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加工学 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...
加工学 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。
加工学 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。
加工学 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 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。
加工学 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。
コラム 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。
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。
表面処理 表面処理の基礎：クロメート処理
クロメート処理はとは、主にめっき後の金属表面に、耐食性の向上や塗装密着性の付与を目的として行われる化成処理の一種です。特に亜鉛めっきの仕上げ処理として広く利用されており、その優れた性能とコスト効率から、自動車部品、建材、家電製品など、あらゆる工業製品に不可欠な技術となっています。
加工学 機械加工の基礎：圧入
圧入は、二つの部品を互いの寸法差を利用して、機械的に結合させる接合方法である。一方の部品を、もう一方の部品に、プレス機械や油圧ジャッキなどを用いて強制的に押し込むことで、弾性変形と塑性変形を伴う強力な摩擦力によって締結を達成する。この締結力は、キーやボルトなどの別の締結要素を必要としないため、部品点数の削減や構造の簡素化に貢献する。
コラム 機械要素の基礎：滑車
滑車は、溝のある車輪と軸から構成される、最も基本的な単純機械の一つです。その主な機能は力の方向転換、または力の大きさを減らすことであり、古くは井戸のつるべから、現代の巨大クレーンや精密機械に至るまで、あらゆる場面で利用されています。
コラム 機械要素の基礎：トルクリミッター
トルクリミッターは、機械の駆動系において、設定された値を超えるトルク（回転力）が加わった際に、モーターなどの駆動側と、負荷側の連結を瞬時に遮断またはスリップさせることで、機械全体を過負荷から保護する安全装置です。電気回路におけるヒューズやサーキットブレーカーが過電流から電気機器を守るのと同様に、トルクリミッターは過大トルクから高価なモーター、減速機、歯車、チェーンといった機械要素を守る「機械式ヒューズ」とも言うべき重要な役割を担っています。
コラム 機械要素の基礎：コンベア
コンベアは、材料や製品を連続的あるいは断続的に一定の経路上で輸送する機械装置です。工場内の生産ライン、物流倉庫、鉱山、空港など、あらゆる産業分野で血液のようにモノの流れを支える、不可欠なインフラストラクチャーと言えます。
コラム 機械要素の基礎：ダンパーとは
ダンパーは、機械や構造物において発生する振動や衝撃、あるいは望ましくない運動を抑制、減衰、または制御するために用いられる装置の総称です。運動エネルギーを熱エネルギーなどに変換して吸収、散逸させることにより、その効果を発揮します。乗り物の乗り心地向上、精密機械の性能維持、建築物の耐震性向上など、多岐にわたる分野で安全性の確保や快適性の向上、機器の保護に不可欠な役割を担っています。