工作機械で材料を削って部品を作る方法、つまり切削加工には、いくつかの基本パターンがあります。
代表的な切削加工は、いずれも「材料から不要な部分を削り取る」点では共通していますが、何を回転させ、どのように刃物を当てるかが異なります。
ここでは代表的な加工方法を整理し、CNC自動旋盤がそのなかでどの役割を担うのかを見ていきます。
この記事の内容
旋削（せんさく）— ワークを回して削る
旋削は、材料であるワークを回転させ、刃物を当てて削る加工です。
回転する材料に刃を当てるため、円柱や円すい、ネジのような回転体形状の加工を得意とします。
代表的な加工には、外周を削る外径加工、端面を平らにする端面加工、内側をくり抜く中ぐり、ネジ山を作るねじ切り、溝を入れる溝入れなどがあります。
旋盤やCNC自動旋盤が行う加工の中心が、この旋削です。
シャフト、ピン、ブッシュ、コネクタ部品などの丸くて細長い部品は、旋削によって形づくられます。
フライス加工 — 刃物を回して削る
フライス加工は、旋削とは逆に、刃物であるフライスやエンドミルを回転させ、固定した材料に当てて削る加工です。
平面を削る、溝を加工する、段差をつける、複雑な輪郭を削り出すといった、丸くない形状の加工を得意とします。
マシニングセンタが行う加工の中心が、このフライス加工です。
穴あけ（ドリル加工）
穴あけは、ドリル又は材料を回転させて穴をあける加工です。
最も基本的な加工のひとつで、旋盤でもマシニングセンタでも行われます。
穴あけに関連する加工として、あけた穴の内面を精密に仕上げるリーマ加工、内側にネジを切るタップ加工（ねじ立て）などがあります。これらは、穴の精度や機能を高めるために行われます。
研削（けんさく）— 砥石で精密に仕上げる
研削は、高速回転する砥石で材料の表面をわずかずつ削り、寸法精度や表面のなめらかさ、つまり面粗さを高める仕上げ加工です。
一般的な刃物による加工では出しにくい鏡面に近い仕上げや、ミクロン単位の精度が求められる場合に使われます。
焼き入れした硬い材料も加工できるのが特徴です。
CNC自動旋盤が担う加工
CNC自動旋盤は、旋削を中心に、回転工具によるフライス加工や穴あけ加工も組み合わせて行う工作機械です。
棒材を主軸でつかんで回転させ、外径・端面・ねじを加工する旋削を行いながら、必要に応じて横穴をあけたり、平面を削ったりします。
つまり、1台のCNC自動旋盤の中で、複数の加工方法が連続して使われています。
これにより、棒材からねじ付きで横穴のあいた小さな軸部品のような複雑な形状を、連続して加工し、完成品として排出できます。
この複数加工の統合は、ターニングセンタ（複合加工機）とも共通する考え方です。
旋削加工の中で行われる具体的な加工
CNC自動旋盤の中心となる旋削は、実際にはいくつもの細かな加工の組み合わせです。
1つの部品を仕上げる過程で、これらの加工が連続して行われます。代表的なものを見てみましょう。
外径加工
回転する材料の外周を削り、目的の直径に仕上げる加工です。
端面加工
材料の端面を平らに削り、長さを整える加工です。
突切り（つっきり）
加工が終わった部品を棒材から切り離す加工です。自動旋盤の連続生産には欠かせない工程です。
ねじ切り
外周や内側に、ねじ山を作る加工です。
中ぐり(ボーリング)
あけた穴の内径を広げたり、精密に仕上げたりする加工です。
自動旋盤では、これらの加工が1つのプログラムの中で順番に実行され、棒材が少しずつ部品の形へと仕上がっていきます。
加工方法と表面のなめらかさ（面粗さ）
加工方法を理解するうえで知っておきたいのが、面粗さ（めんあらさ）という考え方です。
面粗さとは、加工面のなめらかさを表す指標で、部品の用途によって求められるレベルが変わります。
一般的には、切削加工、つまり旋削やフライス加工で必要な形状まで加工し、さらに高いなめらかさや精度が必要な場合は、研削で仕上げるという流れになります。
ただし近年は、自動旋盤の精度向上により、切削加工だけでも高い面品位を得られるケースが増えています。
どの加工方法で、どこまでの品質を狙うのか。これも、機械選定や工程設計を考えるうえで重要なポイントです。
よくある質問（FAQ）
Q. 旋削と研削は何が違うのですか？
A. 旋削は、刃物(バイトなど)を使って材料を削る加工です。一方、研削は砥石で材料を微量ずつ削り、高い精度やなめらかな仕上げ面を得るための加工です。研削は、焼き入れした硬い材料の加工にも使われます。
Q. 1つの部品に複数の加工方法が使われるのですか？
A. はい。たとえば自動旋盤で加工する1つの部品でも、外径加工・穴あけ・ねじ切り・突切りなど、複数の加工が連続して行われます。
Q. CNC自動旋盤はフライス加工もできますか？
A. はい。回転工具を備えた機種では、旋削に加えて、横穴あけや平面加工などのフライス加工も行えます。そのため、複雑な小物部品を1台で仕上げることができます。
まとめ
工作機械の加工方法は、旋削・フライス加工・穴あけ・研削などに分けられ、それぞれ得意とする形状や役割が異なります。CNC自動旋盤は、旋削を中心に複数の加工を組み合わせ、小物精密部品を連続して仕上げる工作機械です。
次は、CNC自動旋盤とNC旋盤の違いを見ていきましょう。