旋盤とは？ 加工対象から機械構成などを解説！

1. 旋盤とは

旋盤とは金属を加工する工作機械で、加工したい素材を回転させ、刃物をあてることにより、円筒形状に削り出す機械のことを言います。簡単にイメージするとリンゴの皮むきを想像してみてください。リンゴをゆっくり回転させながら包丁で皮を薄くむいていく感じです。リンゴが素材、回転させるものが主軸、包丁に相当するのがバイトと呼ばれる切削工具です。回転している素材に切削工具を主軸に平行に動かしながら押し当てて円柱形状にする機械のことを言います。

2. 旋盤の種類

旋盤にはいくつか種類が存在し、加工物の形状や大きさによって使い分けられています。現代ではNC旋盤が主流で、作成したプログラムに沿って加工を自動で行うことが多いですが、それまでは手動操作による旋盤での加工が行われていました。

汎用旋盤（普通旋盤）

すべての操作が手動で行われる、最も標準的な構造の旋盤です。製品の仕上がりが作業者のスキルに大きく左右されるため大量生産向きではなく、特注品や試作品の加工などの少量生産に利用されます。

NC旋盤

汎用旋盤にNC装置（数値制御装置）が組み込まれた旋盤です。加工プログラムを作成する必要がありますが、機械が自動で加工を行ってくれるため精度の安定した製品を誰でも作ることができます。

卓上旋盤

作業台の上などに据え付けて使用される小型の旋盤です。汎用旋盤を使うには小さすぎる製品の加工や、大きな機械の設置が難しい環境などで使用されます。

正面旋盤

大型の主軸が作業者の正面を向いている旋盤です。チャックの代わりに面盤という円状の部品が取り付けられており、主に径の大きな製品の加工に用いられます。

立旋盤

主軸が真上を向き、垂直方向についている旋盤です。製品を水平に回転させて加工するので、重量があるものでも安定した加工が可能です。

タレット旋盤

旋回する刃物台（タレット）を汎用旋盤に取り付けた旋盤です。タレットを回転させて複数の切削工具の切り替えを行うので、工具交換が不要になり加工時間を短縮できます。

3. どんなものを加工するのか

旋盤は円筒形状の加工に特化した工作機械です。主に円柱、円錐の加工を行います。その他には、穴あけ加工、ネジ加工などもできます。具体的にどんな部品の加工に旋盤が使用されているかと言うと、身近にあるほとんどの製品には旋盤で加工された部品が使用されています。自動車部品、航空機部品、建設機械部品、医療部品、エネルギー関連部品、家電住宅部品、半導体製造装置部品など旋盤を使用して加工した部品を使用して組み立てられた製品がほとんどです。鉄、アルミ、ステンレス、真鍮、鋳物、樹脂などありとあらゆる素材を加工することができます。

4. どんな加工ができるのか

旋盤は素材を回転させて刃物(バイト)を押し当てて加工します。使用するバイトの種類や動かし方次第でいろいろな加工に対応でき、一般的には、外径加工、内径加工、端面加工、ネジ加工、溝加工、穴加工（ドリル加工）、円錐形状のような角度をつけたテーパー加工、円弧加工などができます。この豊富な加工方法を組合せて１つの部品を完成させていきます。加工工法をどんな順番でどんなバイトを使用して加工するかを考えることを工程設計と言い、工程の順番に沿ってバイトを変更し、動かし方を変えながら加工を進めていきます。操作する職人の技が必要ではありますが、単品の短納期対応や加工品の細かな修正などに重宝されています。

5. 機械の構成

旋盤はベッド、主軸台、刃物台、心押し台と、大きく分けて4つの主要部品で構成されています。簡単に説明すると、素材を把握し、回転させる主軸台。バイトを取付け、加工したい形状に動作させる刃物台。長尺加工物をサポートする心押し台。最後に3つの台を取り付けるベースになる頑丈な土台をベッドと呼びます。

NC旋盤の場合は、基本構成は同じで、さらにNC装置、操作画面が付属されています。

6. まとめ

工作機械はマザーマシンと呼ばれ、機械を作る機械と言われています。その中で旋盤は、機械加工の中で一番良く使用されている工作機械です。旋盤そのものは生活の中ではほとんど見かけることはありませんが、私たちが日常生活で利用している多くの製品には、工作機械から生み出された部品が使われています。身の回りで円筒形状の部品があったら、それはもしかしたら旋盤によって作り出された物かもしれません。