加工学

機械加工の要素：ブローチ加工

ブローチ加工は、ブローチと呼ばれる、多数の切れ刃が直線状に連なった長尺の切削工具を用いて、工作物の内面あるいは外面を、工具の一回の直線通過のみで目的の形状に仕上げる、極めて高能率な機械加工法です。その最大の特徴は、荒加工、中仕上げ加工、そして仕上げ加工という、通常は複数の工程を必要とする作業を、ブローチ工具の一回の引き抜き、あるいは押し込み動作だけで完了させてしまう、圧倒的な生産性にあります。この「ワンパス」あるいは「ワンストローク」の加工は、特に自動車産業をはじめとする大量生産の分野において、キー溝やスプラインといった、複雑な内面形状を、高い精度で、かつ驚異的な速さで製造するための、不可欠な基幹技術となっています。

機械加工の基礎：引き抜き加工

引き抜き加工は、ダイスと呼ばれる、先端が絞られた形状の穴を持つ工具に、金属の棒や管、線といった素材を通し、その先端を引くことで、素材の断面積を減少させ、同時に長さを増加させる塑性加工法の一種です。この加工は、ほとんどの場合、材料を加熱しない冷間で行われます。その本質は、素材を後方から「押す」押出し加工とは対照的に、前方から「引く」という引張力を主な駆動力とする点にあります。この単純な原理により、引き抜き加工で製造された製品は、優れた寸法精度、美しい表面、そして加工硬化による高い強度という、多くの優れた特性を併せ持ちます。

機械加工の基礎：リーマ加工

リーマ加工は、ドリルなどであけられた既存の穴を、リーマと呼ばれる専用の回転工具を用いて、わずかに削り広げることで、極めて高い寸法精度と滑らかな仕上げ面を得るための仕上げ加工です。自ら穴をあける能力はなく、あくまで既存の穴の品質を最終的に完成させることを目的とします。

機械加工の基礎：キー溝加工

キー溝加工は、軸と歯車やプーリーといった回転体を結合し、トルクを伝達するための機械要素であるキーをはめ込むための溝、すなわちキー溝を精密に作り出す機械加工技術です。この一見地味な溝は、機械全体の動力を正確に伝え、安定した運転を保証するための極めて重要な役割を担っています。もしキー溝の精度が悪ければ、ガタつきによる摩耗や、最悪の場合には動力伝達の失敗による機械の停止につながります。

機械加工の基礎：フライス加工

フライス加工は、フライスと呼ばれる複数の切れ刃を持つ回転工具を用いて、固定された工作物を削り出す機械加工法です。工作物が回転する旋盤加工とは対照的に、フライス加工では工具が回転するのが最大の特徴です。

機械加工の基礎：レーザー切断

レーザー切断は、指向性と集光性に優れたレーザー光を熱源として利用し、材料を溶融または蒸発させることで切断を行う、非接触型の熱的加工法です。刃物を使わずに、光という純粋なエネルギーで材料を加工するこの技術は、その高い精度、速度、そして柔軟性から、現代の製造業において不可欠な存在となっています。

機械加工の基礎：転造

転造は、強力な圧力を加えて素材を塑性変形させることで、ねじや歯車などの形状を成形する金属加工法の一種です。最大の特徴は、切削のように材料を削り取って形を作るのではなく、粘土を押し潰して成形するように、材料を移動させて目的の形状を創り出す「無切削加工」である点です。

機械加工の基礎：一覧

機械加工の基礎：ドリル加工機械加工の基礎：タップ機械加工の基礎：射出成型機械加工の基礎：圧入機械加工の基礎：鋳造機械加工の基礎：ロウ付け機械加工の基礎:圧延機械加工の基礎：粉末冶金機械加工の基礎：放電加工機械加工の基礎：研磨加工機械加工の基...

機械加工の基礎：鍛造

鍛造は、金属材料をハンマーやプレスで叩いたり、圧力を加えたりして塑性変形させ、目的の形状に成形する金属加工法です。古くから刀鍛冶が鉄を叩いて刀剣を作り上げてきたように、金属を叩くことで形を作るだけでなく、その内部組織を改善し、強度を向上させるという極めて重要な目的を持っています。

機械加工の基礎：研磨加工

研磨加工は、硬い砥粒を用いて対象物の表面を削り取り、所定の寸法、形状、そして表面粗さに仕上げる除去加工の総称です。旋盤やフライス盤による切削加工が、明確な形状を持った刃物で材料を削ぎ落とすのに対し、研磨加工は不定形の微細な刃物である砥粒が無数に集まった工具を使用します。この違いにより、研磨加工は切削加工では不可能な高硬度材料の加工や、ミクロン単位あるいはナノメートル単位の極めて高い寸法精度と平滑な表面仕上げを実現することができます。

機械加工の基礎：放電加工

放電加工は、電気エネルギーを熱エネルギーへと直接変換し、その熱によって導電性材料を溶融あるいは蒸発させて除去する非接触型の除去加工技術です。英語ではエレクトリカル・ディスチャージ・マシニングと呼ばれ、EDMという略称で広く知られています。従来の切削加工や研削加工が、工具の硬度と機械的な力を用いて材料を物理的に削り取る手法であるのに対し、放電加工は工具と被加工物が接触することなく加工が進行します。この特性により、ダイヤモンドに次ぐ硬度を持つ超硬合金や、焼入れ処理を施した高硬度鋼であっても、電気を通す材料であれば硬さに関係なく加工することが可能です。金型製造や航空宇宙部品、医療機器部品など、極めて高い精度と難削材の加工が求められる分野において、不可欠な基盤技術として確立されています。

加工学加工機械既編

機械加工の基礎：粉末冶金

粉末冶金は、金属の粉を原料として、これを金型内で高圧で押し固め、融点以下の温度で焼き固めることで、目的の形状と特性を持つ製品を製造する金属加工法です。溶かして固める従来の鋳造や、削って形作る機械加工とは異なり、固体状態の粉末から直接、最終形状に近い製品を作り出すという大きな特徴を持っています。

機械加工の基礎:圧延

圧延は、回転する一対のロール（ローラー）の間に金属材料を通し、圧縮力を加えることで厚さを減少させたり、断面形状を成形したりする金属の塑性加工法の一種です。パン生地を麺棒で薄く伸ばす様子を思い浮かべると、その基本的な原理が理解しやすいでしょう。圧延は、鉄鋼業をはじめとする金属産業において、板、条、形材、棒などを大量に生産するための基幹技術であり、その生産性と汎用性の高さから「金属加工の王様」とも呼ばれます。

加工学加工機械

機械加工の基礎：ロウ付け

ロウ付けは、接合しようとする2つ以上の部材を溶融させることなく、母材よりも融点の低い合金（ロウ材）を溶かして、部材間の隙間に流し込み、これを凝固させることで接合を行う技術です。冶金学、熱力学、界面化学といった複数の工学分野の知見が集約された、非常に高度で信頼性の高い接合方法の一つです。本稿では、ロウ付けの基本原理からプロセス、応用までを工学的な視点で詳細に解説します。

コラム加工学

機械加工の基礎：鋳造

鋳造は、人類が古くから利用してきた最も基本的な金属加工法の一つです。金属を融点以上に加熱して液体状態にし、それを目的の形状を持つ空洞に流し込み、冷却・凝固させて製品を得る加工方法です。一見単純な原理ですが、その背後には材料科学、熱力学、流体力学などが複雑に絡み合う奥深い加工方法です。

加工学機械材料

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