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| 始める機械加工 | NCフライスへの道 | |
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始める機械加工
はじめに回路を作って動作させることを広げていくと、回路の世界からはみ出して工作の方、製造、加工の分野へと自然と入ことがよくあります。基板できたら入れるケースを作ったり。。ネジ穴を切って部品２つが組み合わさるだけで制作物はかなり広がってくるし。。 手加工していると、次に便利な機械を買う、、、そのうち切れ味が悪くなったドリルも自分で研（と）げることがわかりやってみる。。 ’おぉ、すごくよく切れるようになった！’ → 刃物研磨機が欲しくなったり、自分で作ったり・・ 反対に、加工をやってる人は回路で自動制御で機械が動かせたら、と 回路に入る このHPでは機械加工までは加えない予定ですが、回路、電子工作にも必要になって来そうな加工として、 そういう入り口かもしれないですが、主にこれから動きモノを作る場合に回路が出来たら制作などの参考に。 手加工編制作は、まずは手加工から始まることになると思います。ものには順序があるので手加工せずにいきなり機械で加工というのも・・・ 本体を木製で作るのは加工が割と簡単でいいのですが、やっぱり金属の方がよくて、金属で作りたいものです。 金属を加工するとき、当然、手加工から始めるわけですが、これも作っていくうちにコツがわかって来て、作業が大変なので、そのうちドリルとかの機械を少しずつ導入することになります。 金属で立体物を作るには、金属板を曲げた箱構造。そして丈夫な立体とかの形にするにはまずはフレーム構造で作ることからになると思います。 枠（フレーム）となるアングル材（直角に曲がった角材など：ホームセンターに売ってます）や棒（または角パイプ）で周りの枠を作り、金属板をネジ止めして面をつけ、箱型や立体にする。 ネジ穴を作り、ネジ止めをする。  この手法での金属加工の制作だと、穴あけと切断、組立はネジの作業で作れます。 ネジ切りをしたことないなら、そのネジ穴を作る タップ立て ができるようになると、大きな一体モノとして作らなくても、一部分を部品として作り、それらをネジを止めの組み合わせで制作できるので 制作物が飛躍的に広がると思います。 回路、電子工作にまつわる工作という範囲で、加工、機械の紹介などを簡単に。 （これで回路から→製造、加工の仲間入りもしてください^^） 加工の基本で、もっとも多い作業は、はやはり垂直穴あけと切断。 手加工での金属加工は動きモノを製作すれば多少なりともやったことがあると思いますが、それがうまく作れなかったり、ドリルで開けた穴位置がうまく合わなかったりということは誰しもあると思います。ハンダ付けにも慣れや経験からコツを会得（えとく）するように手加工もやっぱり奥は深いです（こうやって回路からはじまってやることがドンドン増えるんです（^^; ゲガしないよう下記の安全にいつてなど安全面を調べ十分注意 金属の手加工のコツなどを紹介したホームページは、私の大好きなHPがあります とてもわかりやすく、コツなどがイラストを交えて説明されていて（あんまりカワイくない猫が教えてくれます^^） そしてもう一段進んで、労力が大変なところは機械加工。 加工をよくするなら、機械が１つでも増えると加工が格段に楽になるでしょう。 （楽にならない、機械がホコリかぶっているという場合、使用頻度の少ない機械を導入しているので、よくやる作業から機械化しましょう） 機械加工はそれはそれで奥が深いです。このホームページでは機械加工の詳しいところまでは入らず、始める機械加工なので機械の説明や導入の簡単な紹介。 趣味で工作をしたいと思ったとき、一番魅力的な製品群をそろえているのがドイツメーカーのプロクソンの各機械になると思います。 機械加工編加工機械の紹介 ●ボール盤
垂直に穴を開けるための機械です。 単に垂直に穴をあけるというための機械ですが、とても出番が多く有用な機械で加工機械の定番です。 ドリル盤とか呼んだ方がわかりやすいんですが、ドリル盤でもホール盤でもなく、ボール盤と呼ばれる機械です。 これは加工をするなら必ず必要になる機械だといえます。 やはり多い穴あけ作業、ハンドドリルを垂直に入れて穴開けしたらいいんですが、それを手加工で正確にやるのは無理です！ ハンドドリルがあっても、製作品を作るなら、別に、まずはボール盤が必需品！ これがあるだけで、とても便利になる機械です。 サイズは小さいものから大きいものまで種類がありますが、最近はかなり外国製のもので値段が安くなっています いずれ必ず必要だと思うので、がんばってハンドドリルでやるより早めに購入した方がいい機械のNo.１です。 ハンドドリルを垂直に固定してボール盤にする台だけが売られていたりしますが、簡易的なものと思っておいた方がいいです。 専用機の方がしっかりしているし、それぞれ別にハンドドリルも必要になるので、是非１つ持っておく方がいいでしょう。 大きさは様々ありますが、一回り大きい機械を買っておくと良いというのが通説です。 まずあればいい機械のNo.1だと思います。 これのもっと便利な機械にフライス盤というものがあります。だから飛び越えて一気にフライス盤にするという方法も。 ●切断機 ボール盤と並んで、必要だと思うのが切断を効率良くやる切断機械です。 金属の切断は金ノコでやると、とても時間がかかり労力の必要な作業なので、機械でやるのがいいんですが、騒音や大きさ使いやすさなどが種類によるのでこの選択はなかなか難しいです。 金属板も棒も金属ノコでせっせと切ることができますが、とても時間がかかり汗だくになるので、これは機械でなんとかやるしかないと気づきます。 回転させて切るタイプと、金属ノコ（帯ノコ）を自動で回して切るタイプがあります。 ボール盤がそろえたい機械のNo.1なら切断機はN0.2になると思います。 １．回転式、丸ノコ形切断機
高速切断機として６千円ぐらいのをホームセンターでよく見かけます。 ものすごいギャイ〜ンという爆音がします！ これで鉄鋼材などを切ると、爆音とともに火花がでます。騒音は覚悟しておかなければなりません。最初使うときのコワさもすごい感じるでしょう。最初は音から腰が引けるほどコワサを感じる機械です。 （室内で使用は考えない方がいい） ホビー用の切断機としては、金ノコ切断に較べ手軽で安価にそろえられる切断機です。 棒を切るための機械で板の切断はかなり制限がでます。 切断砥石がついていて、少しずつチビ切るタイプですが、刃を金属切断用のチップソーに代えると切断面がきれいで火花もだいぶ減ります、爆音はモータ音なので相変わらずです。。 高速切断機の１万円以下の安いものは、台の固定が悪く、直角の精度が悪かったです。 金属切断機としては安価で導入しやすいですが、騒音の点をよく考えた方がいいです。 * 金属切断では切るモノとノコ刃が固定されていいる専用機械を使い、絶対に手持ちの丸ノコを当て手で機械を持って、切断はやめましょう。 ２．バンドソー切断機
円形ノコ刃ではなく、輪になった帯ノコがぐるっと回ってノコ作業のように切断するタイプ。 こちらが金属切断には、回転刃式よりいいですが、機械が大きくなります。 音も回転刃式の高速切断機よりずっと静かです。使うコワさも高速切断機ほどではなく入りやすい。 縦型テーブル式と、横型があります。 ホームセンタで売られているようなテーブル式は本来、木工用としてのが多いかと思います。金属切断には、金属用のノコ刃が必要です。金属切断を目的とする場合は事前によく確認しましょう。 細い刃を上下させるタイプのものは木工用で金属切断には向かないと思います。 テーブルの剛性や振動があるのでやはりしっかりしたものがいい。 木材用でも金属用の刃に交換することで使える、騒音もそれほどでないので（もちろん機種による）、場所が許せば、テーブルバンドソー、このへんの機械が最初はいいのかなと思います。 ●フライス盤 プロクソンフライス盤
これはボール盤の台に、左右（X軸方向）、前後（Y軸方向）に動くテーブルがついたものです。 ハンドルを回すとテーブル縦、横に移動するように出来ています。ハンドルを回した回数でテーブル移動量が決まる。
回路関連でも、ケースのパネル作り、穴あけなどで有るとかなり違います。（大穴抜きなどはホールソーなどが必要になるが） フライス盤ではドリルの代わりにエンドミルといわれるものをつけて威力を発揮します。
ドリルの刃は穴開け用に下側のとがっているVのところで穴切削するように刃がついています、そこ以外に刃はついていません。（ドリル側面のらせんの溝は切り子の排出の道で刃ではない） エンドミルは、側面でも切削できるように側面に刃がついています。（下側にも刃があり、穴あけも出来る） これをいったん沈めたまま、フライス盤のテーブルを左右に送ると、長い溝や、長穴が簡単に加工できるという優れもの。。使い方次第でいろんな用途に使えます。 実際、上記リンクページでも述べられていますが、フライス盤がないと長穴や長溝加工がとても大変です。 また、角材と板の組み合わせで立体を作ると、中空構造だし剛性もでません（NCフライスへの道の機械がこのタイプ） ひとかたまりの金属をそのまま削って身の詰まった一体ものにする場合、立体的に削るにはフライス盤の出番になります。 もちろん、ボール盤としても使えます。原理はボール盤のテーブルがハンドルで縦横に移動するようになっているので。 このテーブルに固定した加工物が縦横（X,Y）に、ねらった送り量だけハンドルを回転させて正確に送れて移動、そして垂直に下ろすドリル、エンドミルで穴加工、溝加工などできる。この正確さがフライス盤の重要な点です。 （ボール盤を飛び越して、フライス盤を買うというのもイイかと思いますが、その前に機械加工しなくなり使わなくなると、大きなフライス盤がムダに家の中で目につくことにも。一気に上位の機械を導入するときはカタチから入らずよく考えてからがいい^^;） ５０ｋｇこえる機械は持ち運びも重さ以上に大変で、置き場所も騒音もあり、”設置”という気持ちになります。 多目的ホビー用で、一番手軽に選ばれる加工機械がプロクソンみたいです。
フライス盤としては軽量、小さめですが、回路やロボット関連の小さな工作なら、気軽に置ける手頃な大きさ、品質、精度、重さなのがいいところだと思います。ホームセンターなどでも扱っていて、ホビー用として一番の入門機の地位。 いろんなオプションをつけると加工が広がり、ロボット制作などではこれ一台あると作業が広がると思います。 趣味として使うなら、重さ、大きさ、精度や使い勝手などから見ると、回路やロボット部品などの加工なら一番しっくりと来る機種だと思います。精度も普通に加工するなら実用に十分。 金属加工は割と柔らかいアルミ程度までのようです。鉄もじわジワとなら削れないこともないみたいですが、アルミ程度の軽金属用と考えておいた方がよさそうです。 このタイプの機械（フライス盤）を自動で送りハンドルを正確な回転数だけ回すように制御したのが NCフライスへの道 で作った NCフライス盤。 プロクソンのフライスは小型軽量のほうで、もう少し剛性があるフライスならX1。 中国製ですがいくつかの日本メーカーが輸入後に手を入れ調整などをして販売しているので、調整済みを確認して購入する方がいいでしょう。 （中国箱送のも買えたりしますが、自分で一度分解して調整、整備しないとまともに使えない品質だと思っていた方がいい、初心者にはむきません）  X1は使ったことがないですがX2見て、中国製基板なので電気系統などに故障が多いように思います。日本販売店からだと保証があったりするのでこの点からも安心です。 鉄鋼製でプロクソンよりは本格的にはなりますが何となくプロクソンよりあとあと手がかかるように思います。 ●グラインダー
据え置き型のもの。値段も高くないので１つあると便利。 砥石が回転して研ぐもので、ちょっとした面取りやカド削り、刃物研ぎなどに。 砥石の目の粗さを変える、ナイロンの細かい目のもの、バフに変え研磨材をつけたりすると、削りだけでなく、表面をツルツル綺麗にする鏡面仕上げ、つや出しにも使えます。 回転スピードが変えられるものがより便利です。 粉が舞うので室内の使用は考えどころ、またマスクをした方が良い。 ●旋盤
ろくろを横にしたような加工で、回転させて丸く加工する機械です。 金属加工をするなら、フライス盤、旋盤は必需品といわれていますが、フライス盤より旋盤から先にそろえる人もいます。 サカイの旋盤もホビー機として歴史があって有名。サカイとプロクソン旋盤は元が同じだったようでかなり似ているそうです。 （プロクソンの旋盤は サカイ ミニレース ML-2 と同型でオプションが共通に使えるみたい） 加工するモノによりますが、ロボット、電子工作関連の製作ならボール盤も兼ねるフライス盤の方がよく使いそう。 旋盤は円筒形のものなどの加工で、加工というより部品製作という感じなので本格的な機械加工に入る人向けのように思います。これがあると円筒形のものやネジといったものが自分で作りあげることができる。 旋盤も使っていますが、自分の用途ではやはりフライス盤の方が先だと思いました。 （ だから、ここまでたどり着き導入してしまった人は製造派入りかも ） どんな価格帯の機械にするか加工機械、工作機械はピンからキリまで機械の値段は、今、中国製、台湾製などが入ってきて、似たような機能でもピンキリです。 見た目では、国産も外国製も違いはあまり無いように見えて、値段が何倍も違う。。 どのへんの価格帯にしたらいのか？ 【まずは品質】 大工機械などでいろいろ買って見た経験から、総合ではやっぱりすべて値段なりのものだと思いました。 ホームセンターなどで見ると日本メーカと中国製では見かけ、形や機構では同じような機械でも、だいたい日本メーカーは値段が３，４倍程度はします。安いものは使ってみるとやっぱり値段なりの差を感じました。作りが簡単、故障しやすい、機械がブレてあまり精度がでない、部品やサポートが期待できない。 日本製品や海外メーカーの同等価格帯の機械ははムダに高いだけでなく、値段なりの価値がちゃんとあると感じました。 たまに使用して、出番があまりない機械で、あんまり精度などきれいに加工しなくてもいいというなら、用途に合わせ安いのでもいいと思います。 安いの使用から、日本製の、それも上級の機種に乗り換えたりすると、外見は同じようでも使うと違いが本当にわかると思います。 また、使用頻度から、耐久性などで同じメーカーでもプロ用とアマチュア（DIY）用で分けていたりるようです。 【ちょっとした機械加工の原則】 工作機械の性能はいろいろあるように見えて、その肝（キモ）は”精度”です。 １ミリ程度か、０．１ミリか、０．０１ミリか、千分の１ミリか、何分の１ミリまで正確に加工できるかが工作機械の命です。 綺麗な制作、完成度の高いものを作るには精度も重要になります。 また耐久性も用途によっては重要です。プロの用に毎日、頻繁につかうのか、たまにDIYで使うのかなども選択のとき考えたら方がいいかなど。 【機械には重さも重要】 どっしりと重くて、しっかりしている機械の本体が精度加工にまず必要なので、本格的な機械になるほど、相撲取りみたいに重くて大きい。どっしりと安定していて、やっぱり小型とは違いを感じます。このどっしり感も機械の振動に影響し精度と関わりあります。 どっしりと安定感はあるといいのですが、置き場所、持ち運び、なども考えると、あまり欲張らずに用途によって考えましょう。 しかし、安易に買うと重さや大きさが家の中で目立つので、どこまでにするかはよく考える必要がある。 【ついでに悲しき母性原則】 ガッコの授業で習ったことは役立たないといわれます。加えて先生の方も学生は本気で勉強しないのはわかっているから 【ケガと事故の注意】 機械はとてもキケンなもので大けがをする危険をはらんでいます。ヒヤリと身にしみる経験をしないとなかなか注意できないものです。 これだけは、失敗から学ぶ、経験から学ぶとはいきません。 ここを見て加工をしようと始めた人がいたら、だれにもケガしてほしくないので体験してからは遅い、、だれもが注意していても事故になるおそれはある、その心がけや注意点などを。 こういう話は作業をしたことがないと、またヒヤリとした経験がないと、聞いていて、もっともらしいことだ、確かにそうすべきだだけど、、、というぐらいにしか聞こえません。そこまで毎回しなくてもと思いますが、労災の事故などは日々各地で報告されていて、だれでも、プロでもベテランでも危険は危険なのです。（大けがしても、死んでもニュースにものらないことが多い） 一番大事なのは 安全への習慣づけ だと思います。人に会うときは身だしなみを心がけるように機械に触るときは当たり前に安全を整えるような習慣 ●慣れたころに起こる 初めて加工機械を使うようなとき、高速回転の音なんかでやっぱり不安で怖そうに思う。だから注意している。腰が引けておっかなビックリ使っているような時には事故は起こりにくく、起こっても重大事故にならないことが多い。普通に慣れて使うときに起こりやすい。 車の事故でも同様だそうです。 だから、なれたころに気を引き締めましょう。そのためにも普段から安全確認項目をスタート前に確認するなども効果的です。 ●横着をしない。 横着をして面倒だから、このままでやろうと思うようなとき。 たとえば、 ハシゴにのぼって作業がどんどん横に進み、体を横に乗り出す。。ハシゴ降りてを少し横に移動したらいいんだけど、横着したてそのままどんどん体横にはみ出して作業していくと、ハシゴが倒れたり。。バランス崩してハシゴから落ちたり、 モノが置いてあるまま、どける一手間を横着してそのまま台を動かした、落ちてきた 他の工具や機械を使うべきだけど、これが手近にあって使うべき工具、機械を使わず、取ってくるのが面倒だから、代用できそうだから。。あってない工具、機械を使ってしまうときなど。 誰しも思い当たるところはあると思います。 横着をせず、着実にゆったり余裕をもってやりましょう。 ●事前に安全点検 なんか会社や鉄道の安全スローガンみたいですが、とても意味があるそうです。。 駅員さんの指さし確認はかなり効果的なようです。それは習慣、なれから来る頭の思いを体で表現する確認方法。 自分にあった方法でなにか注意点を確認したり、機械をそんな構造にしたりとか習慣の心がけは必要だと思います。 何かじゃまなモノがあるのを気づかずにスイッチを入れて回したら壊した、何かが飛んできた。 動かしたら見えないところにあったモノを引っ張って壊した。 一度はこんな体験あるんじゃなかと思います。 動かす前に、起動する前に、作業に入るまえに、スイッチONの前に 邪魔なものはないか、軍手ははいていないか、保護めがねはかけているか スタートまえに安全確認項目をいくつか持っておくのはとてもいいと思います。 （：軍手なし-ヨシ、障害物なし-ヨシ、、 なんて駅員さんになったつもりで なども） ●加工機械を使う場合、軍手をはいてはいけないというのが常識になっています 生手だと小傷になりやすいような気もしてかえって危険なように思いますが、それでも機械現場作業では軍手ははきません。 手袋はかないとなんだか作業しづらい気になる人もいると思いますが慣れてくるものです。 こういう危険な可能性ばかりは経験しないと注意せず、でも経験してからだと。。。 最近は電動工具の説明書にもこの注意書きがよくあります。 軍手をはいていると、ドリルの回転に少しでも軍手繊維が触れるとそのまま巻き込まれ、指を持っていかれる大けがになる事例がたくさんあります。作業や機械にもよるでしょうが、加工機械をさわるときは軍手をはかない習慣がよいです。 試しに、軍手の指部に細い棒でも入れて、回転するドリル刃に指部をぎりぎり触らせてみましょう（十分注意して実験！ 絶対に自分で軍手をはいて試さないように！）皮手袋だとこの危険は幾分ましですが、何もはかないのが一番いいようです。 加工機械を使わない作業は手袋をしていても、そのまま無自覚に機械の操作に移るのもよくあるので、スタート前の安全確認項目は効果的だと思います。 ●保護めがね 最近ではこれも作業で義務付けられはじめています。 ドリル、切削作業などでよく切り子が飛ぶ、何が起こるかわかないので、めがねをかけてない人は、かけましょう。 コンプレッサーで空気圧で吹き飛ばし掃除などのときに、吹き返しで目に当たるなどの事故、労災でも多いそうです。 かけ慣れないと面倒ですが、慣れると、そしてデザインのいいのを選ぶと、習慣になりやすい。保護めがねナシでは機械をわらないという習慣を。 最近はデザインがいいものが出ているので、ちょっとカッコよく、野球選手になるような気持ちで。 かけやすいものがよく、でも使うとき、あれ保護メガネどこいったかな？ ということもあるので、 どれが自分にあって見やすいのか？ いろいろ試しに買って、いろんなところに置いておく − というより配備しておく(^^） これであちこちに配備してあるので、 ”見あたらないから、まあナシでいいか” というのも防げたりします どれか１つは見つかるハズ− いっぱい配備したのが全部どっかにいって見つからないという人は、整理整頓の習慣から！  黄色レンズ 驚くほどくっきり見えるようになる気がするただし、作業には透明がいいように思いました。 ●整理、整頓 最後に、これが安全への底力で基本原則です。散らかった場所はより危険を含んでいます。これは安全意識と直結しています。 安全と作業の基本。 |
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