ガレージブランドや個人事業主の皆さん、そして製品開発に携わる企業の担当者の皆さん。素晴らしいアイデアを形にしようとした時、こんな悩みを抱えていませんか。

「部品を作りたいけど、どの加工方法が最適かわからない」「高精度が必要だけど、コストも抑えたい」「試作段階だから少量生産に対応してくれる業者を探している」

実は、これらの悩みは適切な切削加工方法を選ぶことで解決できることが多いのです。私たち榊原工機は、手のひらサイズの小物部品を中心とした精密切削加工のプロとして、お客様の「ものづくり」における最適なパートナーを目指しています。

この記事では、切削加工の基本から各種類の特徴、そして実際にどのような場面でどの加工方法を選ぶべきかを、豊富な経験と実例を交えながら詳しく解説します。特に、少量生産や試作開発に特化した当社の視点から、実用的なアドバイスをお届けします。

切削加工の基本概念

切削加工とは、切削工具を用いて材料を削り取り、目的の形状を作り出す加工方法の総称です。この技術は、現代の工業製品製造において欠かすことのできない重要な技術です。

加工中に発生する「切りくず」は、材料が正確に除去された証拠であり、この切りくずの状態を見ることで、加工条件が適切かどうかを判断することもできます。

なぜ切削加工が選ばれるのか

切削加工が広く採用される理由は、その versatility（汎用性）にあります。まず、高精度な加工が可能であることです。設計図通りの厳密な寸法や幾何公差を実現でき、機能部品の性能を保証します。

また、多様な形状に対応できることも大きな特徴です。平面から複雑な三次元曲面まで、非常に多岐にわたる形状を作り出すことができます。金属から樹脂まで、幅広い素材に対応できる点も魅力的です。

特に試作や少量生産においては、金型製作が不要で、CAD/CAMデータがあれば一台からでも加工できるため、新製品開発や多品種少量生産に最適です。

実際の製品事例

私たちが手がけた高級ゴルフパター「SAKAKI PUTTER」の開発では、複雑なソール形状とフェースの精密加工が求められました。この製品では、5軸加工機を駆使してデザイン性と機能性を両立させた形状を削り出しで実現しました。このように、切削加工は単なる部品製造ではなく、製品の付加価値を高める重要な技術なのです。

旋盤加工の基本原理

旋盤加工は、丸物部品の製造において最も基本的で、かつ最も得意とする加工方法です。ワーク（加工物）を高速で回転させ、そこに固定されたバイト（切削工具）を押し当てて材料を削り取ります。

現代の主流はNC旋盤（数値制御旋盤）であり、プログラムで工具の動きを精密に制御します。この制御により、複雑な形状でも高い再現性で加工することが可能です。

旋盤加工が得意とする形状と特徴

旋盤加工は、シャフト、ピン、ブッシュ、ネジ、フランジなど、回転体形状の部品を得意とします。特に、高精度な真円度、円筒度、同軸度、表面粗さを実現できることが大きな特徴です。

回転の中心軸に対して加工するため、これらの幾何公差が自然に出やすい特性があります。外径、内径、端面、溝、ねじ切り、穴あけ、テーパー、R加工など、多様な加工が一台の機械で可能です。

榊原工機の旋盤加工事例

当社では、自動車部品のシャフト製造において、直径5mmという小径でありながら、真円度0.005mm以内という高精度を要求される部品を手がけました。この案件では、材料選定から加工順序、固定治具の設計まで、多能工エンジニアが総合的に検討し、最適な解決策を提案しました。

特に小物部品では、ワークの保持方法が品質に大きく影響します。当社では、長年の経験から蓄積した治具設計のノウハウにより、変形を最小限に抑えながら高精度加工を実現しています。

旋盤加工を選ぶべき場面

モーターのシャフト、軸受け、ベアリングの部品など、回転する部品や、他の部品と嵌合してスムーズな動きが求められる部品には旋盤加工が最適です。また、高い真円度や同軸度が不可欠な場合、ネジやピンなど円筒形状がメインとなる部品においても第一選択となります。

マシニング加工の基本原理

マシニング加工は、切削加工の中でも最も汎用性が高く、多様な形状に対応できる加工方法です。ワークを固定し、工具（エンドミル、ドリル、タップなど）を高速回転させて切削します。

X、Y、Zの3方向の直線軸に沿って工具を移動させ、様々な形状を削り出します。ATC（自動工具交換装置）により、複数工具を自動で交換し、連続加工が可能です。

マシニング加工の得意分野

平面加工、穴あけ、側面加工、溝加工、ポケット加工（底のある窪み）など、非回転体部品の加工を得意とします。四角い部品や複雑な形状の部品、多数の穴やネジ切りがある部品の製造に威力を発揮します。

金型部品、治具部品、筐体部品など、精密な位置関係が求められる部品においても、マシニング加工の高い位置決め精度が活用されます。

実際の加工事例とエンジニアの判断

ある電子機器の筐体部品では、複数の穴とポケット、さらに細かな溝が複雑に配置された部品を製造しました。この案件では、当社の多能工エンジニアが「機械は5軸か複合加工機なら穴加工まで1台でできるけど、今日は埋まっている。特急案件だから、すぐ動けるマシニングで工程を組もう」と瞬時に判断。

このように、その日の稼働状況、納期、部品の特性に応じて最も効率的かつ高品質な加工を可能にする組み合わせを考えることが重要です。結果として、お客様の急な要求にも柔軟に対応することができました。

マシニング加工の選択基準

箱物や板物など、回転しない形状の部品、多数の穴やポケット、溝が複雑に配置されている部品には最適です。金型部品や治具など、高い位置精度や面精度が求められる場合、多品種少量生産で様々な形状の部品を効率良く作りたい場合にも適しています。

5軸加工機の技術的優位性

従来の3軸加工機では困難だった、複雑な三次元形状や多面加工を実現する革新的な技術が5軸加工機です。X、Y、Zの3つの直線軸に加えて、工具やワークを傾けたり回転させたりする2つの回転軸が追加されています。

この5つの軸を同時に制御することで、工具をあらゆる角度からワークにアプローチさせることが可能になります。これにより、従来は不可能だった複雑な形状も一度の段取りで加工できます。

5軸加工が可能にする形状

流線型デザイン、航空宇宙部品、医療機器部品など、三次元的な自由曲面を持つ複雑な形状を高精度かつ滑らかに加工できます。一度の段取りで多面加工が可能で、段取り替えによる位置決め誤差を大幅に削減できることも重要な特徴です。

工具が届きにくい深い溝や、逆テーパーなどのアンダーカット形状も加工可能で、従来では組み立てが必要だった複雑な形状を一体で製造することができます。

SAKAKI PUTTERでの実践例

当社が開発した高級ゴルフパター「SAKAKI PUTTER」では、5軸加工機の特性を最大限に活用しました。パターのソール形状は、ゴルフボールとの接触面積を最適化するため、微細な曲面変化が求められます。

この複雑な形状を削り出しのステンレスから加工するため、多能工エンジニアが5軸加工機の特性を最大限に引き出す緻密なプログラミングとシミュレーションを実施。結果として、デザイン性と機能性を両立した製品を生み出すことができました。

5軸加工の選択指針

流線型や有機的なデザインなど、複雑な三次元自由曲面を持つ部品、複数の面から加工が必要で高精度な位置関係を保ちたい部品には最適です。アンダーカットなど工具干渉を避けたい複雑な内部形状を持つ部品、最高レベルの表面品質が求められる部品においても威力を発揮します。

複合加工機の基本概念

複合加工機は、旋盤加工とマシニング加工の機能を一台に統合した、効率性に優れた加工方法です。旋削加工（旋盤）とミーリング加工（マシニング）を一台で完結できる特徴を持ちます。

ワークを一度チャックしたら、その状態で丸物加工も、穴あけや側面加工も連続して行えます。これにより、段取り時間の大幅な短縮と加工精度の向上を同時に実現できます。

複合加工機の実用的メリット

丸物と角物が混在するような複雑な形状の部品も、効率的かつ高精度に一貫加工できます。段取り回数を劇的に削減し、加工時間の大幅な短縮と位置決め誤差の排除が可能です。

ネジが切られた円筒形状に、側面から穴を開けたり溝を掘ったりするような部品も一台で完結できるため、従来では複数の機械と工程が必要だった複雑な部品も効率的に製造できます。

緊急対応事例

ある医療機器メーカーからの緊急依頼では、複雑な形状の試作部品を翌日までに納品する必要がありました。この部品は、旋削加工とミーリング加工が混在する形状で、通常であれば複数の機械と段取りが必要でした。

しかし、複合加工機を使用することで一台での一貫加工が可能となり、段取り時間を大幅に短縮。当社の「少量・試作にトコトン強い」という特徴を活かし、お客様の緊急要求に応えることができました。

複合加工機の適用場面

旋削加工とミーリング加工が混在する部品、納期を極限まで短縮したい場合、部品間の位置関係を高精度に保ちたい場合に最適です。手のひらサイズの小物部品で、複雑な多機能部品を一体で加工したい場合にも威力を発揮します。

ワイヤーカット加工の技術原理

ワイヤーカット加工は、電気の力で材料を溶かし、切断する非接触加工です。細いワイヤー（電極線）とワークの間に微細な火花（放電）を発生させ、材料を溶融・除去します。

ワイヤーはCNCで精密に制御され、プログラムされた経路に沿って材料を切断します。この非接触という特性により、従来の機械的切削では困難な高硬度材料の加工も可能になります。

ワイヤーカット加工の特殊能力

ミクロン単位の超高精度な加工が可能で、極めてシャープな内角や複雑な自由曲線、微細な穴、薄い壁を持つ形状など、複雑で微細な加工を得意とします。

特に重要なのは、焼入れ鋼などの非常に硬い材料にもスムーズに加工できることです。ワイヤーとワークが直接触れないため、熱影響や加工歪みが極めて少なく、バリやカエリがほとんど発生しないという特徴があります。

難加工材への挑戦事例

「焼入れ鋼に追加工は可能ですか」という問い合わせを受けることがあります。通常の切削加工では困難な硬度60HRC以上の焼入れ鋼でも、ワイヤーカット加工なら精密な加工が可能です。

ある金型部品では、熱処理後の硬化した材料に対して、±0.002mmという高精度な寸法公差での加工が要求されました。ワイヤーカットの非接触加工特性により、熱による歪みを発生させることなく、要求精度を満足する部品を製造することができました。

ワイヤーカット加工の選択基準

高硬度材への精密加工が必要な場合、熱による歪みを避けたい精密部品、極めてシャープな内角や複雑な輪郭を持つ部品に適しています。バリやカエリを嫌う高品質な仕上がりが求められる部品においても最適です。

ただし、電気を通す材料の加工に限られるという制約があることに注意が必要です。

多能工エンジニアの総合力

当社の最大の強みは「考えて動く多能工のエンジニア」がいることです。彼らは単に機械を操作するだけでなく、お客様の依頼に対して多角的に思考し、最適な切削加工方法を導き出します。

材料選定では「材料は角から削ろうか、丸から削ろうか」と、素材の種類だけでなく形状まで考慮し、後の工程やコスト、精度に最適な材料を提案します。機械選定においても、特定の機械に固執せず、その日の稼働状況、納期、部品の特性に応じて最も効率的な組み合わせを瞬時に判断します。

あたたかい町工場での密なコミュニケーション

当社の工場は「工場らしくない外観が自慢」で「あたたかい町工場」と評価される、アットホームな雰囲気です。2階には木の温もりを感じる事務所があり、時には人懐っこい黒猫のノア君がお出迎えすることもあります。

このような環境だからこそ、お客様は「まだ漠然としたアイデアだけど」「この加工で本当に大丈夫かな」といった疑問でも気軽に相談できます。お急ぎの場合は、メールよりも直接電話で事情を説明していただく方が迅速な対応が可能です。

ものづくりの駆け込み寺として

「加工に困った。納期に困った。いろいろ相談するよりも榊原工機1社で解決できることが多い」というお客様の声が示す通り、私たちは機械部品加工の駆け込み寺的存在として、お客様のあらゆる課題に対してワンストップで解決策を提案しています。

切削加工の種類とその特徴を理解することで、あなたの製品開発はより効率的で確実なものになります。旋盤加工による高精度な丸物部品、マシニング加工による汎用的な形状対応、5軸加工機による複雑形状の実現、複合加工機による効率的な一貫加工、ワイヤーカット加工による超精密加工。

それぞれの技術には最適な適用場面があり、部品の機能、デザイン、材質、精度、数量、予算、納期を総合的に判断して選択することが重要です。

榊原工機では、手のひらサイズの小物部品を中心とした精密切削加工のプロとして、お客様の「ものづくり」における最高のパートナーを目指しています。どのような些細なことでも、お気軽にご相談ください。私たちの多能工エンジニアが、あなたのアイデアを最適な方法で現実のものにいたします。

お問い合わせ先

• 電話：0568-36-1628（受付時間：9:00-18:00、12:00-13:00除く）
• 所在地：愛知県春日井市松河戸町2-5-15
• お急ぎの場合は、直接お電話いただくことをお勧めします