【徹底解説】汎用旋盤とは？汎用旋盤の特徴とトラブル対策を紹介

　 　 　

円筒形状の工作物を切削するには、エンドミルのように、工具が回転して工作物が移動するパターンではうまく切削できません。
例えばリンゴの皮を剥くときには、リンゴを回転させて、リンゴの皮の上から少し中側に入るよう刃物を添えることで、リンゴの形状はそのままに、皮が剥けます。
旋盤はこれと同じ方式で、旋盤に据付けた円筒状の工作物を両側から押さえ込み、円筒に刃物の付いた工具をあてがって切削を行います。

このコラムでは、旋盤、旋盤を使った加工法、旋盤で使う工具、バイトを中心に解説しています。

旋盤の役割と種類

旋盤について、その加工法や種類と特長などを紹介します。

旋盤とは

旋盤は、「工作物を回転させ、主にバイトなどの工具を使用し、外丸削り・中ぐり・突切り・正面削り・ねじ切りなどの切削加工を行う工作機械です。」とJIS B 0105で定義されています。
エンドミル、ドリル、リーマなどの切削は、工具が回転して、工作物を切削加工します。
旋盤は、バイトなどは送りなどの移動を行い、工作物（ワーク）が回転して切削加工が行われます。

図1に旋盤のイメージ図を紹介します。

図1は普通旋盤です。数値制御旋盤（NC旋盤）で自動加工するものもあります。
旋盤で加工する場合に使用される工具には、外径・内径用バイトなどの加工に応じたバイト、ドリルなどの工具が使用されます。
右側の点線円中の図は、ワークをバイトで切削しているイメージ図です。

旋盤による加工方法

旋盤を使った加工方法を以下（図2）で紹介します。

図2のそれぞれの加工法について、表1で解説します。

図2では代表的な加工方法を紹介しています。（加工法の名称は、JISに準拠）
「～法」と命名された加工法だけでも上記以外にも多くありますが、旋盤とバイトの特徴を踏まえて工夫することで、さらに自由なオリジナルの加工も可能になります。

旋盤の種類と特長

旋盤には多くの種類がありますが、以下ではその代表例を紹介します。加工の目的ごとに旋盤の種類を選びます。

また、旋盤を使う際の注意点とその対策を、2点ご紹介します。

旋盤とバイト工具による旋削加工

バイトの基本的な分類・詳細な分類の紹介と分類ごとの特徴などを解説します。

旋盤で使用する工具

旋盤で使用できる工具にはバイトやドリルがありますが、主に使用されるのはバイトです。バイトには、旋削加工の目的に応じていろいろな形状のものがあります。
図3で紹介するバイトのイメージ図は、構造の分類として基本的なバイト3種類です。

バイト工具の種類と目的

バイトを分類すると以下のように分類できます。

以下の表3では、用途による分類によるバイトを紹介します。
用途分類では30種ほどありますが、ここでは代表的な20種類を取り上げます。

旋盤の加工

以下の図4は、バイトによる旋削加工のイメージ図です。

旋盤による旋削加工の際には、工具寿命を長く、そして高品質に仕上がる方法を検討します。

• どのバイトを使うか
• バイトに合った旋盤はどれか
• どのような加工条件で切削加工するか

以上の加工条件を決めるには、図面から切削の3条件（➀切削速度、②送り量、③切込みの量）を決めます。切削の3条件から、使用する旋盤に必要な動力が算出でき、同時に工具の寿命とワークの品質が決められます。
また図4の仕上げ面の波形状は、「仕上げしろ」です。仕上げしろは、JISで加工法ごとに決められています。
実際の加工では、切りくず状態、加工硬化、構成刃先、びびり対策などにより、切削条件が決められてきます。

旋削加工のトラブルシューティング

ここでは以下の旋削加工のモデル図（図5）から、旋削加工に関するトラブル例とその原因・対策について、工具側・ワーク側・切削状況のそれぞれの観点別に紹介します。

いずれの切削においても、切削力と切削抵抗力、切削速度や送り速度などの加工条件からトラブルの発生しない切削の条件を求めることが大切です。
それぞれのトラブルには原因があって、その原因に対策を取れば、工具寿命の長い、加工品質の良い加工が可能です。

バイトに対するトラブル

ワークに対するトラブル

切削条件に対するトラブル

トラブルの多くは、切削条件に起因しており、切削抵抗、ワークや切り刃の発熱、せん断力による抵抗力、塑性変形と加工硬化、構成刃先の生成、びびり振動の発生など、切削に直接影響する事象が現れます。

ワークや工具の相性だけでなく、材質の影響もあって、切削条件は変化します。 図5で紹介した切削のモデルを参考に、切削条件によって切削抵抗や発熱や切りくず状態を調べていくことで、トラブルの原因が予想できるでしょう。