こんにちは
突然ですが日々の生活の中で金属製の物って多いです
電化製品、水道の管や蛇口、自動車などなど
金属製品は生活するにはきってもきれない物だと思います
普段は完成された物しか見る事はありませんが作っている工程を見るのもたまには良いのではないですか
ところで鉄ってどのようなイメージをお持ちでしょう？
「重い」
「硬い」
「錆びる」
こんな感じではないでしょうか
そんな重くて硬い「鉄」はどのようにして形を変えるのか
いくつか見ていきます
鋳造 （ちゅうぞう）
鋳造加工は恐らく１番原始的な加工方法だと思います
鉄を溶かし鋳型と言われる型に流し込み形を作る方法です
鋳型で出来た物を鋳物と呼ばれます
車の部品で例えるとエンジン本体などは、この様な方法で作るられていると思います
知人が鋳造工場で働いていましたが「とにかく暑い」と言う事でした
この加工方法では精密な物は作れません
誰が１番最初に思いついたのか「硬いものを溶かしてみよう」という発想がわたしにはないですな
プレス加工
プレス機の上と下に対の金型などをのせて圧力で形を作る
プレス成形とも言いますね
車の部品だとボンネットやボディなど薄い部分がメインでしょうか
プレス加工の場合、材料が伸びるため製品に対し少し大きめの材料を使わなければならない
そのため、製品以外の捨てる部分が多くなる
↓この様に挟まれて亡くなってしまったり
指を落としたなどの災害が発生しやすいです
機械加工
機械加工は工作機械を使用して加工する方法です
上の２つに比べて精密な物を作る事ができる
フライス盤
これは汎用フライス
フライス盤はベットにワーク（対象物）、主軸に刃物をつける
主軸は回転、ベットは前後左右に動かす事によって加工する
ベットにはバイス（万力）をつけたりして、ワークを挟む
↓こちらはフルバックカッター
超硬チップと言う、鉄より硬くしたチップ（刃）を多数つけて面を削るバリバリ削る事ができます
金属は摩擦でかなりの熱をもちます
飛んでる物を「切粉」と呼び、これが飛んできて腕に乗ったりするとそのまま皮膚にくっつき火傷します
↓こちらはエンドミル
先程のフルバックと違い溝の加工などに使います
この様に、加工用途に応じて刃物を替えながら製品を作るのがフライス盤です
これをＮＣプログラムによって自動で切削するのがマシニングセンタなどです
まるで豆腐を加工しているかの様に、いとも簡単に鉄を削っていく
フライスは角物がメインです
その他にも穴をあけたり、ネジ穴加工をなどもできます
旋盤
この機械だけ見ても何なのかサッパリ分からないと思いますが汎用旋盤といいます
フライス盤と違って刃物（バイトなど）は固定、主軸にワークをセットして回転させます
旋盤は丸物がメインになります
穴をあけたり、丸棒をネジに加工したりできます
旋盤をよく例えるのが「りんごの皮むき」
↑これなんてまさに旋盤
こちらもＮＣプログラムによって自動で切削するのがＮＣ旋盤、ＣＮＣ旋盤になります
こちらも用途に応じて刃物を替えているのがわかりますか？
旋盤の恐ろしいのは、ワークの掴みが甘いとぶっ飛んでしまうことですね
ＮＣプログラム
少しだけプログラムの説明をしてみます
プログラムの例です
%;
O100(SAMPLE);
N100;
S2000; S＝回転数（1分間）
M3; M3＝主軸正転
G01X150. Y50. Z-10. F500; G01＝直線補間 F＝1分間に動くミリ
M5; M＝5回転停止
M02;
%;
先程のフライス盤は左右が「Ｘ」前後が「Ｙ」上下が「Ｚ」となります
Ｘの場合、テーブル左方向がプラス、右方向がマイナスです
Ｙは手前がマイナス、後がプラス
上のプログラムは基準からＸが左へ150ミリの位置、Ｙは後に50、Ｚがマイナスなので下へ10ミリ移動する
しかし、このプラスとマイナスを間違えたり、150の0を1桁間違えて、1500にしてしまうとトンデモナイ方向へ動き最悪、機械がぶつかり、歪んでしまいます
それ以外にもちょっとしたミスで刃物やワークがぶっ飛んだりします
これはプログラムのない汎用フライス、旋盤も同じ
昔の会社で旋盤のベテランがワークを飛ばして頬に直撃
頬骨が陥没してしまいました
プログラムの前後に「%」がありますがこれが始まりから終わりだと
コンピューターが認識します
毎回、こんなプログラムを作ると、とても時間がかかります
なので工作機械本体にタッチパネルがついており、寸法を打ち込むとプログラムを考えてくれる様になっています
シュミレーションもでき、干渉しないかの確認もできますがそれでも事故は起きるのです
この様に特殊な技能が必要なわりに、機械加工の仕事は給料が安いと感じます
鉄の種類
鉄と言っても実は色々な材質があります
ＳＳ４００、Ｓ４５Ｃ、ＳＫ、ＳＣＭ、ＨＰＭなどなど
ＳＳ４００という材質はこの中では１番柔らかいです
コンクリート製の床に落とすと鉄が負けます
逆にＳＣＭ、ＨＰＭなんかは硬すぎて超硬でもすぐにかけたり摩耗します
まさに、「はがたたない」
焼入れしてあるのと同じくらいの硬さがあるそうです
最初の鋳造で出来た鋳物は工作機械で削ると、とても砂っぽい切り粉になります
マスクをしていないと鼻の中まで真っ黒
金属全体になるとＳＵＳ（ステンレス）、アルミ、銅、真鍮などなど
用途により使われる金属の種類が変わります
最後に
鉄って何なんでしょうね❓
こちらのサイトから見れました
なんと宇宙が起源らしいです
何よりも硬い物でも利用してしまう人間の知恵って凄いですね
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