類や特徴など疑問を解決！
マシニング加工と聞いて、どんな加工法か知っている人は少ないかもしれません。マシニング加工はマシニングセンタを使って行われますが、工具の自動交換がある点が最大の魅力です。
一台の機械でさまざまな加工ができるため、業界では人気を集めています。ぜひ、マシニング加工の特徴を知って、作業に役立てましょう。
1.マシニング加工はどんな加工方法？
マシニング加工は、簡単にいえば金属を削る加工方法を指します。加工にマシニングセンタと呼ばれる機械を使うことから、マシニング加工と呼ばれるのです。
マシニング加工では、一台の機械でフライスから穴あけ、中ぐり、ねじ立てを行えるのが特徴です。工具を自動で交換できるため、以前のように色々な種類の機械が必要なくなり、一台で賄えるところが最大の魅力となっています。
1-1.プログラム制御で加工
マシニングセンタでは、エンドミルやドリルなどを使い、プログラム済のカッターパスに沿って加工が行われます。NCのプログラム制御があり、平面加工はもちろん、穴あけや旋削などもできます。マシニング加工で複雑な模型を作ることが可能です。
1-2.ATCが付属すると？
マシニングセンタでは、加工プログラムの力で工具が自動交換されます。このプログラムは「ATC」と呼ばれ「Automatic Tool Changer」の略です。
自動工具交換機能との日本名もついていますが、マシニングセンタと呼ばれる機械には、必ずATCがつきます。そのため、ATCがついていない機械は、同じ加工ができてもマシニングとは呼ばれません。
2.4種類あるマシニングセンタ
マシニングセンタは、得意とする分野によって4種類に分かれています。それぞれ特徴があり、どのマシニングセンタを使うかで、加工できる内容や金属の種類が異なります。特徴と違いを知り、マシニング加工のメリットも知っておくとよいでしょう。
2-1.①5軸制御タイプ
5軸制御タイプは、一般的なマシニングセンタのX・Y・Z軸に加えて、C軸とB軸が追加されます。それにより、正面から見た場合、上下のZ軸方向に回転の主軸が動く仕組みになっています。
この回転軸が追加されたことで、より複雑な曲線での加工も可能です。ただし、セッティングに「制御座標」の確認が必要なので、作業員の技術力が要求されます。
2-2.②立型タイプ
立型は、取り付けた工具が回転し、主軸が垂直にそびえ立つのが特徴です。切りくずが綺麗にならないことから大量生産には向いていませんが、少量の加工には便利です。マシニングセンタ自体が小型で取り付けやすいことから、さまざまな加工に利用されています。
2-3.③門型タイプ
正面からマシニングセンタを見たときに、門のような形をしているのが門型タイプです。テーブルの前と奥に大きく動かせるので、巨大な加工や重たい金属の加工などによく利用されています。
ただし、マシニングセンタ自体も巨大なため、配置場所に困るなどのデメリットもあります。
2-4.④横型タイプ
回転の主軸が水平になっているのが、横型タイプの特徴です。切りくずが綺麗に排出されるので、大量生産向きのマシニングセンタです。材料の供給とパレットチャージャーが設置可能で、配置も大きな場所を取りません。どちらかというと、3次元の加工に向いています。
3. 自動工具交換装置（ATC）の特徴
マシニングセンタに必須ともいえるATCは、機械が組まれたプログラムに応じて、工具を自動交換してくれるところが魅力です。
以前は加工手順に従って、作業員が手作業で工具を取り換えていましたが、ATCの出現でその手間もなくなりました。また、数種類の工具を同時に取り付け可能なので、生産性もアップしています。
3-1. NCフライスとの相違点
同じ数値制御を使ってフライス加工ができる「NCフライス」と「マシニングセンタ」との最大の違いは、ATCがついているかどうかです。自動で工具を交換できるマシニングセンタは、材質に対応できる刃物がそろっていれば、条件付きではありますが、さまざまな加工が可能です。
ちなみにATCが装備されており、かつ旋削だけでなく、フライス削りもできるようになった「NC工作機械」は「ターニングセンタ」となります。基本的には、NCフライスにはATC（工具自動交換機能）がついていないため、このATCの有無でマシニングセンタと呼ばれるかどうかが決まります。
3-2. マシニング加工は冷やしすぎNG
マシニング加工のなかでも、ステンレスの金属を使う場合には、冷やし過ぎに注意が必要です。ステンレスを正面フライスで加工するときには、刃物部分（チップ）が熱を帯びます。また、ドリルやエンドミルと比較してみると、チップ自体が小さくて熱を逃せません。
だからといって、熱を冷やそうと「水溶性切削油剤」を使用するとチップが急冷して温度差が発生し、刃物が欠けるなどの問題が発生します。そのため、マシニングセンタでステンレスを加工するときには、冷やし過ぎに注意し、「不溶性切削油剤」を使用しましょう。
4.マシニング加工の流れ
マシニング加工をするときには、プログラムの制作から始まり、最終的な加工が行われます。まずは大まかな流れを知っておくことが大切です。
4-1.流れ①プログラムの作成と転送
マシニングセンタを動かすためには、プログラムが必要です。数値データ（NCデータ）を作成し、形式や速度、軌跡などを設定します。その上でマシニングセンタにプログラムを転送し、CAMの言語をGコードとして転送します。
4-2.流れ②素材をセッティング
マシニングセンタの水平度を確認後、材料や工具などをセッティングします。軸の位置合わせや切削工具の位置合わせなども行われ、加工の前段階が完了します。
4-3.流れ③加工開始と完成
切削油を吹き付けながら、加工を開始します。一般的な金属加工では、粗削りから始まり、本削り、面取り、R加工の順に加工されます。最後に寸法を確認すれば、加工完成です。
5.まとめ
今回の記事では、マシニングセンタの特徴や機械のタイプなどについて解説しました。もし金属加工を安心して任せたいのであれば、ぜひ「株式会社MST Holdings」にご連絡ください。さまざまな機械加工に対応可能で、施工実績もあるため、加工技術以外でもお手伝いをいたします。
