たかが穴あけ、されど穴あけ

普段、電気制御の話を中心に書いていますが、今回は少し毛色を変えて、手加工の話をしてみようと思います。

ちょうど、とあるブラケットを作る作業があったので、普段どのように加工しているのか紹介します。

※縮尺は合っていません。

150×100×9mmの鋼板に、中心に大きな穴、その周りに4つの穴、そして別の場所に小さな穴が4つ。
図面通りに寸分狂わず穴をあける、というだけの作業ですが、これがなかなか奥が深いです。

今回紹介するやり方は、おそらく特殊です。
この方法のいいところは、けがき定盤のようなものがなくても、ホームセンターやAmazonで揃うような工具だけで、精度の高い罫書きができることです。DIYで金属を加工したいと思っている方にも、参考になるかもしれません。

王道のやり方は、できない

一般的には、けがき定盤の上に材料を置いて、ハイトゲージ(高さを正確に測って線を引ける道具)で寸法を出しながら、罫書いていくのが王道のやり方だと思います。

私の作業場には、けがき定盤がありません。なので、この王道のやり方はそもそもできません。
もしできたとしても、長い材料の場合、引く寸法によっては立てて作業をしなければいけません。それだとけがきにくいだろうとも感じています。
今はレーザー加工ができるので、そもそも大物加工はする機会がないかもしれませんが。

何を基準にするかを考える

まず、材料の切断面は信用できません。切断の精度は保証されていないからです。その代わり、材料の幅(この帯板なら100mm)は、規格品としてある程度の精度が出ているので、これを基準にします。

直角の精度が出ているスコヤの下面を、材料の下面に合わせます。段付きになっているスコヤなので、けがく面にもスコヤ自体が接触する状態になり、それに沿わせてけがき針で縦線を引いていきます。

信用できない場所からは重要でない寸法だけ引く

図面で言うと、端から15mmのところに、まず一本、縦線を引きます。切断面から寸法を引きますが、最初の罫書き線は、今回の場合それほど重要ではありません。
本当に大事なのは、穴と穴の距離(ピッチ)です。

次の線(ピッチ30mm)は、信用できない切断面からではなく、さっき自分でけがいた線を基準にして引きます。以降も同じように、前の線を基準に、次の線を引いていく。こうすることで、切断面の誤差を、重要でない場所で吸収させてしまい、本当に大事な寸法には、その誤差を持ち込まないようにしています。

縦と横で、基準の考え方を変える

縦の線を全部引き終えたら、次は横方向、つまり穴の位置を決めていきます。ここでは、スケールストッパー(スケールに取り付けて位置決めできる道具)を使って、スコヤを当てていたのと同じ「下面」を基準に、直接寸法を測っていきます。

縦は「信用できないから、線から線へ繋いでいく」
横は「下面が信用できるから、毎回そこから直接測る」同じ罫書き作業でも、方向によって考え方を変えています。これは、定盤の上でハイトゲージを使うのと、実はやっていることは同じです。道具はなくても、その道具が果たしている役割さえ理解していれば、手元にあるもので再現できます。

この方式の利点

ハイトゲージより、こちらの方が圧倒的に早いです。材料を寝かせたまま作業できますし、ハイトゲージに目線を合わせた正確なセットは不要、材料を垂直に立てるブロックなども必要ではありません。

同じものを量産する時は、さらに効率が良くなります。帯板を長めに切って、1枚分をけがいたら、高速切断機の刃の厚み分も見込んで、次の1枚分をまたけがく。そうやって罫書きと穴あけまで全部終わらせてから、最後にまとめて切断機でカットします。先に全部切ってから1枚ずつけがくより、この順番の方が、作業もしやすく、時短にもなります。

ポンチ打ちまでで全てが決まる

罫書きが終わったら、次はポンチ打ちです。
工作の精度は、このポンチ打ちまででほぼ全部決まります。正確な罫書き、正確なポンチ、これができれば、正確に狙った位置に穴をあけることはできたも同然です。

私は市販のポンチを使わず、刃が欠けたM12のマシンタップを、自分で削り出してポンチ代わりにしています。市販品は先端が尖ってはいますが、鉛筆のように細長くないので、先端が見にくいんです。タップを削って作ったポンチなら、先端をしっかり見ながら位置を合わせられます。短くなってしまうのが難点ですが、硬い材料なので研ぎ直しの頻度も少なく、ダメになったらまた作ればいいので、結構気に入っています。

穴あけにも一手間

ポンチを打ったら、いよいよ穴あけです。昔は小さいキリで下穴をあけてから本穴でしたが、今は月光ドリルのような、下穴が不要なドリルを使っていて、Φ13までは一発であけています。

しかし、ポンチだけだと、下穴なしではドリルがズレる恐れがあります。キリが入りやすいように、軽く先端だけ穴を揉んでから、月光ドリルで本穴をあける、という一手間を入れています。
この「穴モミ」、一見面倒に見えますが、一瞬で終わります。穴がズレてやり直すことを考えたら、この一手間の方がずっと楽です。

大きな穴(Φ60)だけは別で、ボール盤だと負荷が大きいので、フライス盤にメタルボーラー(ホルソーのようなカッター)を取り付けて、一撃であけています。

おわりに

穴をあけるだけの作業に、こんなにいくつも工程があることは、あまり知られていないと思います。
地味な作業ですが、図面通り寸分狂わず穴をあけるというのは、意外と難しく、腕の差が出るところでもあります。
慣れやスコヤの癖、罫書き針の角度といった感覚的な部分は、言葉で解説しようがないですが、ここで伝えたかったのは、基準をしっかり取ることが大事だということです。
それはやり方に関係なく、どんなやり方であっても基準がズレると全て狂ってきます。どこの寸法が大事なのかしっかり見極めて、基準を定めてほしいと思います。