現代社会において、金属はあらゆる製品に使われています。日常生活に欠かせない金属ですが、素材をそのままの形で使うことはできません。製品として世に出すには、金属を目的の形状に変える必要があります。
金属の形を変える「機械加工」は複数の種類に分けられますが、その中でも一般的なのが「除去加工」と呼ばれる方法です。
ここでは、除去加工の概要や主な種類についてご紹介します。
除去加工とは、金属素材の不要な部分を取り除き、目的の形に仕上げる機械加工（金属加工）の一種です。刃物や砥石で金属を削る、電気のエネルギーで金属を溶かすなど、具体的な方法に関わらず、金属の一部を取り除く加工は全て除去加工に分類されます。
除去加工以外にも、金属加工には力を加えることで目的形状に成形する「塑性加工」や、素材同士をつなぎ合わせて一体化する「接合加工」といった種類があります。
それらの加工方法と比較して、精密な製品を量産しやすい点や、同じ寸法で大量生産できる点などが除去加工のメリットです。
除去加工には多くの種類があり、素材や目的の形状、仕上げの精度などに応じて使い分けられています。種類ごとの特徴を知って使い分けることが、加工精度を高めるためには重要です。
主な除去加工の種類と、それぞれの特徴をご紹介します。
エンドミルやドリルといった工具（刃物）を使用して金属素材を削り、不要な部分を除去することで目的形状に仕上げるのが切削加工です。高効率かつ高精度に仕上げることができるため、多くの製品が切削加工によって作られています。
フライス加工や旋削加工、穴あけ加工、中ぐり加工などが、主な切削加工の例です。フライス盤や旋盤、マシニングセンタ、ボール盤といった工作機械があり、加工の種類に応じて使い分けられています。
切削加工の詳細については、以下の記事も併せてご確認ください。
⇒切削加工とは？ メリット・デメリットから加工時の注意点まで解説
研削加工は、高速で回転する砥石に金属素材を押し当てることで、不要な部分を削り取る方法です。切削加工より加工に時間がかかるものの、高精度な仕上げを実現できます。
超合金などの硬い素材の加工も可能です。
研削加工には平面加工や内面加工、円筒加工などの種類があり、平面研削盤や内面研削盤といった工作機械を使い分けて加工を行います。
研削加工の詳細は、以下の記事も併せてご確認ください。
⇒研削加工とは？ 基礎知識から切削加工・研磨加工との違いまでご紹介
研削加工と同じく、砥石などで金属表面を削るのが研磨加工です。研削加工は素材を削って形を変えることが目的ですが、研磨加工はできあがっているものの表面を磨いて、仕上げの精度を高めることが目的になります。
砥石に金属素材を押し当てて表面をならす砥石研磨や、研磨剤や金属素材を投入した容器を回転させるバレル研磨、ラップ盤と呼ばれる台に金属を置いて表面をならすラッピング研磨などが、研磨加工の例です。
研磨加工の概要や種類については、以下の記事で詳しくご紹介しています。
⇒研磨加工はなぜ重要？ 研削との違いや加工の手順を解説
特殊加工は、電気や水、レーザなど、刃物または砥石以外のものを使って行う除去加工の総称です。切削や研削では対応が難しい、高硬度の金属材料に対しても適用することができます。
主な特殊加工の種類は、以下のとおりです。
【ウォータージェット加工】
加圧した水を噴射し、水圧の力で金属素材の切断や除去を行います。水に溶けない材質なら難削材でも加工できる、熱による変形や変質が発生しないといった点がメリットです。
【レーザ加工】
エネルギー密度の高いレーザ光を照射することで、金属素材の加工を行います。使用するレーザ光の種類から、CO2レーザ加工機・YAGレーザ加工機・ファイバーレーザ加工機の3種類に大きく分けられます。
【放電加工】
放電の際に生じる熱エネルギーによって金属を溶かし、目的の形状に仕上げるのが放電加工です。型堀り放電加工機や細穴放電加工機、ワイヤー放電加工機など、加工方法に応じて複数の工作機械を使い分けます。
レーザ加工や放電加工については、以下の記事も併せてご確認ください。
⇒レーザ加工機の基礎知識。原理や特徴を知って加工の効率化につなげよう
⇒放電加工の基礎知識。加工の種類やメリット・デメリットを解説
実際の現場では、さまざまな記号を用いて図面上で加工方法が指示されます。除去加工においては、表面の凹凸を示す表面粗さの確認が欠かせません。
図面上だと、除去加工の要否は逆三角形（▽）とルート（√）を組み合わせたような記号で示されます。表面粗さを指示する場合は、逆三角形の右側、直線の下付近に算術平均粗さ（Ra）の上限を「Ra 6.3」などと記載します。
また、筋目の方向に関しても「＝」や「M」「C」といった記号から確認することが可能です。
除去加工は、金属部品の製造で必要不可欠な手法のひとつです。切削加工・研削加工・研磨加工・特殊加工の4種類に大きく分けられ、特徴や使用する工具、工作機械が異なります。
加工精度を高めるためには、それぞれの特徴を把握したうえで、金属部品や目的形状に適した方法を選択することが重要です。
ご紹介した内容を、加工精度の向上にお役立てください。
