職人技の科学　−旋盤加工を事例として−
Science of the Craftsman's Skill

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１．はじめに

　この講座では、私の旋盤工としての体験をもとに、その機械加工に関する技能を理論的に解明してみようと思う。職人技とか作業のこつ(骨)と呼ばれる技能は、「すぐれた先輩職人の仕事ぶりから見よう見まねで覚えるもの」、あるいは「さまざまな失敗を経験して身につけるもの」、とされているものには、それなりの理由(科学的根拠)がある、というのが持論である。技の本質(理由)がわかれば、比較的短時間で職人技を身につけることができるだろう。また、新しい仕事（加工）についても技の本質がわかれば的確に応用したり、あるいは対応できると思う。技の本質を理解して、工業高校での「課題研究」や「総合実習」などでの課題製作や教材づくりに活かしてみよう。

　

　写真２は、学校の実習工場にある、私が使っている旋盤である。旋盤の前に、ざら板が置かれている。ハンドルの持つ位置の高さが自身の背丈にあうようにするためだ。ざら板は、作業のしやすさだけではなく、安全作業のための正しい作業姿勢をつくる。また、ざら板があると、長時間作業していても足の疲れ少ない。旋盤に限らず、会社ではざら板や踏み台を作っているのが普通である。学校でも背丈の小さい生徒がいると、危険な作業になりやすいのでざら板を準備しておくとよい。
　旋盤に限らず、フライス盤、ボール盤などによる機械加工の基本はのひとつは、工作物あるいは切削工具を回転させてから、工作物または切削工具（バイト、ドリルなど）近づけていくことである。不用意にバイトを工作物に近づけてから起動すると、チャックや工作物にバイトがぶつかってしまうことになってしまう。バイトをダメにしてしまうだけでなく大きな事故になることも考えられるので、基本は忠実に守ることにしよう。
　機械を停止させる時は、逆にバイトや工作物を離れた位置に戻してから停止させるようにしよう。切削が終わった時は、すばやく刃物台をチャックと工作物から離れた位置に戻すことを基本にしよう。安全作業の基本である。

　

　チャックＢは、外ヅメと内ヅメが共用になっている。このツメを生ヅメに交換すれば、チャックの振れを解消でき、通常ではつかみにくい品物の加工でも加工できる。

　チャックＡとチャックＢ、それぞれの特徴を活かして加工するとよい。

　

　バイトに限らず、切削工具一般にいえることは切れ味のよい刃であることが肝要である。「切れ味がよい」ということは単によく切れる刃ということではない。仕事では、加工時間よりも準備・段取りの時間（バイトをセットするなど）は、なるべく少なくしなければならない。よく切れる刃は、鋭く研げばよいので、これはすぐに切れなくなってしまう。バイトの再研削と刃物台へのセットに時間がかかってしまうので作業能率は悪くなってしまう。なるべく刃先が長持ちして、しかもよく切れる刃にしなければならない。よく切れて長持ちする刃が「切れ味がよい」刃なのだ。

　その典型はねじ切りバイトだ（写真５）。材質にあわせてすくい角を変える工夫が必要である。また、切り粉の流れがよいようにすくい面を円弧にしておくこともコツである。どの材質どの程度のすくい角を与えればよいのか、これは経験して会得する他はないが、私の場合、量産加工することはあまりないので、一般よりもすくい角を大きくとるようにしている。

　写真７は、私の使っている外形仕上げ用のへールバイトだ。へールバイトは、超硬バイトと違い、１０ミクロン単位のほんのわずかな切削ができるので、仕上げ加工には欠かせないバイトだ。また刃先に幅があるので極めて平滑な仕上げ面が得られる特徴がある。研削盤加工と同等の仕上げ面が得られる。ベアリングなどを挿入する仕上げにはへールバイトを使うとよいだろう。ところで、私のバイトは写真のようにもとの刃幅から大きくそぎ落とし、刃先は幅が半分以下になっている。これはへールバイトの腰を強くするためで、精密な切り込みに切削抵抗でたわんでしまわないようにするための工夫である。おねじ切りバイトもへールバイトで作ると、腰の強いバイトになり、精密なねじ切りができるバイトになる。

　ドリルの刃先の研削は、ねじ切りバイトと同様に熟練のいる作業だ。これは練習をして身につける他はないが、どのような形にしなければならないか、ということがわかっていれば、最短で研げるようになるだろう。写真６の右側のドリルは購入時の刃先を示す。左側は、私が研いだドリルの刃先で、ドリルの先端、チゼルエッジを小さくするために、シンニングが施してあるのがわかる。このようにドリルやねじ切りバイトが研げるようになれば、一流の旋盤工と言えるだろう。

　

　あらかじめ各種の径のコレットをつくっておくとよい。コレットの材料は鋳鉄がよい。鋳鉄は、塑性変形しないので、コレットには最適である。しかしながら、コレットの径と品物の外径の差が大きすぎると、コレットは割れてしまうので、サイズが一致したコレットを使うようにしたい。

　写真10は、自作のねじ切り工具だ。旋盤の心押し台に装着して使う工具で、ダイスをはめ込んで使う。ダイスにも大小あり、外径が違うので、それぞれ装着できる各種の径のものをつくっておくとよい。応用でタップを付けてめねじが切れる工具もつくることができる。こうした作業勝手のよい工具を製作するのも旋盤工の仕事である。

　

　このステンレス指輪、どのような加工手順で、またどのような工具をつかえばできるのだろうか。

　素材はステンレス鋼ＳＵＳ３０４である。まず、適当なＳＵＳ３０４の丸棒を準備し、最初にリングの内径を加工する。次に写真12のような総形バイトで写真13に仕上げる。バイトだけでは、艶のある表面にならないので、研磨布や研磨材(ピカールのようなもの)を用いて仕上げる。次に突っ切りバイトで切り落とす。ここまでは、誰もが考えられる加工手順である。では、切り落とした面の面取りと仕上げは、どうしたらできるのか。旋盤工の工夫を考えてみて下さい。