

旋盤(/ leɪð /)は、工作物を回転軸を中心に回転させ、切削、研磨、ローレット加工、穴あけ、変形、正面加工、ねじ切り、旋削などのさまざまな加工を行う工作機械です。工作物には工具が適用され、その軸を中心に対称な物体が作成されます。[ 1 ]
旋盤は、 木工旋削、金属加工、金属スピニング、溶射、再生、ガラス加工に使用されます。旋盤は陶器の成形にも使用でき、最もよく知られているのはろくろです。適切な装備を備えたほとんどの金属加工旋盤は、回転体、平面、ねじ山、らせん状の形状のほとんどを製作できます。装飾旋盤は、より複雑な三次元形状を製作できます。ワークピースは通常、1つまたは2つのセンターで固定され、そのうち少なくとも1つは、ワークピースの長さの変化に対応するために水平方向に移動できます。その他のワーク保持方法としては、チャックまたはコレットを使用してワークを回転軸の周りにクランプする方法、またはクランプまたはドッグクラッチを使用してフェースプレートに取り付ける方法があります。特殊な旋盤フライス治具を備えた旋盤は、フライス加工を完了するために使用できます。[ 2 ]
旋盤で製作できるものの例としては、ねじ、燭台、銃身、ビリヤードのキュー、テーブルの脚、ボウル、野球のバット、ペン、楽器(特に木管楽器)、クランクシャフトなどがあります。

旋盤は古代の道具である。旋盤の最古の証拠は、紀元前4世紀のエジプトのペトシリスの墓に描かれたものである。また、紀元前13世紀または14世紀に遡るミケーネ文明のギリシャ遺跡で旋盤加工された工芸品の痕跡がわずかに残っている。[ 3 ]
紀元前6世紀から旋盤加工された工芸品の明確な証拠が発見されている。北イタリアのエトルリア人の墓から出土した木製の鉢の破片や、現代のトルコから出土した装飾的な旋盤加工の縁を持つ平たい木製の皿2枚などである。[ 3 ]
紀元前400年頃の中国の戦国時代には、古代中国人は回転旋盤を使って道具や武器を工業規模で研磨していた。[ 4 ]
旋盤を描いた最古の絵画は、紀元前4世紀の古代エジプトに遡る。[ 3 ] [ 5 ]プリニウスは後に、博物誌(第30巻、第44章)で、軟石を旋盤で加工することについて記述している。

精密金属切削旋盤は、産業革命に至るまでの過程で自然発生的に開発され、多くの発明家が貢献した。それらは、当時の機械製品の製造に不可欠であった。精密旋盤の発明者については、文献上で多くの主張がなされている。[ 6 ]: 64
ある教授は、相反する主張を指摘し、この物語を「英雄的な発明家」として扱うことに警鐘を鳴らしている。教授によれば、精密技術は多くの要素から成り立っており、その進歩は必然的に重なり合い、精密という言葉が当てはまる様々な分野の間には多くの曖昧な境界線が存在し、そして初期の頃は、3世紀にわたる混乱の絶え間ない進展を経て着実に進化してきた現象であったことを認める方がはるかに良いという。言い換えれば、この物語は、その主題よりもはるかに曖昧なものなのである。
初期の例としては、1718年にロシアの技術者アンドレイ・ナルトフが機械式の切削工具支持台車と歯車セットを備えたバージョンや、1717年のフランス百科全書に掲載されたスライドレストを備えたバージョンなどがある。スライドレストは、切削工具の動きを制限して正確な円筒面や円錐面を生成するため、特に重要な開発であった。これは、工具を自由に操作する以前の旋盤とは異なっていた。[ 8 ]

1770年代までに、精密旋盤は実用的かつ広く知られるようになった。スライドレストは1772年版の百科事典に明確に示されており、同年にはヤン・フェルブルッヘンによって馬力で動く大砲穴あけ旋盤がイングランドのウーリッジにある王立兵器廠に設置された。フェルブルッヘンの旋盤で穴あけされた大砲は、それ以前のものよりも頑丈で精度が高く、アメリカ独立戦争で使用された。旋盤のその後の多くの改良を発明したヘンリー・モーズレーは、ウーリッジのフェルブルッヘンの工房で徒弟として働いていた。[ 9 ]
産業革命期には、水車や蒸気機関によって生成された機械動力がラインシャフトを介して旋盤に伝達され、より速く、より容易な作業が可能になった。金属加工旋盤は、より厚く、より剛性の高い部品を備えた、より重い機械へと進化した。19世紀後半から20世紀半ばにかけて、各旋盤の動力源としてラインシャフトに代わって個別の電気モーターが使用されるようになった。1950年代以降、サーボ機構が数値制御を介して旋盤やその他の工作機械の制御に適用されるようになり、多くの場合、コンピュータと組み合わされてコンピュータ数値制御(CNC)が実現した。今日では、手動制御旋盤とCNC旋盤が製造業で共存している。[ 10 ]
最も一般的な設計は、万能旋盤または平行旋盤として知られています。その他の一般的な設計には、正面旋盤、垂直旋盤などがあります。
旋盤には脚が付いている場合と付いていない場合があり、脚は床に接して旋盤の作業台を作業高さまで持ち上げます。小型の旋盤は作業台やテーブルの上に置くことができ、スタンドは必要ありません。
ほとんどすべての旋盤にはベッドがあり、それはほぼ常に水平の梁ですが、CNC旋盤では、切削屑がベッドから確実に落下するように、傾斜または垂直の梁がベッドとして使用されるのが一般的です。大型のボウルを旋削することに特化した木工旋盤には、ベッドや心押し台がなく、独立した主軸台と片持ち式の工具レストのみを備えていることがよくあります。
ベッドの一端(オペレーターが旋盤に向かって立つと、ほぼ常に左側)には主軸台があります。主軸台には高精度の回転ベアリングが内蔵されています。ベアリング内で回転するのは、ベッドと平行な軸を持つ水平軸で、これをスピンドルと呼びます。スピンドルは中空であることが多く、スピンドル先端(つまり、右側/ベッド側)には内側にモールステーパがあり、これによってワーク保持用アクセサリをスピンドルに取り付けることができます。スピンドルには、左端にワーク保持用の機構があり、特定の作業用の他の工具機構を備えている場合もあります。(つまり、メインベッドから離れた側)端、または外側端にハンドルやその他のアクセサリ機構を備えている場合もあります。スピンドルは動力で駆動され、ワークピースに動きを与えます。
スピンドルは、足踏みペダルとフライホイールによる足力、または電動モーターやオーバーヘッドラインシャフトなどの動力源からのベルトまたはギア駆動によって駆動されます。ほとんどの最新の旋盤では、この動力源は一体型の電動モーターであり、多くの場合、主軸台内、主軸台の左側、または主軸台の下、スタンド内に隠されています。[ 10 ]
主軸とそのベアリングに加えて、主軸台にはモーターの回転速度を様々な主軸回転速度に変換する部品が組み込まれていることが多い。この変換を実現する速度変更機構には、円錐プーリーや段付きプーリー、バックギア付き円錐プーリー(実質的には低速ギアで、トラックの2速リアギアに似た効果を持つ)、さらには自動車のマニュアルシフトトランスミッションと同様のギアトレイン全体など、様々な種類がある。一部のモーターには電子式レオスタット型の速度制御機能があり、円錐プーリーやギアは不要となる。
主軸台の対となるのが心押し台で、ベッド上の任意の都合の良い位置にスライドさせて配置できるため、ルーズヘッドと呼ばれることもあります。心押し台にはバレルがあり、回転はしませんが、ベッドの軸と平行に、主軸台スピンドルと一直線にスライドして出し入れできます。バレルは中空で、通常はテーパーが付いており、さまざまな種類の工具を掴みやすくなっています。最も一般的な用途は、旋削加工中に細長いシャフトを支えるために使用される焼き入れ鋼センターを保持すること、またはワークピースに軸方向の穴を開けるためのドリルビットを保持することです。他にも多くの用途があります。[ 11 ]
金属加工旋盤は、キャリッジ(サドルとエプロンで構成)の上にクロススライドと呼ばれる平らな板が載っています。この板はベッドに対して横向きに配置され、ベッドに対して直角に回転させることができます。クロススライドの上には通常、コンパウンドレストと呼ばれる別のスライドがあり、回転軸と直線軸の2つの追加的な運動軸を提供します。その上にはツールポストがあり、切削工具が取り付けられ、ワークピースから材料を除去します。クロススライドをベッドに沿って移動させるためのリードスクリューがある場合とない場合があります。
木工旋盤や金属スピニング旋盤にはクロススライドはなく、代わりにベッド上に横向きに置かれた平らな板であるバンジョーが用いられます。バンジョーの位置は手動で調整でき、ギア機構は使用されていません。バンジョーから垂直に伸びているのがツールポストで、その最上部には水平のツールレストがあります。木工旋盤では、手工具をツールレストに固定し、てこの原理でワークピースに押し込みます。金属スピニング旋盤では、ツールレストから垂直に伸びるもう一方のピンが支点となり、工具をワークピースに押し込むためのてこの原理を利用します。

加工対象物にスピンドルの内側のテーパーと完全に一致するテーパーが加工されている場合、または加工対象物のねじ山がスピンドルの外側のねじ山と完全に一致する場合(この2つの条件はめったに存在しない)を除き、加工対象物をスピンドルに取り付けるにはアクセサリを使用する必要があります。
加工対象物は、スピンドルに取り付ける大型の平らな円盤状のフェースプレートにボルトまたはねじで固定することができる。あるいは、フェースプレートドッグを使用して加工対象物をフェースプレートに固定することもできる。
加工対象物はマンドレルに取り付けるか、円形の加工対象物を3爪または4爪チャックに固定することができます。不規則な形状の加工対象物には、通常4爪(独立して動く爪)チャックが使用されます。これらの保持装置は旋盤の主軸に直接取り付けられます。
精密加工や一部の反復加工では、円筒形のワークピースは通常、スピンドルに挿入されたコレットに保持され、ドローバーまたはスピンドル上のコレット閉鎖キャップによって固定されます。適切なコレットを使用すれば、正方形または六角形のワークピースを取り付けることもできます。精密工具製作では、このようなコレットは通常、ドローイン式が用いられます。ドローイン式では、コレットを締め付けるとワークピースがヘッドストック内にわずかに後退しますが、ほとんどの反復加工では、デッドレングス式が好まれます。デッドレングス式では、コレットを締め付けてもワークピースの位置がずれることがないためです。
柔らかい加工物(例えば木材)は、主軸台のスパー駆動部を使用することで、センター間に挟み込むことができる。このスパー駆動部は木材に食い込み、トルクを与える。

主軸台スピンドルでは、ワークがセンターと共に回転するため、軟質デッドセンターが使用されます。センターは軟質であるため、使用前にその場で真円度を調整できます。挟角は 60° です。従来、心押し台では、ワークピースを支えるために、適切な潤滑剤とともに硬質デッドセンターが使用されていました。現代の加工では、デッドセンターは、ワークピースと共に自由に回転するランニングセンターまたはライブセンターに置き換えられることが多く、通常はボールベアリングで回転するため、摩擦熱が低減され、特に高速加工時に重要となります。長い材料をクリアフェーシングする場合は、両端で支持する必要があります。これは、移動式または固定式の振れ止めを使用することで実現できます。振れ止めが利用できない場合は、加工中の端面をデッド(固定)ハーフセンターで支持することができます。ハーフセンターは、先端の直径の半分の幅の広い部分に平らな面が加工されています。同心性を確保するために、デッドセンターの先端の小さな部分が残されています。この接触点に潤滑剤を塗布し、心押し台の圧力を下げる必要があります。旋盤キャリアまたは旋盤ドッグは、2 つのセンター間で旋削加工を行う際にも使用されることがあります。[ 12 ]
木工旋盤加工において、回転センターの一種としてカップセンターと呼ばれるものがある。これは、金属製の円錐形部分を金属製の環状リングで囲んだもので、加工対象物が割れる可能性を低減する。
スピンドルに取り付けられた、外周に等間隔の穴が開いた円形の金属板は「インデックスプレート」と呼ばれます。インデックスプレートを使用することで、スピンドルを正確な角度に回転させ、その位置で固定することができ、加工対象物に対する補助的な作業を繰り返し行う際に役立ちます。
テーパー旋削アタッチメント、ローレット加工工具、垂直スライド、固定式および移動式振れ止めなどのその他の付属品は、旋盤の汎用性と実行可能な作業範囲を向上させます。
工作物が主軸台と心押し台の間に固定されている状態を「センター間」にあると言います。工作物が両端で支えられていると安定性が増し、工作物が外れる心配なく、回転軸に対して直角方向に工具を用いてより大きな力を加えることができます。
加工対象物が主軸側のスピンドルにのみ固定されている場合、その加工は「正面加工」と呼ばれます。このように加工対象物が支持されている場合、加工対象物が剥がれてしまう恐れがあるため、回転軸に対して直角方向に工具で加える力は小さくする必要があります。したがって、ほとんどの加工は主軸方向、または直角方向に、かつ優しく行う必要があります。
加工対象物を特定の回転軸に固定して加工した後、別の回転軸に固定し直す加工方法を「偏心旋削」または「多軸旋削」と呼びます。この加工方法により、加工対象物の様々な断面は回転対称になりますが、全体としては回転対称になりません。この技術は、カムシャフトや様々な種類の椅子の脚などの加工に用いられます。
旋盤は通常、加工できるワークのサイズによって「サイズ」が決まります。通常、大きなワークは、主軸台のチャックまたはその他の駆動装置と心押し台のセンターを使用して両端で保持されます。加工できるワークのサイズを最大にするには、センター間を旋削することで、ワークを主軸台にできるだけ近づけることができ、心押し台のベースがベッドの端と一直線になったときに旋盤で加工できる最長のワークが決まります。センター間の距離は、旋盤が公式に保持できるワークの最大長さを示します。心押し台がベッドの端からはみ出せば、少し長いワークも加工できますが、これは推奨されません。延長ベッドまたはより大きなベッドを購入するのが賢明な選択肢です。
工作物のもう 1 つの寸法は、中心からどれだけずれることができるかです。これは「スイング」として知られています (「旋盤のヘッド中心からベッドまたはウェイ、またはレストまでの距離。スイングは、旋盤で旋削できる物体の直径サイズを決定します。これより大きいとベッドに干渉します。この制限はベッドのスイングと呼ばれます。レストのスイングは、ベッド上にあるレストの上で回転するサイズです。」) [ 13 ]工作物が取り付けられている中心から「スイング」するという考え方から来ています。これは、不規則な形状の工作物ではより理にかなっていますが、旋盤は円筒形の工作物に使用されることが最も多いため、旋盤が保持できる工作物の最大直径を知っておくと便利です。これは、スイング (またはベッドからの中心の高さ) の値を 2 倍した値です。米国では何らかの理由でスイングが直径であると想定されていますが、これは間違いです。寸法を明確にするためには、「ベッド上の中心高さ」と表記するのが適切です。旋盤の各部品によって加工能力が低下するため、「クロススライド上の旋回径」などの寸法表記や、その他の部品名が記載されている場合があります。

最小の旋盤は「宝石職人用旋盤」または「時計職人用旋盤」と呼ばれ、片手で持てるほど小さいことが多いものの、通常は作業台に固定されます。[ 14 ]精密切削用に作られた、さらに小型のミニ旋盤も稀にあります。 [ 15 ]宝石職人用旋盤で加工されるワークピースは金属であることが多いですが、他のより柔らかい材料も加工できます。宝石職人用旋盤は、手持ちの「彫刻刀」または旋盤ベッドに取り付けられ、工具を所定の位置に固定してネジまたはレバー送りで移動できる「複合台」で使用できます。彫刻刀は通常、クロススライドや複合台に固定されず、T 台で支えられます。ワークは通常コレットで保持されますが、高精度の 3 爪および 6 爪チャックもよく使用されます。一般的なスピンドル穴のサイズは 6 mm、8 mm、および 10 mm です。 WW という用語は、マサチューセッツ州ウォルサムの American Watch Tool Company が発明した Webster/Whitcomb コレットと旋盤を指します。一般的に時計職人用旋盤と呼ばれる旋盤のほとんどはこの設計です。1909 年、American Watch Tool 社は、同じ基本設計の旋盤、Webster/Whitcomb Magnus を使用して Magnus タイプのコレット (10 mm ボディサイズのコレット) を導入しました。(FWDerbyshire, Inc. は Webster/Whitcomb と Magnus の商標を保持し、これらのコレットを今でも製造しています。[ 16 ] ) 2 つのベッドパターンが一般的です。WW (Webster Whitcomb) ベッドは、切頭三角柱 (8 mm および 10 mm の時計職人用旋盤にのみ見られます) であり、コンチネンタル D スタイルのバーベッド (Lorch や Star などの企業が 6 mm および 8 mm 旋盤の両方で使用) です。他にも様々なベッド形状が用いられており、例えばBoley社の6.5mm旋盤の一部では三角柱状のベッドが、IME社の8mm旋盤ではV字型のベッドが採用されている。
宝石加工用旋盤よりも大きく、ベンチやテーブルの上に置ける小型の金属加工用旋盤で、工具ホルダーやねじ切りギアトレインなどの機能を備えているものは、ホビー旋盤と呼ばれ、より大型のものは「ベンチ旋盤」と呼ばれます。この用語は、工具職人が一点ものの作業に使用する特殊な高精度旋盤にも一般的に適用されます。[ 17 ]個々の部品の製造や修正に同様の機能を備えたさらに大型の旋盤は、「エンジン旋盤」と呼ばれます。これらのタイプの旋盤には、反復生産のための追加の統合機能は備わっておらず、むしろ個々の部品の製造や修正が主な役割として使用されます。
大量生産向けに設計されたこのサイズの旋盤は、エンジン旋盤や卓上旋盤のような汎用性の高いねじ切り機能を備えていないため、「二次加工用」旋盤と呼ばれます。
主軸の穴径が非常に大きく、主軸の両端にチャックが付いている旋盤は、「油田用旋盤」と呼ばれます。
カムと歯車列を用いて制御された動きを実現する全自動旋盤は、ねじ切り盤と呼ばれます。
コンピュータで制御される旋盤はCNC旋盤と呼ばれます。
主軸が水平ではなく垂直に取り付けられている旋盤は、立旋盤または立中ぐり盤と呼ばれます。これらは、非常に大きな直径の加工が必要で、かつ加工対象物の長さが(比較的)それほど長くない場合に使用されます。
垂直軸を中心に回転できるツールポストを備え、異なるツールを主軸台(および工作物)に向けて配置できる旋盤は、タレット旋盤である。[ 18 ]
装飾旋削加工を可能にするために、インデックスプレート、プロファイルカッター、スパイラルガイドまたはヘリカルガイドなどを備えた旋盤は、装飾旋盤である。
さまざまな組み合わせが可能です。例えば、立旋盤にCNC機能を持たせることもできます(CNC立旋盤など)。


木工旋盤は、陶芸用ろくろを除けば最も古い種類の旋盤です。他のすべての種類の旋盤は、これらのシンプルな旋盤から派生したものです。材料と作業者の間には、調整可能な水平の金属レールであるツールレストがあり、通常は手持ちの成形工具の位置を調整します。成形後、回転している対象物にサンドペーパーを押し当てて滑らせ、金属成形工具で作られた表面を滑らかにするのが一般的です。作業者の手がツールレストと回転する木材の間にあると危険な場合があるため、研磨中は通常ツールレストは取り外されます。
多くの木工旋盤は、ボウルや皿の製作にも使用できます。ボウルや皿は、旋盤の片側で底面を固定するだけで済みます。通常、主軸に取り付けられた金属製の面板に固定されます。多くの旋盤では、この作業は主軸台の左側で行われます。左側にはレールがないため、より広い作業スペースが確保できます。この構成では、加工物の内側と外側の両方を成形できます。内側を成形する際には、専用の湾曲した工具レストを使用して工具を支えることができます。詳細については、木工旋盤のページをご覧ください。
ほとんどの木工旋盤は毎分200~1,400回転の速度で動作するように設計されており、1,000rpmをわずかに超える速度がほとんどの作業に最適とみなされ、大きなワークピースにはより低い速度が必要となる。[ 19 ]

特殊な旋盤の一種に、複製旋盤またはコピー旋盤があります。その一部は、トーマス・ブランチャードにちなんでブランチャード旋盤として知られています。このタイプの旋盤は、標準パターンと全く同じ形状を作成することができ、発明された1820年代には銃床製造のプロセスに革命をもたらしました。 [ 20 ]
ロシアのエルミタージュ美術館には、アンドレイ・ナルトフが1721年に設計した、装飾旋盤(メダルやギョーシェ模様の製作)用の複写旋盤が展示されている。 [ 21 ] [ 22 ]

鋳造工場用の型を作るのに使用され、多くの場合木材から作られますが、プラスチックから作られることもあります。型製作旋盤は、重厚な木工旋盤に似ており、多くの場合、タレットと、タレットを手動で位置決めするためのリードスクリューまたはラックアンドピニオンを備えています。タレットは、直線を正確に切削するために使用されます。多くの場合、主軸台の反対側に、独立型のツールレストを使用して非常に大きな部品を旋削するための機構が備わっています。大きな部品を旋削するもう1つの方法は、主軸台からスライドして離れることができるスライドベッドを使用することです。これにより、主軸台の前方に大きな部品のための隙間ができます。
金属加工旋盤では、焼き入れされた切削工具を用いてワークピースから金属を除去します。この切削工具は通常、ツールポストまたはタレットといった可動式の固定具に取り付けられており、ハンドルまたはコンピューター制御モーターによってワークピースに押し当てて動かされます。これらの切削工具は、用途に応じてさまざまなサイズと形状があります。一般的な形状としては、ダイヤモンド型、円形、正方形、三角形などがあります。
ツールポストは、様々な平面で工具を正確に位置決めできる送りねじによって駆動されます。ツールポストは、工作物を所望の形状と寸法に加工するために必要な荒削り加工や仕上げ加工、あるいはねじ切り、ウォームギアなどの加工を行うために、手動または自動で駆動できます。切削油は、工作物の冷却、潤滑、および切りくずの除去のために、切削箇所にポンプで送られる場合もあります。一部の旋盤は、部品の大量生産のためにコンピュータ制御で操作されることもあります(「コンピュータ数値制御」を参照)。
手動制御の金属加工旋盤には、主送りねじを駆動するための可変比ギアトレインが一般的に備えられています。これにより、異なるねじピッチを切削することが可能になります。古い旋盤や比較的安価な新型旋盤では、歯数の異なるギアをシャフトに取り付けたり取り外したりすることでギアトレインを変更しますが、より近代的で高価な手動制御旋盤には、レバー操作でよく使用されるギア比を提供するクイックチェンジボックスが備わっています。CNC旋盤は、コンピュータとサーボ機構を使用して動作速度を制御します。
手動制御旋盤では、切削できるねじピッチは、ある意味で送りねじのピッチによって決まります。メートルねじの送りねじを備えた旋盤は、メートルねじ( BAを含む)を容易に切削できますが、インチねじの送りねじを備えた旋盤は、BSWやUTS (UNF、UNC)などのインチ単位のねじを容易に切削できます。この制限は克服できないものではありません。メートルねじとインチねじのピッチを変換するために、転置歯車と呼ばれる127歯の歯車が使用されます。ただし、これはオプションの装置であり、多くの旋盤所有者は所有していません。また、これは他のものよりも大きな交換歯車であり、旋盤によっては、交換歯車取り付けバンジョーが取り付けられるサイズよりも大きい場合があります。
加工対象物は、センターと呼ばれる一対の点の間で支持される場合もあれば、フェースプレートにボルトで固定される場合、あるいはチャックに保持される場合もある。チャックには、加工対象物をしっかりと把持できる可動式の爪がある。
金属加工旋盤を使用すると、材料特性にいくつかの影響が生じます。化学的または物理的な影響は少ないものの、残留応力、微小亀裂、加工硬化、焼き入れ材の焼き戻しなど、多くの機械的な影響があります。
キュー旋盤は、旋削旋盤やスピニング旋盤と同様の機能を持ち、ビリヤードキューに完全に放射対称な切削加工を施すことができます。また、長年使用して摩耗したキューの再仕上げにも使用できます。
ガラス加工旋盤は、他の旋盤と設計は似ていますが、加工対象物の加工方法が大きく異なります。ガラス加工旋盤では、中空のガラス容器を一定温度または可変温度の炎の上でゆっくりと回転させます。炎の発生源は、手持ち式の場合もあれば、旋盤ベッドに沿って移動できるバンジョー/クロススライドに取り付けられている場合もあります。炎は加工対象のガラスを軟化させる役割を果たし、加工対象物の特定部分のガラスが延性を持ち、膨張(「ガラス吹き」)または耐熱工具による変形によって成形できるようになります。このような旋盤は通常、加工対象物を保持するチャックを備えた2つの主軸台があり、両方が同時に回転するように配置されています。ガラス吹きには、主軸台のチャックスピンドルから空気を導入できます。ガラスを変形させる工具とガラスを吹き込む(膨張させる)チューブは、通常、手持ち式です。
ダイヤモンド旋削加工では、コンピューター制御の旋盤にダイヤモンドチップ工具を取り付け、ガラスなどの光学材料に精密な光学面を加工します。従来の光学研削とは異なり、複雑な非球面も容易に加工できます。金属旋削加工の工具スライドに用いられるアリ溝式ガイドウェイの代わりに、ガイドウェイは通常エアベアリング上で浮動し、光学加工に必要な精度を実現するために、工具の位置は光干渉計によって測定されます。加工後のワークピースは、レンズに使用するのに適した滑らかな仕上げ面を得るために、従来の技術による少量の後処理研磨が必要となるのが一般的ですが、複雑なレンズの場合、粗研削時間は大幅に短縮されます。
金属スピニングでは、金属板の円盤を旋盤の主軸に対して垂直に保持し、研磨された先端(スプーン)またはローラーの先端を持つ工具を手で持ち、固定された支柱に手で押し当てて圧力をかけ、回転する金属板を変形させる。
金属スピニング旋盤は、木工旋盤とほぼ同じくらいシンプルな構造です。一般的に、金属スピニングにはマンドレル(通常は木製)が必要で、これは加工対象物を成形するためのテンプレートとして機能します(非対称形状を作ることも可能ですが、非常に高度な技術です)。例えば、板金製のボウルを作るには、ボウルの形をした無垢の木片が必要です。同様に、花瓶を作るには、花瓶の形をした無垢の木片が必要です。
高速・高圧の工業用金型成形技術の登場により、金属スピニングはかつてほど一般的ではなくなったが、金型成形が非経済的な一点ものの試作品や少量生産においては、依然として有効な技術である。
装飾旋盤は、19世紀に工業用ねじ切り旋盤とほぼ同時期に開発されました。実用的なものを作るためではなく、装飾的な加工、すなわち装飾旋削に用いられました。水平および垂直切削フレーム、偏心チャック、楕円チャックなどの付属品を使用することで、様々な成形プロセスによって非常に複雑な形状の立体物を作り出すことができます。
ローズエンジン旋盤と呼ばれる特殊用途旋盤は、装飾旋削、特に貴金属のエンジン旋削にも使用され、例えば懐中時計のケースの装飾などに用いられます。これらの旋盤は、幅広い付属品に加え、マンドレルの正確な回転を可能にする複雑な分割機構を備えているのが一般的です。切削は通常、加工対象物自体を回転させるのではなく、回転するカッターによって行われます。このような加工物の研磨が難しいため、木材や象牙などの加工対象物は通常非常に柔らかく、カッターは非常に鋭利でなければなりません。最高級の装飾旋盤は、一般的に19世紀末頃にホルツァプフェル社が製造したものとされています。
多くの旋盤には、部品を複製するための付属部品を取り付けることができます。元の部品を一方のスピンドルに取り付け、ブランクをもう一方のスピンドルに取り付け、両方が同期して回転することで、アームの一方の端が元の部品を「読み取り」、もう一方の端が複製を「彫り出す」のです。
減速旋盤は、この機能を備えて設計された特殊な旋盤で、パンタグラフに似た機構を組み込んでいます。そのため、アームの「読み取り」側が1インチ(例えば)の寸法を読み取ると、アームの切削側はそれに対応する寸法(例えば4分の1インチ)を作成します(4:1の減速比ですが、適切な機械と適切な設定があれば、任意の減速比が可能です)。
縮尺旋盤はコイン製造に使用され、石膏原型(または石膏原型から作られたエポキシマスター、または石膏原型から作られた銅殻付きマスターなど)を縮尺旋盤で複製して縮小し、マスターダイを生成します。
木材を非常に鋭利な刃に当てて回転させ、連続または半連続のロール状に剥がす旋盤。イマヌエル・ノーベル(より有名なアルフレッド・ノーベルの父)によって発明された。米国で最初の旋盤が設置されたのは19世紀半ば。この製品は木材ベニヤと呼ばれ、合板の製造や、一部のグレードのパーティクルボードの表面化粧材として使用される。
時計職人が使う旋盤は、繊細かつ精密な金属加工用旋盤で、通常はねじ切り機能は備えておらず、テンプ軸の旋削などの作業に今でも時計職人が使用しています。スライドに取り付ける工具よりも、工具台で支える彫刻刀と呼ばれる手持ち工具がよく使われます。元々の時計職人が使う旋盤は、可動式の工具台と2つの独立した主軸台を備えたシンプルな据え置き型旋盤でした。加工物は、通常は馬の毛で作られた弓状のもので、それに巻き付けられて回転しました。
録音旋盤は、音を録音するための溝を表面に刻むために使用されます。これらは、当初はワックスシリンダーに音溝を刻むのに使用され、その後、当初はワックス製であったものの、後に基材にラッカーを塗布した平らな録音ディスクにも使用されるようになりました。当初、切削旋盤は音響録音と呼ばれるプロセスでホーンを通した音の振動によって駆動され、後にマイクロフォンが初めて録音に使用されるようになると電流によって駆動されるようになりました。このような旋盤の多くは業務用モデルでしたが、家庭用録音用に開発されたものもあり、家庭用テープ録音が登場する以前は一般的でした。
旋盤は、さまざまな場所でさまざまな国内および国際規格に従って設計および評価されるため、定義、環境要件、および試験方法が異なる場合があります。供給者と使用者は、特定の取引にどの規格を適用するかを選択できる場合があり、これは旋盤の設計において重要となる可能性があります。米国では、ASME が「コンピュータ数値制御旋盤および旋削センターの性能評価方法」というタイトルの B5.57 規格を開発しており、CNC 旋盤および旋削センターの性能を規定およびテストするための要件と方法を定めています。[ 23 ]
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