はじめに
中学技術の「材料と加工」の中でも、金属加工は、テストにも実習にもよく出てくる大切な単元です。
けがき、切断、曲げ、穴あけ、バリ取りと、作業の種類が多いので、順番や道具の名前がごちゃごちゃになってしまう人も多いと思います。
でも、安心してください。
金属加工は、「印をつける」「固定する」「加工する」「仕上げる」という4つの流れで考えると、ぐっと整理しやすくなりますよ。
この記事では、動画で解説した内容をもとに、金属加工の手順を、理由といっしょにゆっくり整理していきます。
なぜその順番なのか、なぜその道具なのかがわかると、暗記ではなく「納得」で覚えられます。
後半には、曲げた部品の板の長さと、穴をあける位置を求める例題も2問用意しました。
2学期期末テストの前の見直しにも、これから実習に入る人の予習にも、ぜひ使ってください。
- 金属加工の順番：けがきから仕上げまでの流れと、その理由がわかります。
- 道具の使い分け：けがき針、センタポンチ、万力、金やすりなどの役割がわかります。
- 例題の解き方：板の長さと穴の位置を、足し算と割り算で求められます。
金属加工の流れ
金属加工の流れは、けがき、センタポンチ、固定、切断、曲げ、穴あけ、バリ取り、仕上げの順です。
材料は、作る物に合わせて選びます。
鉄はかたくて丈夫、アルミは軽くて加工しやすく、銅はやわらかくて曲げやすい金属です。
順番にはすべて理由があって、先に印をつけて、しっかり固定してから加工する、というのが基本になります。
印をつけて、固定してから加工する。この一言が、金属加工の土台です。
- 印をつける：けがき針で線を引き、穴の中心にはセンタポンチでくぼみをつけます。
- 固定して加工する：万力でしっかりはさんでから、切る・曲げる・穴をあけるを進めます。
- 仕上げる：バリを取り、切り粉を片づけ、さび止めの塗装をして完成です。
ポイント1：けがきとセンタポンチで印をつける
加工の出来ばえは、印をつける段階でほとんど決まります。
切る場所、曲げる場所、穴をあける場所を、先に正確に示しておくからです。
金属では、鉛筆の代わりにけがき針を使い、穴の中心にはセンタポンチでくぼみをつけます。
ここを丁寧にすると、あとの作業がぐっと楽になりますよ。
けがきとセンタポンチのポイントを紹介します
金属のけがきは鉛筆ではなく針で引く
金属の加工は、けがきから始まります。
木材のけがきでは鉛筆を使いますが、金属の表面には鉛筆の線がのりにくく、作業中にこすれて消えてしまいます。
そこで、先のとがったけがき針で、表面に細い傷をつけて線を引きます。
線が細いほど正確に切れますし、あとから測り直すときにも見やすくなります。
テストでは「金属のけがきに使う道具は何か」という形で出やすいので、けがき針という名前をしっかり覚えておきましょう。道具の名前と理由をセットで覚えておくと、記述問題でも答えやすくなります。理由まで書けると、点数もぐっと安定します。
けがき針は、定規に沿わせて、少し傾けて引くと線が安定します。
力を入れすぎる必要はありません。
線が見えにくいときは、同じ線を何度もなぞるのではなく、角度を変えて光を当ててみてください。
針の先は鋭くて危ないので、使わないときは先にカバーをつけるか、決まった場所に置く習慣をつけましょう。
基準の辺から測って一回だけ引く
けがきは、まず基準になる辺を決めて、そこから測るのが基本です。
基準の辺にスコヤを当てると、その辺に対して直角の線が引けます。
長さは金属定規で測って、針の先で小さく印をつけてから、線でつなぎます。
針は、同じ方向に一回だけ引いて、細くてはっきりした線にします。
何回もなぞると線が太くなって、ずれの原因になります。
基準の辺から測ると、誤差が積み重なりにくいのも大きな利点なんですよ。測る場所ごとに基準を変えないことも、ずれを減らす大切な約束です。実習の前に、班で基準の辺を決めておくと、確認もスムーズになります。
もし測る場所ごとに基準を変えてしまうと、小さなずれが少しずつ足されていって、最後にはかなりの差になります。
「どこから測るのか」を最初に決めておくこと。
これは金属加工だけでなく、木工や製図にも通じる、ものづくり全体の大切な考え方です。
実習では、基準の辺に印をつけておくと、班の友達とも確認しやすくなります。
センタポンチでドリルのずれを防ぐ
穴をあける位置は、けがきの線が交わる所です。
その交点に、センタポンチと金づちで小さなくぼみをつけておきます。
金属の表面はつるつるしているので、くぼみがないと、回転するドリルの先が滑って、位置がずれてしまうからです。
センタポンチは、先端を交点に合わせて立て、金づちで軽くたたきます。
強くたたきすぎる必要はなく、ドリルの先が収まる程度の小さなくぼみで十分です。くぼみが小さすぎると、ドリルの先が収まらず、ぐらついてしまうこともあります。ですから、深さよりも位置の正確さを優先して、落ち着いて打つことが大切です。
くぼみをつけたあとは、必ず位置を確認しましょう。
もし交点からずれていたら、ずれた方向を見て、センタポンチを少し傾けてたたき直す方法もあります。
ただ、最初に丁寧にやるのがいちばんです。
「穴をあける前に、まずくぼみ」という順番を、体で覚えてしまいましょう。
- 道具の名前：線を引くのはけがき針、直角はスコヤ、長さは金属定規で確かめます。
- 引き方：基準の辺から測り、針は同じ方向に一回だけ引いて、細い線にします。
- 穴の準備：線の交点にセンタポンチでくぼみをつけ、ドリルの滑りを防ぎます。
ポイント2：固定して、切る・曲げる・たたく
印がついたら、材料をしっかり固定して加工に入ります。
切る、曲げる、たたいて延ばすといった作業は、どれも材料が動いてしまうと、失敗やけがのもとになります。
この章では、固定のしかたと、金属の性質を生かした加工のコツを見ていきましょう。
固定して切る・曲げるのポイントを紹介します
固定は万力で、切るのは線の外側
加工する前に、材料は必ず万力で固定します。
表面に傷がつきそうなときは、当て木をはさんで守ります。
材料を手で押さえたまま切ったり曲げたりすると、材料が動いて手をけがするおそれがあります。
切断は、けがいた線の外側を切るのが約束です。
線の上を切ってしまうと、あとでやすりで仕上げる分がなくなって、寸法が足りなくなってしまうからです。
厚い物には弓のこ、薄い板には金切りばさみを使います。切るときの道具は、材料の厚さに合わせて選ぶのが基本です。どの道具を使うかを、理由とあわせて説明できるようにしておきましょう。
切るときの道具の使い方は、それぞれ細かいコツがあります。
弓のこは、押すときに力を入れて、刃の全体を使ってゆっくり引きます。
金切りばさみは、刃の奥のほうで切ると、少ない力で切れますよ。
くわしい使い方は、動画の別の回で解説していますので、あわせて見てみてください。
曲げるときは少しずつ角度をつける
曲げるときは、曲げ線を万力の口に合わせて、材料をしっかりはさみます。
そのうえで、当て木をあてて、手や木づちで少しずつ曲げていきます。
一度に大きく曲げようとすると、曲がる場所がずれたり、材料がゆがんだりしてしまいます。
「少しずつ」が合言葉です。
曲げすぎてしまうと、元にもどすのはむずかしいので、角度はこまめに確かめながら進めましょう。少しずつ曲げるかどうかは、材料の厚さや硬さによっても変わります。薄い板は手で曲げやすく、厚い板は木づちを使うと、力を少なくして形を整えられます。
もう一つ覚えておきたいのは、同じ所を何回も曲げ伸ばししないことです。
金属は、同じ所を繰り返し曲げ伸ばしすると、かたくなって、やがて折れてしまいます。
針金を何度も曲げたときに、ぽきっと折れた経験はありませんか。
あれと同じことが、板でも起こるんです。
曲げ直しは、できるだけ少なくなるように、けがきの段階から丁寧に考えておきたいですね。
例題1 コの字の部品に必要な板の長さ
例題です。
底が40mm、両側が20mmのコの字の部品を、一枚の板を曲げて作ります。
板の厚さは考えないとして、必要な板の長さを求めましょう。
考え方はとても簡単で、曲げる前の板は、まっすぐに伸ばした長さになります。
だから、底の40mmと、両側の20mmを2つ、全部を足せばいいんです。
式は、40+20+20=80で、答えは80mmになります。式を書くときは、どの辺を足したのかが一目でわかるように、順番に並べて書くのがおすすめです。答えに単位のmmをつけ忘れないことも、テストでは大切な得点のポイントです。
間違いやすいのは、「底の長さだけ」や「外側の大きさだけ」で考えてしまうことです。
曲げた部品の長さは、曲がる前の、一本につながった長さを数えます。
図に、まっすぐ伸ばした板を描いて、40、20、20と書きこんでみると、足し忘れがなくなります。
曲げた部品の板の長さは、各辺の長さを足し算する。これがテストの合言葉です。
- 固定：万力でしっかりはさみ、傷がつくなら当て木を使います。
- 切断：線の外側を切り、やすりで仕上げる分を残します。
- 曲げ：少しずつ角度をつけ、同じ所を何回も曲げ伸ばししません。
ポイント3：穴あけ・バリ取り・仕上げ
最後は、穴あけとバリ取り、そして仕上げです。
ここは、安全にいちばん気をつけたい場面でもあります。
回る工具、とがった切り口、細かい切り粉と、けがの原因がいくつもそろっているからです。
理由とセットで、安全の約束も確認していきましょう。
穴あけとバリ取りのポイントを紹介します
穴あけは固定して、手袋を外す
穴あけは、ボール盤を使います。
センタポンチのくぼみにドリルの先を合わせて、板は万力でしっかり固定します。
固定しないと、ドリルといっしょに板が回ってしまい、とても危険です。
そして、回る工具のそばでは、手袋は外します。
手袋が巻きこまれると、手や指をいっしょに引きこまれて、大きなけがにつながるからです。
保護めがねは、切り粉が飛ぶので、必ず着けましょう。作業台の上の物も片づけておくと、ドリルや材料に引っかかることがありません。作業の前に、手袋を外したか、めがねを着けたかを、指さしで確認する習慣をつけましょう。
袖口やひもなども、巻きこまれる原因になります。
長い髪は結んでおき、ゆるい袖口は折るか、まくっておきましょう。
穴をあけるときは、ドリルを押しつけすぎず、ゆっくり下ろします。
貫通する直前は、板が持ち上がりやすいので、特にていねいに進めてください。
異常を感じたら、すぐに先生に声をかけて、回転を止めてもらいましょう。
- 位置合わせ：ポンチのくぼみにドリルの先を合わせます。
- 固定：板は万力でしっかりはさみ、手で持ちません。
- 服装：手袋は外し、保護めがねを必ず着けます。
例題2 板の中心に穴をあける位置
もう一問です。
幅が50mm、長さが120mmの板の、ちょうど中心に穴をあけます。
けがきの線は、板の端から何mmのところに引けばいいでしょうか。
中心というのは、半分の位置のことです。
幅は50を2で割って25mm、長さは120を2で割って60mmになります。
幅の端から25mmの線と、長さの端から60mmの線を引くと、その二本が交わる所が穴の中心です。ここでは、計算の答えを、けがきの線の位置に正しく置きかえることが大切です。長さを求めたあとに、どちらの端から測ったのかを、必ず図で確認しましょう。
ここでも、けがきの基本が生きてきます。
基準の辺を決めて、そこから測って、一回だけ線を引く。
そして交点に、センタポンチでくぼみをつけます。
計算で出した位置を、道具の約束を守って板の上に写す。
これが、技術で「数字を形にする」ということなんです。
バリ取りと仕上げで安全な部品にする
切ったり穴をあけたりしたあとの切り口には、バリというとがった部分が残ります。
バリは、手を切る原因になるので、金属やすりで軽くけずって取り除きます。
やすりは、前に押すときに力を入れて、もどすときは力をぬきます。
仕上げでは、出た切り粉を、素手ではなくブラシで集めます。
切り粉は細かくてとがっているので、手に刺さることがあるからです。
鉄は、そのままにするとさびるので、さび止めの塗装もしておきましょう。バリは、切った面だけでなく、穴のふちにも出ることを覚えておきましょう。やすりの使い方も、理由を知ると、ていねいに取り組めます。
バリ取りは、地味な作業ですが、安全にも見ばえにも大きく関わります。
切り口を指でそっとなぞって、ひっかかりがないか確かめてみてください。
穴の内側にもバリは出ますので、穴のふちも忘れずに確認しましょう。
作業が終わったら、保護めがねをつけたまま、切り粉を片づけて、作業台をきれいにして終わります。
テスト前の確認リスト
ここまでの内容を、テスト前の最終チェックとしてまとめます。
テストでまちがえやすいのは、穴あけのときの手袋と、曲げた部品の板の長さです。
どちらも、理由とセットで覚えておくと、ひっかけ問題にも落ち着いて答えられます。
紙に書き出して、声に出しながら一つずつ確かめてみてください。
全部に「はい」と答えられたら、金属加工の基本はバッチリです。
- 金属のけがきには、鉛筆ではなく、けがき針を使う。
- 穴の中心にはセンタポンチでくぼみをつけ、ドリルのずれを防ぐ。
- 切るのは線の外側。やすりで仕上げる分を残しておく。
- 曲げた部品の板の長さは、各辺の長さを足し算で求める。
- ボール盤のそばでは手袋を外し、保護めがねは必ず着ける。
よくある質問
金属のけがきは、鉛筆ではだめですか
結論から言うと、金属のけがきには、鉛筆ではなく、けがき針を使います。
金属の表面はつるつるしていて、鉛筆の線がのりにくく、作業中にこすれて消えてしまうからです。
けがき針は、表面に細い傷をつけるので、線が消えません。
しかも、鉛筆よりずっと細い線が引けるので、切る位置も正確になります。
テストでも「けがきの道具は何か」と聞かれるので、けがき針という名前といっしょに、理由もセットで覚えておきましょう。テストでは、道具の名前と理由をセットで書けると、しっかり得点できます。実習でも、けがき針を正しく持つと、線がまっすぐ引けて、ずれが減ります。
穴あけで手袋を外すのは、なぜですか
答えは、手袋が回転するドリルに巻きこまれて、手や指を引きこまれる危険があるからです。
金属を切るときや、やすりをかけるときには手袋が役立つ場面もありますが、ボール盤のように回る工具のそばでは、手袋は外すのが約束です。
手袋だけでなく、ゆるい袖口やひもも同じ理由で注意が必要です。
「回る工具は、巻きこまれるものは身につけない」と覚えておくと、テストでも実習でも迷いません。ボール盤では、回る工具の近くで手袋が引きこまれることがあります。ですから、保護めがねと手袋の関係を、理由つきで覚えておくと安心です。
板の長さの計算で、板の厚さは考えなくていいですか
テストの例題では、「板の厚さは考えない」と書かれていることが多く、その場合は各辺の長さをそのまま足し算します。
ただ、実際のものづくりでは、曲げる部分で長さが少し変わります。
板が厚いほど、そのずれも大きくなります。
だから、実習では本番の板を使う前に、試しに曲げて長さを確かめるのがおすすめです。
テストでは問題文の条件を読み、実習では試し曲げで確かめる、と使い分けてください。試し曲げをするときは、同じ板の余りを使うと、本番の材料を無駄にしません。曲げ方によって長さが変わることも、頭の片隅に置いておきましょう。
おわりに
今回は、金属加工の手順を、けがきから仕上げまで順番に見てきました。
印をつけて、固定して、線の外側を切り、少しずつ曲げて、穴をあけ、バリを取って仕上げる。
この流れと、それぞれの理由がわかれば、テストでも実習でも迷いません。
いちばん大切なのは、保護めがねを着け、回る工具のそばでは手袋を外すという、安全の約束です。
できることから一つずつ、確かめていきましょう。応援しています。
ご視聴ありがとうございました。
この記事の内容を動画でも解説しています。
ぜひご覧ください。
