旋盤加工で鋳物を精密に仕上げるポイントと加工方法の徹底解説

旋盤加工は、鋳物部品の形状精度や表面仕上げを向上させるための重要な加工技術です。鋳物は内部に気泡や不均一な硬さがあるため、切削条件や工具選定を誤ると加工中に振動や欠けが生じやすくなります。本記事では、旋盤加工で鋳物を安全かつ精密に仕上げるためのバイト選び、切削条件、表面粗さ改善のポイントを詳しく解説します。

鋳物の特徴と旋盤加工の課題

鋳物は金属を溶かして型に流し込み、冷却して固めた材料です。鉄鋳物やアルミ鋳物、銅鋳物などがあります。特徴として、内部に気泡や砂の混入、硬さのばらつきがあるため、旋盤加工では刃物の負荷が不均一になりやすく、振動や欠けが発生しやすいことが挙げられます。また、表面が粗く、寸法精度も高くないため、後加工での精密な旋盤加工が求められます。

鋳物加工で注意すべき点

旋盤加工時には、刃物の摩耗や欠けに注意が必要です。硬い部分と軟らかい部分が混在する鋳物では、切削抵抗が変動するため、工具寿命が短くなることがあります。さらに振動が発生すると穴径や外径の精度が低下し、表面粗さも悪化します。そのため、鋳物加工では刃物の材質、形状、切削条件を慎重に設定することが不可欠です。

鋳物に適した旋盤バイトの選び方

旋盤加工で鋳物を精密に加工するには、適切なバイト選定が最重要です。バイトの形状、材質、コーティングにより、切削精度や表面粗さが大きく変わります。

バイトの形状と刃先角度

鋳物加工では、振れや欠けを抑えるために「ラジアスバイト」や「CNC用Tバイト」が適しています。刃先角度は55〜60°が目安で、硬い部分を加工する際に刃先が欠けにくくなります。ラジアスバイトは穴内や凹部加工にも向いており、仕上げ面の滑らかさを向上させることができます。

バイト材質とコーティング

鋳物加工では超硬合金（WC）製のバイトが一般的です。HSS（高速度鋼）でも加工は可能ですが、摩耗が早くなるため注意が必要です。さらに、TiNやTiAlNコーティングを施すことで刃物寿命が延び、表面粗さが改善されます。材料の硬さや鋳物の種類に応じて最適な材質・コーティングを選定しましょう。

切削条件の設定と加工精度の向上

旋盤加工で鋳物を精密に仕上げるためには、切削速度、送り速度、切り込み量の調整が重要です。適切な条件を設定することで振れや欠けを抑え、寸法精度と表面粗さを向上させることができます。

切削速度と送り速度の目安

鉄鋳物の場合、切削速度は30〜60m/min、アルミ鋳物では100〜150m/min程度が目安です。送り速度は0.05〜0.15mm/revを目安に設定します。速度が速すぎると振動や欠けが発生し、遅すぎると加工効率が低下します。鋳物特有の不均一な硬さに応じて微調整することが精密加工のポイントです。

切り込み量と段階加工

鋳物は切削負荷が変動するため、切り込み量は浅めに設定し、段階的に削ることが重要です。0.1〜0.3mm/回程度を目安に荒取りから仕上げまで段階的に加工することで、工具への負荷を分散させ、寸法精度を確保できます。また、加工中は潤滑油を適切に供給し、刃先の摩耗を抑えます。

表面粗さ改善と加工のコツ

鋳物は元の表面が粗いため、旋盤加工で滑らかに仕上げることが求められます。刃物選定、切削条件、段取り、潤滑の最適化がポイントです。

段階的加工と仕上げバイト

荒取りで大まかな形状を作り、仕上げ切削で微細な切り込みを行うことが表面粗さ改善の基本です。仕上げ用バイトは刃先が鋭利で、振れや欠けが少ないものを選びます。また、切削油を適切に使用することで摩擦熱を抑え、表面品質を向上させることができます。

よくある質問（FAQ）