加工のコツvol.17
六面体の削り方から学ぶ加工のコツ

水平、直角、平行は形状精度を表す基本要素で、これらのすべてを含んでいる形状が六面体です。このため、六面体はフライス加工の実技練習で必ず題材にされる基礎課題で、六面体を正確につくることができるようになれば、フライス加工の技能は一定に達しているといえるでしょう。今回は、六面体の削り方を例に加工精度を追求するノウハウと考え方についてご紹介したいと思います。

フライス加工では、バイスをテーブルに取り付ける必要がありますが、この作業から既に加工精度への追求が始まっています。バイスは工作物を固定するだけでなく、加工精度の基準としての役割を担っているのです。バイスをテーブルに取り付ける際には、口金の平行（X軸方向）と直角（Z軸方向）、工作物が接する摺動面の水平（Y方向）を確認し、バイスが水平、直角に取り付けられているかどうかを自身の目で確認することが大切です。決して他人任せではいけません。

そして、正面フライスを使って平面加工を行う際には、通常、X軸方向に削りますが、その理由はご存知でしょうか（＝なぜY軸方向に削らないのでしょうか）。それは、X軸とY軸がテーブル駆動のマシニングセンタでは、Y軸の上にはテーブルを支えるサドルが載っている一方、テーブルの上には何も載っていません。つまり、Y軸を動かすよりもX軸を動かしたほうが軽く、運動性能がよいというのが理由です。また、X軸方向に削ることによって、作業者側に切りくずが溜まらず、作業環境を害しないことも理由の一つです。

次に、複数回のツールパスによって工作物の平面を削る場合には、図3に示すように、①往復加工、②一方向加工、③Ｕ字型加工の３つのパスが考えられます。

①の往復加工はツールパスが短いことが利点ですが、加工方向が変わるため、ツールパスの繋ぎ目に段差が発生しやすくなることが欠点です。これは加工方向が変わることによって切削抵抗の向きも変わるため、主軸の倒れる方向が変わることが主因です。そのため往復加工は加工精度が必要ない荒加工に適しています。

②の一方向加工は、加工方向が変わらないためツールパスの繋ぎ目に段差が発生しにくく、仕上げ加工に適していますが、ツールパスが長くなることが欠点です。

③のU字型加工は、正面フライスが工作物から抜ける箇所が1箇所になるため、大きなバリが出る箇所をコントロールできることが利点です。しかし、①の往復加工と同様に、加工目が変わるため仕上げ加工には向かず、荒加工に適します。

以上、六面体加工を行う際のポイントについて概説しましたが、日頃何気なく、当たり前のように行っている作業にも必ず理屈があります。基準はどこ？切削抵抗のかかる方向は？切りくずはどっちへ飛ぶ？など、その理屈を常に考えて加工精度を追求することが技術を高める上で大切です。こうして地道な努力で高めていく加工精度は、品質・生産性向上に向けたオペレーターの日々の努力や自信の表れといっても過言ではないでしょう。

マシニングセンタやターニングセンタなどNC化が進み、加工作業に人が介入する範囲が狭まったからこそ、段取りや切削条件、ツールパス設定の重要性が高まり、また、加工点を直接見ることができないからこそ、加工現象を想像する力が必要なのです。

なお、具体的な六面体の加工手順は表1のとおりです。加工方法、加工手順、加工条件でお困りの方はDMG森精機までお気軽にお問い合わせください。温故知新による加工プロセスのイノベーションをサポートいたします。

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表1.六面体の加工手順

1工程・1面部加工

広い面で、比較的安定している直角を形成する4面部を口金にあて、1面部を加工する。 全体が未加工のため、4面が口金にしっかりあたるチャッキングとする。 ワークをハンマーで上方からたたかない ⇒たたくと３面部が摺動部に倣おうとし、4面部と口金との密着が少なくなる。 2面部と押し側の口金間に丸棒を入れる。 ⇒2面部と押し側の口金とは平行でないため、線あたりにし、4面のみが口金にしっかり押される状況を作る。 4面部とあたり底の3面と押し側の2面部は充分でないため、加工時は、無理をしない条件で加工する。 黒皮が取れる程度でよい。 切削で発生したバリは、外周面から出ないように除去が必要である。 【重要点】 不安定なチャッキング状態のため、軽切削を心がけ、歪・変形を抑制し後工程への影響を少なくする。 口金にあてた4面が最初の基準です。この4面を口金にしっかりあてる。ハンマーは使用しない。押し側を無理に押さない。

2工程・2面部加工

	1工程で基準にした4面部を底にし、加工した1面部を口金にあて、2面部を加工する。 1工程で基準にした4面部を底にする。 ハンマーでたたかない。押し側と3面部との間に丸または角棒を入れて挟み込む。 切削で発生したバリは、外周面から出ないように除去が必要である。 【重要点】 1工程で押し当てた4面を底基準とする まだ不安定なチャッキングのため、軽切削を意識する。

3工程・4面部加工

	2面部が加工済みなので、これを基準に4面部を加工する。 4面部をたたき、加工済み2面部が底に密着していることを確認する。 押し側の3面部はまだ未加工で、不安定な面である。まだ、丸棒を入れておく。 2面部と4面部の幅は、図面寸法を狙う。 幅をコーナで4箇所測定しばらつきがある場合、底面にゴミかバリが残っている場合がある。 【重要点】 2面が加工済み。この面がきっちりバイスにあたっていること。 2面と4面部の図面寸法に合わせて加工する。 仕上げ面を基準に当てる場合、バリ・ゴミをきれいに清掃後、セットしましょう。

4工程・3面部加工

	1工程と2工程で加工した1面を底に、2面を口金に押し当てる。 しっかりとしたチャッキングができます。押し側の4面部も加工済みのため、直接把握する。 側面となる5面部および6面部は、エンドミルで加工できる場合、どちらかを加工する。 幅をコーナで4箇所測定し、ばらつきがある場合は底面にゴミかバリが残っている場合があるので注意する。 【重要点】 加工済み面がきっちりバイスに密着していること 重切削可能なチャッキング 仕上げ面を基準に当てる場合、バリ・ゴミをきれいに清掃後、セットしましょう。

5工程・6面部又は5面部加工

	4工程で5面部を加工していない場合は、6面部を底にセットする。 4工程で5面部をエンドミルで加工している場合は、5面部を底にする。 バリ・ゴミは確実に除去しておく。 バイスでワークを弱く把握し、2面部又は4面部にピックをあて、上下方向に動作させピックの読みで直角になるように調節しバイスを本締めする。 背が高くなっているため、重切削すると傾く恐れがある。軽切削を意識する。 【重要点】 加工済み面がきっちりバイスに密着していること 仕上げ面を基準に当てる場合、バリ・ゴミをきれいに清掃後、セットしましょう。 把握長さとワーク全長とのバランスが悪く、背が高いと加工中にワークが動く可能性がある。

6工程・6面部又は5面部加工

	5工程で加工した面を底にセットし、把握して5工程同様にピックで確認する。 バリ・ゴミは確実に除去しておく。 背が高くなっているため、重切削すると傾く恐れがある。軽切削を意識する。 幅をコーナで4箇所測定しばらつきがある場合、底面にゴミかバリが残っている場合があります。 【重要点】 加工済み面がきっちりバイスに密着していること 仕上げ面を基準に当てる場合、バリ・ゴミをきれいに清掃後、セットしましょう。 把握長さとワーク全長とのバランスが悪く、背が高いと加工中にワークが動く可能性がある。 バイス締め付け力についても注意が必要である。強く締め付けるためにレンチをハンマーで叩くと口金が倒れ、各面の直角度に影響を与えます。精度を優先する場合、人が締め付けられる力程度に抑える必要がある。

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