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機械工とは、工作機械を操作する熟練した職人または専門家であり、フライス盤、研削盤、旋盤、ボール盤などの工具をセットアップする能力を持つ。
熟練した機械工は一般的に、優れた機械的適性、精密測定機器を正しく使用し設計図を解釈する能力、および機械加工で一般的に使用されるさまざまなツールをうまく使用するために必要な適切なパラメータに関する実務知識を備えています。CNC（コンピュータ数値制御）は、製造における最新の進歩の1つであり、機械工は専用ソフトウェアを使用してプログラム命令（最も一般的なのはGコード）を生成し、それを機械が解釈してさまざまな産業向けの部品を作成します。CNCプログラミングは、数学、速度と送り、機械工具、ワーク保持、および機械加工プロセスにおけるさまざまな材料の応力と熱に対する反応の違いに関する知識を必要とする熟練した職種です。
機械加工業は非常に幅広い分野であり、職場、職務内容、仕事の種類も多岐にわたります。ほとんどの機械工は、精密部品を製造する機械を操作する機械工場や工場で働いています。一般的に、この仕事は高度な技術を要し、部品に求められる厳しい公差と表面仕上げを実現するためには、工具と加工工程に関する幅広い知識が必要です。
多くの機械工は、今日では一般的となっている高度に自動化されたコンピュータ数値制御（ CNC）工作機械を用いて大量生産部品を製造していますが、それでもなお、機械のセットアップや校正には専門家が必要です。一方、より専門的な機械工は、試作品製作、修理、研究などのために特注部品を製造します。機械工は、ブラケットやシャフトといった比較的単純なものから、5マイクロメートル単位の精度が求められる航空宇宙部品のような極めて複雑なものまで、幅広い製造業務に携わります。
金型工、パターンメーカー、モールドメーカー、プログラマー、オペレーターなど、機械工のスキルをさらに発展させた職種もあります。機械工とは、部品の不具合を修理したり、金属、プラスチック、あるいはまれに木材を使って新しい部品を製作したりする人のことです。会社によっては、機械工は上記の職種のいずれか、またはすべてに該当する場合があります。
その他の関連分野としては、機械工、品質保証、機械エンジニアなどが挙げられる。
オーストラリアとニュージーランドでは、関連する職業としてフィッター・アンド・ターナーがあります。フィッター・アンド・ターナーとは、生産機械やその他の設備を製造するために、金属部品やサブアセンブリを取り付け、組み立て、研磨、成形する職人です。[ 1 ]
機械工という肩書きの下には、特定の職務のニーズを満たすために高度に発達した特定のスキルを指す他の専門職名があり、例えば、組立工（部品を組み立てる）、旋盤工、フライス工、研削工などがあります。
機械加工工は、材料から切削加工によって部品を製造する必要がある場合によく呼ばれます。そのような部品は、一点物の場合もあれば、数千個必要な場合もあります。部品は金属やプラスチックでできているものなら何でも構いませんが、機械加工部品は通常、高い精度が求められ、他の方法では製造できないものです。機械加工工は一般的に、鋸で切断した長さの材料または鋳造品から始めます。部品の製造には、多くの場合、複数の工程と複数の工作機械が必要です。各工作機械は、余分な材料を切削する特定の役割を果たします。大量の部品が必要な場合は、一連の機械を通して最も論理的なワークフローを計画するために、生産計画が必要です。コンピュータ数値制御（CNC）工作機械は、さまざまな形状を加工できるコンピュータ制御のツールであり、ワークフローでの使用は加工する部品によって異なります。[ 2 ]
CNCマシンは、その速度、精度、柔軟性、再現性、そして作業切り替え時のダウンタイムの短縮といった利点から、標準的な機械になりつつあります。大量の部品からなる生産ロットはコスト効率が高く、業界では一般的に生産作業と呼ばれています。一方、少量生産は試作品や受注生産と呼ばれることもあります。
生産技術者は、設計図やエンジニアリング図面を使用して部品の詳細な仕様、特にその形状（ジオメトリ）を作成し、製造戦略を決定します。次に、工作機械が機械工によって構成され、生産が開始されます。機械工は品質部門と協力して、完成品で仕様が維持されていることを確認します。[ 2 ]
大規模な商業組織では、生産機械の継続的な稼働を確保するため、保守要員として現場に機械工を配置することがよくあります。こうした機械工は、多くの場合、交換部品を即日製作できます。そのため、この役割にかかる人件費は、生産停止に伴うコストよりも大幅に低くなります。
積層造形とは、工業部品、試作品、工具、最終製品部品などを3Dプリンティングで製造する技術です。積層造形は、他の製造プロセスでは製造不可能な、非常に小さく複雑な部品の製造において真価を発揮します。積層造形には、電子ビーム溶解、溶融積層造形、選択的レーザー焼結、およびそれらのバリエーションなど、金属の直接堆積を含む様々なプロセスがあります。
機械工が部品を作る際に最もよく使う材料は、鋼、アルミニウム、真鍮、銅、およびこれらの材料の各種合金です。バナジウム、亜鉛、鉛、マンガンなどのあまり一般的ではない材料は、最も一般的な材料の合金元素としてよく使われます。機械工が時折扱う材料には、プラスチック、ゴム、ガラス、木材製品などがあります。まれに、機械工は特殊金属や耐火金属を扱うこともあります。特殊金属とは、普通ではない、希少な、または特殊な用途の金属を表す一般的な用語です。同義語としては、宇宙時代の金属などが挙げられます。特殊金属のリストには、チタン、ベリリウム、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、およびインコネルやハステロイなどの特殊な高温金属合金（超合金）が含まれますが、これらに限定されません。多くの場合、この用語の意味は、それらを効果的に加工するために特殊な取り扱いや工具が必要であることを示唆しています。[ 3 ]
上記は主に機械工が切削する材料に関するものでしたが、機械工が使用するカッターは、切削する材料よりも硬く、靭性が高くなければなりません。機械工が使用するカッターの材料としては、一般的に高速度鋼、炭化タングステン、セラミックス、ボラゾン、ダイヤモンドなどがあります。[ 3 ]
機械工は通常、非常に小さな公差で作業し、通常は 0.010 インチまたは 0.25 mm 以内 (より一般的には ±0.005 インチ (インチの 5 分の 1 のプラスまたはマイナス 5 分の 1) または ±0.13 mm と表現されます)、特殊な作業では、公差が +/-0.0001 インチ (インチの 10 分の 1 のプラスまたはマイナス 0.0025 mm) まで低くなることもあります。機械工は、金属の成形、切削、および成形の一部の側面を扱いますが、成形は通常、別の職種です。機械工が最も一般的に行う作業は、フライス加工、穴あけ、旋削、研削です。ホーニング、キー溝加工、ラッピング、研磨など、機械工があまり頻繁に行う必要のない、より専門的な作業もあります。
機械工に求められる習熟度は、大きく分けて以下のカテゴリーに分類されます。