丸い金属部品が旋盤の中で形になっていく動画を見ると、最後に「この部品は、いつ材料から離れるのだろう」と思いませんか。棒材の先端に部品の形ができても、そのままではまだ長い棒とつながっています。そこで登場する加工の一つが「突っ切り」です。
名前は少し勢いがありますが、力まかせに折る作業ではありません。幅の狭い刃物を材料の外側から中心へ送り、必要な位置で切り離します。製品が棒材から離れる瞬間は短くても、その前には刃物の幅、残す寸法、切りくずの流れなど、多くのことを考えます。
今回は、旋盤の突っ切り加工を、一般の方にも分かるように見ていきます。製品の形を作る工程と切り離す工程が、どうつながるかにも注目してください。
まずは、旋盤で棒材の外側を削ります
旋盤では、金属の材料を回し、刃物を当てて外径や端面などを削ります。丸棒から軸や輪のような部品を作る場合、材料の先端側に必要な形を加工し、まだ棒につながった状態で寸法を整えることがあります。
この段階では、材料を機械がしっかり保持しています。部品を切り離してからでは、もう一度つかみ直さなければ削れない面もあります。そのため、「先にどこを加工し、どの面をあとで仕上げるか」という順番が大切です。
ただし、すべての部品が同じ順番で作られるわけではありません。長さ、形、材質、機械、つかみ方によって工程は変わります。突っ切りは旋盤加工の代表的な方法ですが、万能の最終工程ではないのです。
突っ切りとは、細い刃物を中心へ進める加工
突っ切り用の刃物は、一般の外径加工用とは形が違います。材料を必要な長さで切り離すため、比較的幅の狭い刃先を使います。回転する棒材の外周から中心に向かって刃物が進むと、切り込みが深くなり、やがて部品が分かれます。
輪切りにするだけなら簡単そうに見えるかもしれません。でも、刃物は細い幅で材料の奥まで入っていきます。切りくずが出る道は次第に狭くなり、刃先には負担がかかります。振動や切りくずの詰まりが起きないよう、刃物の選択と加工条件を考える必要があります。
切り離した面が、そのまま完成面になるとは限りません。突っ切り後に端面を仕上げる場合もあります。図面が求める全長や面の状態に合わせて、どこまでをどの工程で作るか決めます。
刃物の幅は、材料を使う量にも関係します
刃物には幅があるため、突っ切るときはその幅の分だけ材料が切りくずになります。仮に同じ棒から多くの部品を作るとしても、完成品の長さだけを足した長さでは足りません。切り離しに必要な分、つかむために必要な分、後から仕上げるために必要な分などを考えます。
「薄い刃物なら材料が節約できる」と考えたくなりますが、刃物が細ければ常に加工しやすいわけではありません。部品の径や材質、工具の強さ、切りくずの出方によって、無理のない刃幅を選びます。
図面上では小さな一品でも、製作するときには材料の持ち方や工程間の余裕が必要です。見積もりで材料量や加工時間を考える際にも、こうした「完成品には残らない部分」が関わります。
切りくずは、どこへ行くのでしょうか
突っ切り中に出る金属片は、細い溝の中から外へ出ていきます。うまく排出できないと、切りくずが刃先の近くに残り、工具や加工面に影響する可能性があります。そのため、刃先の形や切削油の当て方も考えます。
切りくずが長くつながるか、短く折れるかは、材料や加工条件でも変わります。動画では、完成品ばかりに目が向きがちです。刃物の近くから出る切りくずを見ると、加工がどのように進んでいるかが少し分かります。
ただし、切りくずの見た目だけで「良い加工」「悪い加工」と決めることはできません。条件に合った排出になっているか、刃物と部品に問題がないかを合わせて確認することが大切です。
切り離したあとにも、仕事が残ります
製品が棒材から離れると、見た目には完成に近づきます。でも、全長や端面の状態、角に残った小さなバリなど、図面の指示に合わせて確認することがあります。必要なら、もう一度つかみ直して裏側を加工します。
ここで難しいのが、できた部品をどう持つかです。薄い部品や傷を付けたくない面がある部品では、強くつかめばよいというものではありません。加工の最初から、後でつかみ直す場面を見越しておくと、無理のない段取りを考えやすくなります。
田中機工が以前取り組んだ薄いガスケットの加工でも、表面加工の際に、人が部品を持って生爪へセットするための「掴み代」を残しました。これは、生爪がつかむ面のことではありません。人が薄い材料を扱うための部分です。切り離す前後の扱いやすさまで考える例として、印象に残る工夫です。
「切る位置」は、図面の長さだけでは決められません
製品の全長が決まっていても、どこで突っ切るかは、後工程の有無によって変わります。切り離した側の端面をさらに削るなら、そのための余裕が必要です。反対に、仕上げ代を大きく取りすぎれば、材料と加工時間が余計に必要になります。
どちらの面を基準に長さを測るかも重要です。長さが合っていても、端面が傾いていたり、角の状態が図面と違ったりすれば、相手部品との組み合わせに影響することがあります。切り離しは、寸法を終わらせる線ではなく、次の確認につながる工程です。
ご相談の際には、完成図面だけでなく、特に傷を避けたい面や、後で組み合う面があれば伝えてください。どのようにつかみ、どの順番で削るかを考える助けになります。
一瞬の「ポトッ」の前にある段取り
部品が棒から離れる瞬間は、見ていて分かりやすいものです。しかし、突っ切り加工の面白さは、その一瞬だけではありません。細い刃物が中心へ進む間の切りくず、切削油の当たり方、切り離したあとのつかみ直しまでが、ものづくりの流れを形作ります。
完成品には刃物の幅も、段取りで残した余裕も見えません。見えない工程があるからこそ、必要な長さと形の部品に仕上がります。次に旋盤の動画を見るときは、「この部品はどこで切り離されるのだろう」と想像してみてください。
焼津市で創業37年の有限会社田中機工は、工作機械部品、船舶用エンジン部品、発電用プラントライン部品などの切削加工を行っています。試作や多品種少量の部品製作についても、ご相談を承っています。
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