機械部品の設計において、「切削加工しやすい形状」にすることは、
製作コストを大幅に下げるための重要なポイントです。
加工しやすい形状は、製作時間の短縮、使用工具の簡素化、
段取りの削減など、あらゆる面でコストダウンに直結します。
この記事では、切削加工を想定した設計時に
意識したい形状設計の工夫について、
初心者でもわかりやすく解説します。
1.単純な形状にする（直線・円を基本に）
複雑な曲線や不規則な形状は加工に時間がかかるだけでなく、
専用治具や特殊な工具が必要になることもあります。
できるだけ直線的な形状や、円形・円弧といった
基本形状を組み合わせることで、加工が容易になります。
🔍 例)
2.凹凸や段差はできるだけ減らす
小さな段差や窪みは一見目立たなくても、
加工には追加の刃物操作や段取りが必要になります。
意図のない段差や凹みは極力なくすことで、
加工のスムーズさが格段に向上します。
⚠️ 注記)
- 窪みや切欠きは本当に必要か？を再確認
- 面の高さは統一できないか？を考える
3.一方向から加工できる形状にする
部品を工作機械に固定し、上から工具で削る…
というのが切削加工の基本です。
複数の方向から加工が必要な形状は、
都度ワークの向きを変える必要があり、段取りの手間がかかります。
できるだけ1チャッキング（1回の固定）で完了する形状に設計すると、
加工工数を減らせます。
複数の面にまたがる加工が必要だと、
機械への再セットが増え、コストが上がります。
✅ 工夫の例
4.深い溝や穴は避ける
深い穴や溝は、専用工具の使用や複数回の送り操作が必要になるため、コストが増えます。
必要であっても、できるだけ浅く短くする工夫が重要です。
📌 推奨
- 穴の深さは最大でも工具径の3〜4倍に抑える
- 溝は幅広にして、一般的なエンドミルで加工できるように
5.C面取りとRの使い分けを意識する
角部の処理には「C面取り」と「R加工」の2種類がありますが、
これらは目的や加工方法が異なります。
C面取りは斜め45°に削る処理で、
R加工は曲線で丸める処理です。
どちらもバリ取りや安全性向上に効果的ですが、
加工コストや仕上がりに違いが出ます。
🔍 使い分けの例
6.突出が少ない形状にする
突起部分は加工中の振動や変形の原因になり、
精度が出にくくなるだけでなく、加工時間も増えます。
必要以上に高いリブや細長い突起は控えるのが基本です。
🚫 注意点
7.肉抜きや中空形状はバランスよく
軽量化のために肉抜きを行う場合でも、
形状が複雑すぎると加工費がかさみます。
また、残された部分が細くなると、
加工中に変形するリスクも増えます。
✅ コツ
- シンプルな丸穴や四角形で肉抜きを行う
- 肉抜き位置を対象配置してバランスを保つ
8.対称形状にする
左右対称、前後対称といった対称性のある形状は加工・組立・検査すべてにおいて効率的です。
特に部品の向きがわかりにくい場合、対称性は組立ミスの防止にもつながります。
✅ メリット
まとめ：形状を工夫するだけで加工コストは大きく変わる！
初心者の方でも、今回紹介したような形状の工夫を少し意識するだけで、
製作コストや加工トラブルを大きく減らすことができます。
図面を描く前に、
「この形状は加工しやすいか？」
「無駄な段差や穴はないか？」
といった視点で見直してみましょう。
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