マシニング加工

 

マシニング加工とは

マシニング加工とは、NC工作機械「マシニングセンタ」を使用し、材料を切削する機械加工です。

日本工業規格(JIS)では、マシニングセンタ（Machining Center）について「主として回転工具を使用し、フライス削り、中ぐり、穴あけ及びねじ立てを含む複数の切削加工ができ、かつ、加工プログラムに従って工具を自動交換できる数値制御工作機械」と定義しています。

フライス加工と同様に、主に切削工具が回転し、固定されている材料に押し当て加工を行います。
マシニングセンタの大きな特徴のひとつとして、「自動工具交換装置／ATC（Automatic Tool Changer）」が付いていることが挙げられます。

自動工具交換装置／ATCとは

マシニングセンタについている「自動工具交換装置／ATC」は、一連の加工作業で必要な切削工具を事前にツールマガジンにセットしておき、加工時には機械がプログラムに応じて工具を自動交換します。
従来は加工手順によって、作業員が工具を取り替える必要がありましたが、複数の工具をセットしておくことができるので、交換の手間を省き、生産性の向上に貢献します。

NCフライスとマシニングセンタ（MC）の違い

数値制御によってフライス加工を行うNCフライスとマシニングセンタ（MC）の違いは、自動工具交換装置の有無です。 基本的に、自動工具交換装置が付いているものを「マシニングセンタ」と呼びます。

この自動工具交換装置が付いており、旋削加工だけに限らずフライス削りもできるよう複合化したNC工作機械は「ターニングセンタ」と呼びます。

マシニングセンタの種類と特徴

ここでは、マシニングセンタの種類ごとに特徴を説明します。

立形マシニングセンタ

切削工具を取り付ける回転軸（主軸）が垂直方向に付いており、加工物を上から加工するマシニングセンタです。
回転軸がX軸（縦）、Y軸（横）、Z軸（高さ）に動き、加工の様子を上から見ながら加工できます。
コンパクトな造りになっており、横形と比べると設置面積を小さく抑えられるので、導入しやすく最も普及されているマシニングセンタです。
しかし、切り屑を排出しづらいため、チッピングによる刃物の摩耗が発生したりすることから、大量生産には向かず、多品種少量生産に向いています。

横形マシニングセンタ

切削工具を取り付ける回転軸（主軸）が地面に対して水平方向に付いているマシニングセンタです。
立形と同じくX軸（縦）、Y軸（横）、Z軸（高さ）に動きますが、加工物を横から削るため、切り屑の排出性に優れています。
また、自動で部品の搬送作業を行うパレットチェンジャーを設置できるため、長時間の連続稼働が可能となり、量産に向いています。

門形マシニングセンタ

正面から見たときに、機械が門の形をしているマシニングセンタです。
材料を置くテーブルが広く長く、主に重量物や大型の製品を加工する際に用いられます。

5軸マシニングセンタ

直線軸であるX軸、Y軸、Z軸に加えて、2方向の回転軸を有するマシニングセンタです。
3軸だけでは、作業員が加工物を手動で回転させる必要がありますが、5軸では材料の設置作業が1度で済むため、付け替えによる精度のバラつきを防ぎます。
複雑な形状の加工が可能になりますが、制御する部分が増えるため、高度なプログラミング知識が必要となります。