12種類のフライス加工を詳しく解説

CNC フライス加工プロセスは、製造における最も著名な方法の 1 つです。さまざまな材料を利用して、目的の部品や製品に成形するプロセスです。ただし、CNC フライス盤は、複雑なデザインを処理するためにさまざまな種類のフライス加工を実行できます。

基本的に、各作業には、可動スピンドルに取り付けられたフライスを使用してワークピースから材料を除去することが含まれます。ただし、工具と主軸の動作はタイプによって異なります。

この記事では、さまざまなフライス加工操作について詳しく説明し、その利点と用途について詳しく説明します。最終的には、プロジェクトに適したフライス加工プロセスを選択できるようになります。

CNC フライス加工はどのように機能するのでしょうか?

機械加工における各タイプのフライス加工の作業には、印刷部品の設計、設計の G および M コード (CNC 機械が理解できる命令) への変換、ツーリングとセットアップ、およびプロセスの実行が含まれます。

CNC フライス盤がそのコンポーネントとフライス工具を使用してどのようにフライス加工を実行するかを見てみましょう。

さらに、3D 設計に従って CNC フライス加工の種類を選択することで、最適な結果が得られます。たとえば、面操作では表面を滑らかにし、ねじ操作ではねじを正確に切断します。これにより、それぞれの特定のタスクに最適な手法で対処できるようになります。

簡単な概要

アプリケーションの多様性 CNCフライス技術 スロットから複雑なアンダーカットまで、無数の加工要件に対応するために、さまざまなフライス加工を実行できる多様性に由来します。そのうちの 12 については後ほど説明します。その前に、これらの操作の概要を見てみましょう。

ワーク形状に基づくフライス加工の種類

この分類は、フライス加工で作成できる形状のタイプに関するものです。それは、平面、角度のある特徴、ねじ山、不規則な形状、または歯車や機械式 CAM などの特殊な形状である可能性があります。

1. 正面フライス加工

この作業によりワーク表面が平坦になります。垂直フライス加工プロセスの一部として、この方法で使用されるカッターは、表面に対して垂直な回転軸を備えており、工具の面がワークピースと平行になるように調整されます。その結果、カッターの鋭い歯が材料を除去し、端面が表面を滑らかにします。

この方法の主な利点の 1 つは、ツールの形状に起因する高い材料除去率です。これにより、滑らかな仕上がりで迅速な部品生産が可能になります。端面加工は、自動車のシリンダーヘッドやヒートシンクなどの用途で平坦な表面を作成するのに特に効果的です。

2. プレーンフライス加工

この操作は、特にワークピースの平面と輪郭を加工するためのものです。直線状または螺旋状の歯を備えた円筒形のカッターを使用して材料を除去し、平坦な表面または段差のある表面、スロット、および凹部を作成します。カッターの軸はワーク表面と平行になります。

プレーンミーリングは、さまざまな加工操作の中でも一貫した材料除去能力で知られています。軽機械加工や仕上げに最適です。たとえば、最初に大きなワークピースの外層から材料を剥離し、さらなる作業の準備を整えます。 機械加工プロセス.

3.側面フライス加工

その名のとおり、側面フライスやエンドミルを使用してワークの側面を加工することを指します。垂直および水平フライス盤がこのタスクを実行できます。操作中、回転カッターの横方向のエッジ (側歯) が材料を除去して、平らな垂直面、エッジ、溝、スロット、複雑な輪郭、フィンなどを形成します。このカッターは、平面加工などの上面に焦点を当てた加工とは対照的に、材料の側面をターゲットにするために特別に設計された螺旋状の溝を備えています。

この技術は、自動車のサスペンション マウントの作成、航空機部品のチャネルやスロットの加工、射出または鋳造用の金型の製造、医療用インプラントの製造、電気および電子機器のヒートシンクの構築など、さまざまな用途で特に役立ちます。

4. ストラドルミリング

この方法は、ワークピース上の 2 つの平行な表面を同時に加工し、それらの表面間の距離を均一に維持できる点で際立っています。

ストラドルミリングでは、どのようにして 1 回のセットアップで 2 つの面を加工できるのでしょうか?単一のアーバーに取り付けられた 2 つ以上のサイド カッターを採用し、送り中に材料表面から切りくずを除去します。その結果、この操作は、ワークピース上に平行なスロット、溝、およびさまざまなプロファイルを作成するのに理想的です。

アプリケーション例： 自動車用治具、治具、ブラケット、レバー、ギア、スプロケット、トランスミッション＆アクスルハウジングなど

5. ギャングミリング

なぜギャングミリングと呼ばれるのでしょうか?エンドミル、フォームカッター、スラブミルなどの複数のカッターを 1 つのアーバーに一緒に取り付けて、複雑な形状や複雑な詳細を作成する必要があるためです。この設定により、ワークピースに対してさまざまな操作を同時に実行できるため、加工時間が短縮され、効率が向上します。

応用例;

• まず、フライス加工アプリケーションには、スロット、チャネル、溝、平らな表面などの複数のフィーチャーが必要です。
• 自動車のエンジンブロックとトランスミッションハウジング。
• さまざまな種類の機械や工具のフレーム、ブラケット、ギア、スプロケット、およびハウジング。
• 金型の試作・製作を行っております。

6. アングルミリング

CNC 機械加工部品の角度のある特徴は、多くの場合、角度フライス加工によって実現されます。この操作では、アングルプレートまたは治具を使用してワークピースを必要な方向に保持しながら、カッターの軸を加工面に対して角度を付けます。

カッターは、45°、60°、または 75° などの固定可能な特定の角度でワークピースを正確に加工します。この方法は、わずかな面取り、ベベル、T スロット、ダブテール スライド、その他の複雑な幾何学的プロファイルなどのフィーチャーを作成するために使用されます。

7. フォームミリング

CNC マシンがどのように不規則な輪郭を作成するかご存知ですか?これは、目的の輪郭のネガの形をしたカッターを使用する成形フライス加工によって実現されます。たとえば、タービンブレードを加工するには、まずブレードの形状を反映した形状のカッターが作成されます。この方法により、複雑なデザインを正確にカスタム成形することができます。

カッターが回転すると、カッターはワークを横切るか、ワークがカッターの下を移動します。次に、カッターの刃で材料を切り取り、目的の形状を作成します。

アプリケーション例： ドームトップピストン、整形外科用インプラント、タービンブレード、金型製作、ギターボディ、カスタムプロトタイプなど。

8. エンドミル加工

さまざまな種類のフライス加工の中で最も人気のあるものの 1 つです。 エンドミルはワークを直角または斜め方向から送り込むことでこの動作を行います。一方、エンドミルの端面と外周にある複数の切れ刃により、ワークを送りながら材料を除去します。

エンドミル加工は、複雑な形状、正確なエッジ、さまざまな深さのスロット、溝、ワーク表面の滑らかな仕上げなど、必要な加工条件に非常に有利です。

9. 鋸フライス加工

鋸フライス加工は、周囲に歯を備えた大型のカッターによって実行されます。この方法は、狭いスロットを作成したり、ワークピースを 2 つの部分に分割したりする場合に特に便利です。カッターは下方に移動し、連続送りで材料をスライスします。

ただし、カッターのサイズが大きいため、鋸フライス加工作業は一般に他の方法より遅く、材料を急速に除去する際に多大な熱が発生する可能性があり、被削材とカッターの両方に熱損傷を引き起こす可能性があります。

さらに、CNC ソーの操作は、従来の機械に典型的なスロットや突切り作業だけを超えています。また、わずかな曲線やプロファイルなど、他の形状を作成することもできます。

10. 歯車のフライス加工

ギアフライス加工は、製造されたギアを正確な寸法と表面粗さに仕上げたり、詳細な歯形を作成したりするために使用される特殊な操作です。たとえば、押し出しかさ歯車を研磨して、Ra 1.2 μm の表面粗さを達成することができます。場合によっては、歯車を一から製作することも可能です。

歯車フライス加工に使用される工具には、歯車カッター、歯車ホブ盤、フォームミルカッターなどがあります。これらのツールを使用すると、他の歯車生成技術が提供する精度を上回る、高精度の歯車歯の成形が可能になります。

さらに、この操作では、平歯車、かさ歯車、はすば歯車、ラックアンドピニオンのセットアップなど、形状や複雑さに関係なく、ほぼすべての種類の歯車を処理できます。

11. ねじ切り加工

作業名の通り、ワークに内ねじ・外ねじを切る加工です。雌ねじの場合、インサートツールで既存の穴の表面から材料を削り取り、ねじを形成します。対照的に、適切なタイプとサイズのスレッドミルカッターまたはスレッドミルを使用して、希望するおねじを簡単に製造できます。ただし、大きな穴のめねじはねじ切り加工の方が便利です。

ねじ切り加工部品は、自動車エンジンから消費者製品に至るまで、さまざまな業界で使用されています。組み立てやその他の目的であらゆる場所に。

12. CAMミーリング

CAMS は、直線運動を回転運動に変換したり、その逆に変換したりするさまざまな機械システムや機械に不可欠なコンポーネントです。一方、CAM フライス加工作業では、ダイビング ヘッド ツールを使用してこれらのコンポーネントを製造します。このツールは、設計された CAM プロファイルに従って表面材料を除去できるように、ワークピースを回転させて位置決めするのを容易にします。

フライス加工メカニズムに基づいたさまざまなタイプの CNC フライス加工操作

フライス盤の操作には主に 3 つのバリエーションがあります: 手動、CNC、および従来の & クライムです。

1. 手動フライス加工

手動作業では、オペレータが手作業でワークや工具を機械にセットします。切込み深さ、RPM、送りなどのフライス加工パラメータも手動で調整します。

カッターの動きの制御は手動で行われるため、オペレータはワークピースを希望の方向と方向に切断して、それに応じて形状を整えることができます。さらに、ハンドホイールを使用してミリングベッドを調整できます。手動操作は時間がかかり、精度も低くなりますが、コストとカスタマイズの点で柔軟性が得られます。

2.CNCフライス盤

CNC フライス加工は、機械加工プロセスが自動化されているため、最も正確でスピーディーな作業です。工具の移動とワークの位置決めをコンピュータで制御することで、エラーの可能性が排除され、時間が大幅に短縮されます。 CNC フライス盤ではほぼすべての操作が可能ですが、特定の操作には適切なツールまたはカッターが必要です。

最新の多軸機械 (通常は 3 ～ 6 軸) により、ワークピースの複雑な形状と詳細をより高い精度で実現できます。その結果、自動車や航空宇宙から医療部品に至るまで、他のフライス加工よりも幅広い用途が可能です。

3. 従来のフライス加工とクライムフライス加工

基本的に、これら 2 つの操作には異なる供給メカニズムが関係します。従来のフライス加工では、工具 (またはカッター) は送り方向と逆に回転します。対照的に、登りフライスでは、工具は送り方向に沿って回転します。

さらに、他の 2 つの一般的な技術または操作は、スピンドルの向きに基づく垂直および水平フライス加工です。より深く理解するには、以下をお読みください。 水平ミリングと垂直ミリング こちらをクリックしてください。

適切なフライス加工を選択するにはどうすればよいですか?

自動車のギアボックスを作るのにどれくらいの工程が必要かご存知ですか?答えは、正面フライス加工、エンドミル加工、歯車フライス加工など、数多くあります。これは、さまざまな操作が累積的に最終パーツを作成することを示す一例にすぎません。それはほぼすべてのプロジェクトに当てはまります。

したがって、3D モデルに従って正しい操作を選択した場合のみ、プロジェクトの成功が保証されます。そのためには、フライス盤で実行されるさまざまなタイプの操作の結果に影響を与える要因を考慮してください。

材料タイプ

まず、特性の違いの変化が材料の除去速度と工具の摩耗に直接影響するため、被削材の種類は CNC フライス加工の種類の選択に大きな影響を与えます。

したがって、使用したい操作は、硬度、熱伝導率、靭性などの特性と互換性がある必要があります。たとえば、従来のフライス加工では、工具鋼のような硬い材料を成形するのは困難です。

希望の仕上がり

表面仕上げの要件は、設計のフライス加工を選択する際のもう 1 つの考慮事項です。これは、各操作で異なる粗さレベルの表面が生成されるためです。したがって、最終製品の機能性と美観に必要な Ra 値を達成できる操作を選択してください。

幾何学的複雑さ

すべてのフライス加工技術がワークピース上に複雑で複雑な詳細を作成できるわけではありません。一部の操作は、プレーン、面、スロット技術など、単純なプロファイルと形状にのみ適しています。一方、エンド、スレッド、ギアなどの加工は、複雑な部品やコンポーネントを製造できることで知られています。

設計の複雑さを考慮するもう 1 つの点は、必要に応じて、選択した操作でツール パスを最適化できるかどうかです。

マシンのパラメータと設定を考慮する

適切なフライス加工を選択するには、主軸速度、送り速度、切削深さなどの機械パラメータが重要です。その理由は、これらのパラメータが仕上がり、精度、生産速度に影響を与えるためです。さらに、軸の移動能力、ワークの保持、剛性などの機械の設定も、実行するフライス加工操作と互換性がある必要があります。

さまざまなフライス加工に適したカッターを選択してください

すべてのカッターがすべてのフライス加工操作に対応しているわけではありません。それぞれの操作タイプには互換性のある独自のカッターがあり、間違ったタイプを使用すると、標準以下の結果が得られたり、工具やワークピースに損傷を与えたりする可能性があります。

さらに、操作を選択した後でも、特異性が重要です。たとえば、端部加工用のカッターを選択する場合、フラット エンド、ボール ノーズ、コーナー R などのオプションがあり、それぞれ異なる用途に適しています。

結論

CNC フライス加工の複雑な形状や機能は、プロジェクトに適切な操作を選択することによってのみ実現できます。各操作には、特定のジオメトリを作成するための独自の利点と機能が備わっています。さらに、これらの多様な作業を効果的に実行するには、高度な機械と適切な切削工具のセットが不可欠です。そうして初めて、正確に望ましい結果を達成することができます。

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