Machining and Metalworking (Practical Level 2)

機械加工きかいかこう・金属加工きんぞくかこう（実務じつむ）

Industrial Manufacturing (SSW 2) · 製造分野（2号） · Written by Tokutei Pass based on the official study texts; not copied verbatim.

切削速度せっさくそくど・回転速度かいてんそくどの計算けいさんと旋盤せんばん・フライス盤加工ばんかこう

Cutting Speed and Spindle Speed Calculations, Lathe and Milling Operations

切削速度せっさくそくど $V$（m/min）、直径ちょっけい $D$（mm）、主軸回転速度しゅじくかいてんそくど $N$（min$^{-1}$）の関係かんけいは $V = \frac{\pi D N}{1000}$ であり、$N = \frac{1000 V}{\pi D}$ で求もとめます。

Cutting speed $V\text{ (m/min)}$, diameter $D\text{ (mm)}$, and spindle speed $N\text{ (min}^{-1}\text{)}$ are related by $V = \frac{\pi D N}{1000}$, or $N = \frac{1000 V}{\pi D}$.

旋盤せんばんでは、円筒工作物えんとうこうさくぶつに3つ爪つめスクロールチャック、偏心へんしんや角材かくざいに4つ爪単動つめたんどうチャック、細長ほそながい軸じくのたわみ防止ぼうしに心押台しんおしだいのセンタを使つかい、チャックハンドルは手てを離はなす前まえに必かならず抜ぬきます。

On a lathe, use a 3-jaw scroll chuck for round stock, a 4-jaw independent chuck for square/eccentric work, and a tailstock center for long slender shafts; always remove the chuck wrench immediately.

バイトの刃先高はさきたかさは工作物こうさくぶつの回転中心かいてんちゅうしん（心高しんたかさ）に一致いっちさせ、びびり振動しんどうを防ふせぐためバイトの突つき出だし長ながさはできるだけ短みじかくします。

Set the cutting tool tip exactly at the workpiece centerline height, and keep tool overhang as short as possible to prevent chatter vibration.

フライス盤ばんの「上向うわむき削けずり（アップカット）」は刃はの回転かいてんとテーブル送おくりが逆向ぎゃくむきでバックラッシュの影響えいきょうを受うけにくく、NC機械きかいの優位ゆういな「下向したむき削けずり（ダウンカット）」は工具寿命こうぐじゅみょうと仕上しあげ面めんに優すぐれます。

In milling, 'up-milling' (conventional milling) feeds against cutter rotation to avoid backlash, whereas 'down-milling' (climb milling) on CNC machines improves tool life and surface finish.

Cutting Speed and Spindle Speed Calculations, Lathe and Milling Operations

Key points

【○正ただしい】直径ちょっけい50mmの丸棒まるぼうを毎分まいふん1000回転かいてんで旋削せんさくするとき（$\pi = 3.14$）、切削速度せっさくそくどは $V = 3.14 \times 50 \times 1000 \div 1000 = 157\text{ m/min}$ である。
(○ True) Turning a 50 mm diameter bar at 1000 rpm ($\pi = 3.14$) gives a cutting speed of $V = 3.14 \times 50 \times 1000 \div 1000 = 157\text{ m/min}$.
【○正ただしい】バイトの刃先はさきは中心高ちゅうしんたかさに合あわせて突つき出だしを短みじかくし、チャックハンドルは挿さしたまま手てを離はなさない。
(○ True) Align the lathe tool tip with the centerline, minimize tool overhang, and never leave the chuck key in the chuck.
【×誤あやまり】びびり振動しんどうを抑おさえるためにバイトの突つき出だしをできるだけ長ながくするというのは誤あやまり（剛性ごうせいが下さがり激はげしく振動しんどうする）。
(× False) Saying you should extend tool overhang as long as possible to suppress chatter vibration is FALSE (long overhang reduces rigidity and worsens chatter).

Word	Meaning
切削速度せっさくそくど	cutting speed
心押台しんおしだい	tailstock
構成刃先こうせいはさき	built-up edge
上向うわむき削けずり	up-milling (conventional milling)
下向したむき削けずり	down-milling (climb milling)

NCプログラム（Gコード・Mコード・座標系ざひょうけい）・穴加工あなかこうと研削盤作業けんさくばんさぎょう

NC Programming (G-Codes, M-Codes, Coordinates), Hole Machining, and Grinding

NCプログラムのGコードでは、G00が位置決いちぎめ（早送はやおくり）、G01が直線補間ちょくせんほかん（切削送せっさくおくり）、G02が時計回とけいまわり円えんの補間ほかん、G03が反時計回はんとけいまわり円えんの補間ほかんです。

In NC G-codes: G00 is rapid positioning, G01 is linear interpolation (cutting feed), G02 is clockwise circular interpolation, and G03 is counterclockwise circular interpolation.

MコードではM03が主軸正転しゅじくせいてん、M05が主軸停止しゅじくていし、M06が工具交換こうぐこうかん、M08が切削油吐出せっさくゆとしゅつであり、絶対座標指令ぜったいざひょうしれい（G90）と増分指令ぞうぶんしれい（G91）や工具補正こうぐほせいを管理かんりします。

In M-codes: M03 starts spindle forward, M05 stops the spindle, M06 changes tools, and M08 turns coolant on; programs also manage absolute (G90) vs. incremental (G91) coordinates and tool offsets.

高精度こうせいどな穴あなは「センタ穴あな→ドリル下穴したあな→リーマ仕上しあげ」の順じゅんで加工かこうし、M10×1.5のタップ下穴径したあなけいは「呼よび径けい－ピッチ＝10－1.5＝8.5mm」とします（深ふかい穴あなはステップフィードで切きりくずを出だす）。

High-precision holes are machined in the order 'center drill -> twist drill -> reamer'; the tap drill diameter for M10×1.5 is '10 - 1.5 = 8.5 mm' (deep holes use peck drilling to clear chips).

研削砥石けんさくといしは取付前とりつけまえに木きづち等とうで打音検査だおんけんさを行おこない、交換後こうかんごは「3分間以上ぷんかんいじょう」、毎日まいにちの作業開始前さぎょうかいしまえは「1分間以上ぷんかんいじょう」試運転しうんてんし、目詰めづまりにはドレッシング（目立めたて）を行おこないます。

Perform a sound (ring) test before mounting a grinding wheel, run a trial operation for '3 minutes or more' after wheel replacement and '1 minute or more' before daily work, and dress glazed/loaded wheels.

Key points

【○正ただしい】NCコードでG00は早送はやおくり位置決いちぎめ、G01は直線補間ちょくせんほかん（切削送せっさくおくり）であり、M10×1.5のタップ下穴径したあなけいは約やく8.5mmである。
(○ True) In NC codes, G00 is rapid positioning, G01 is linear cutting feed, and the tap drill diameter for M10×1.5 is about 8.5 mm.
【○正ただしい】研削砥石交換後けんさくといしこうかんごは「3分間以上ぷんかんいじょう」、毎日まいにちの作業開始前さぎょうかいしまえは「1分間以上ぷんかんいじょう」の試運転しうんてんを行おこない、砥石といしの目立めたて・形直かたちなおしにはドレッシング（ツルーイング）を行おこなう。
(○ True) Run a grinding wheel trial for '3 minutes or more' after replacement and '1 minute or more' before daily work, and restore wheel sharpness/form by dressing and truing.
【×誤あやまり】G00（早送はやおくり）で工作物こうさくぶつをそのまま切削加工せっさくかこうしたり、リーマを通とおした後あとにドリルで穴あなを仕上しあげるのは誤あやまり。
(× False) Cutting into the workpiece using rapid traverse G00, or reaming a hole before drilling it, is FALSE.

Word	Meaning
直線補間ちょくせんほかん（G01）	linear interpolation (G01)
リーマ加工かこう	reaming
タップ下穴径したあなけい	tap drill diameter
打音検査だおんけんさ	ring (sound) test
ドレッシング	wheel dressing

プレス加工かこう・板金成形ばんきんせいけい（クリアランス・スプリングバック・深絞ふかしぼり）と溶接ようせつ・鋳造ちゅうぞう

Press Working and Sheet Metal Forming (Clearance, Springback, Deep Drawing), Welding, and Casting

プレスせん断加工だんかこう（打抜うちぬき）では、パンチとダイの隙間すきま（クリアランス）が狭せますぎると二次にじせん断だんや工具摩耗こうぐまもうが増ふえ、広ひろすぎるとだれや大おおきなバリが出でます（順送型じゅんそうがたは複数工程ふくすうこうていを順次加工じゅんじかこうします）。

In press blanking/piercing, excessive die clearance causes large rollover and burrs, while insufficient clearance causes secondary shear and rapid tool wear (progressive dies perform multiple stations sequentially).

曲まげ加工後かこうごに除荷じょかすると弾性回復だんせいかいふくで角度かくどが戻もどる「スプリングバック」が起おき、深絞ふかしぼり加工かこうではしわ押おさえ力りょくが不足ふそくするとフランジしわ、強つよすぎると底抜そこぬけ（破断はだん）が起おきます。

After sheet metal bending, elastic recovery causes angle return called 'springback'; in deep drawing, insufficient blank-holder force causes flange wrinkling, while excessive force tears the cup wall.

ガスシールドアーク溶接ようせつでは、風かぜでシールドガスが飛とぶとブローホール（気孔きこう）が出でやすく、電流過大でんりゅうかだいではアンダーカット、電流不足でんりゅうぶそくではオーバーラップや融合不良ゆうごうふりょうが生しょうじます。

In gas-shielded arc welding, wind blowing away shielding gas causes blowholes (porosity), excessive current causes undercut, and insufficient current causes overlap or lack of fusion.

鋳造ちゅうぞうでは凝固収縮ぎょうこしゅうしゅくによる「引ひけ巣す」を防ふせぐため押湯おしゆを設もうけ（模型もけいには収縮分しゅうしゅくぶんを見込みこんだ「伸のび尺じゃく」と「抜ぬき勾配こうばい」を付つける）、ダイカストは溶湯ようとうを金型かながたへ高速こうそく・高圧射出こうあつしゃしゅつして量産りょうさんします。

In casting, risers feed molten metal to prevent shrinkage cavities (patterns include shrinkage allowance and draft angle), while die casting injects molten metal into steel dies at high speed and pressure.

Key points

【○正ただしい】曲まげ加工後かこうごの角度戻かくどもどりを「スプリングバック」といい、深絞ふかしぼりでしわ押おさえ力りょくが弱よわすぎるとフランジしわ、強つよすぎると破断はだんが起おきる。
(○ True) Elastic angle recovery after bending is called 'springback', and improper blank-holder force in deep drawing causes wrinkling (too low) or tearing (too high).
【○正ただしい】溶接部ようせつぶのシールドガス不足ぶそくは「ブローホール」、鋳造ちゅうぞうの凝固収縮ぎょうこしゅうしゅくによる空洞くうどうは「引ひけ巣す」（押湯おしゆで防止ぼうし）の原因げんいんになる。
(○ True) Loss of shielding gas in welding causes 'blowholes', and solidification shrinkage in casting causes 'shrinkage cavities' (prevented by risers).
【×誤あやまり】ガスシールドアーク溶接ようせつでブローホールを防ふせぐために大型扇風機おおがたせんぷうきでアーク部ぶに強風きょうふうを当あてるというのは誤あやまり（シールドガスが飛とんで欠陥けっかんが増ふえる）。
(× False) Blowing strong fan wind directly at the weld arc during gas-shielded welding to prevent blowholes is FALSE (wind disperses shielding gas and causes porosity).

Word	Meaning
クリアランス	die clearance
スプリングバック	springback
ブローホール	blowhole (porosity)
アンダーカット	undercut
引ひけ巣す	shrinkage cavity

熱処理ねつしょり（焼入やきいれ・焼戻やきもどし・焼やきなまし・浸炭しんたん）・材料記号ざいりょうきごうと材料試験ざいりょうしけん

Heat Treatment (Quenching, Tempering, Annealing, Carburizing), JIS Materials, and Mechanical Testing

鋼はがねを高温加熱こうおんかねつして急冷きゅうれいする「焼入やきいれ」で硬かたくした後あとは、もろさを減へらして粘ねばり強づよさ（じん性せい）を与あたえるため必かならず「焼戻やきもどし」をセットで行おこないます。

After hardening steel by 'quenching' (heating and rapid cooling), always perform 'tempering' (reheating to a moderate temperature) to reduce brittleness and impart toughness.

内部応力ないぶおうりょくを除のぞいて軟やわらかく削けずりやすくする「焼やきなまし」、結晶組織けっしょうそしきを均一化きんいつかする「焼やきならし」、表面ひょうめんだけ炭素たんそをしみ込こませて硬かたくする「浸炭焼入しんたんやきいれ」や「高周波焼入こうしゅうはやきいれ」を使つかい分わけます。

'Annealing' furnace-cools steel to soften it for machining, 'normalizing' refines grain structure, and 'carburizing' or 'induction hardening' hardens only the outer surface while keeping a tough core.

JIS材料記号ざいりょうきごうでは、S45Cが炭素量たんそりょう約やく0.45%の機械構造用炭素鋼きかいこうぞうようたんそこう、SUS304がオーステナイト系けいステンレス鋼こう（非磁性ひじせい）、FC200がねずみ鋳鉄ちゅうてつ、FCDが球状黒鉛鋳鉄きゅうじょうこくえんちゅうてつです。

In JIS material codes: S45C is machine structural carbon steel with ~0.45% C, SUS304 is austenitic stainless steel (non-magnetic), FC200 is gray cast iron, and FCD is ductile cast iron.

機械的性質きかいてきせいしつの検査けんさでは、引張強ひっぱりつよさや伸のびを測はかる「引張試験ひっぱりしけん」、圧子あっしを押おし込こむ「硬かたさ試験しけん（ビッカースHV・ロックウェルHRC・ブリネルHBW）」、粘ねばり強づよさを測はかる「シャルピー衝撃試験しょうげきしけん」、繰返くりかえし応力おうりょくによる「疲労破壊ひろうはかい」を把握はあくします。

Mechanical testing includes 'tensile testing' (strength and elongation), 'hardness testing' (Vickers HV, Rockwell HRC, Brinell HBW), 'Charpy impact testing' (toughness), and evaluating 'fatigue fracture' under cyclic stress.

Key points

【○正ただしい】焼入やきいれで硬かたくした鋼はがねはもろいため、粘ねばり強づよさを与あたえる「焼戻やきもどし」と組くみ合あわせて行おこなう。
(○ True) Quenched steel is hard but brittle, so it is always paired with 'tempering' to restore toughness.
【○正ただしい】S45Cは炭素量たんそりょう約やく0.45%の機械構造用炭素鋼きかいこうぞうようたんそこうであり、ビッカース（HV）・ロックウェル（HRC）は「硬かたさ試験しけん」、シャルピーは「衝撃試験しょうげきしけん」である。
(○ True) S45C is machine structural carbon steel (~0.45% C); Vickers (HV) and Rockwell (HRC) are hardness tests, and the Charpy test is an impact test.
【×誤あやまり】「焼やきなまし」を鋼はがねを水中急冷すいちゅうきゅうれいして最もっとも硬かたくする処理しょりというのは誤あやまり（炉冷ろれいで軟やわらかくする処理しょり）。
(× False) Defining 'annealing' as rapid water quenching to achieve maximum hardness is FALSE (annealing cools slowly in a furnace to soften steel).

Word	Meaning
焼入やきいれ・焼戻やきもどし	quenching and tempering
焼やきなまし	annealing
浸炭焼入しんたんやきいれ	carburizing and quenching
機械構造用炭素鋼きかいこうぞうようたんそこう（S45C）	machine structural carbon steel (S45C)
シャルピー衝撃試験しょうげきしけん	Charpy impact test

Machining and Machine Maintenance (Advanced)

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Official references

製造分野特定技能2号評価試験（経済産業省・JAIM） — https://www.jaim-skill.or.jp/exam/about-ssw2/
製造分野特定技能評価試験試験基準（別紙） — https://www.jaim-skill.or.jp/assets/files/exam/top/exam_criteria.pdf