フライス加工とは？金属加工の基礎知識をわかりやすく解説
フライス加工とは、回転する工具（フライス）を使い、材料を削って平面や溝、穴などを加工する切削技術です。この技術は、旋盤加工とは異なり、工具が回転し、素材は固定されるため、平面や複雑な形状を作り出すのに適しています。日本の製造業において、フライス加工は自動車、航空機、医療機器の製造など多岐にわたる分野で活用されており、高精度な製品の需要に応じて進化しています。この記事では、フライス加工の基本から、各種加工方法、そして利点や注意点について詳しくご紹介していきます。
フライス加工とは
フライス加工は、工作機械の一種であるフライス盤を使い、回転する工具（フライス）で素材を削り出す切削加工技術です。この技術は、平面、側面、段差、溝、穴、曲面といったさまざまな形状を精密に加工できる特徴があります。素材を固定し、工具が回転することで複雑な形状の加工が可能となり、自動車、航空機、医療機器、金型など幅広い産業で活用されています。旋盤加工が円筒形の部品を削るのに対して、フライス加工は平面や複雑な形状の部品を作り出すための技術です。
旋盤加工との違い
旋盤加工では、主に素材が回転し、固定された工具によって削り出します。一方でフライス加工は、固定された素材に対して回転する工具を使用する点が大きな違いです。これにより、フライス加工は平面加工や3D形状の加工に強みがあり、細かな精度が求められる部品の加工が可能です。
フライス加工は旋削加工の1つです。旋盤加工についてはこちらの記事でわかりやすく説明していますので、ぜひ参考にしてください。
→【旋削加工とは】旋削加工の仕組みと用途について
フライス加工の主な種類
フライス加工にはさまざまな種類があり、それぞれの加工方法によって目的に応じた形状が作り出されます。以下に代表的なフライス加工の種類を紹介します。
平面加工
平面加工は、最も一般的なフライス加工の一つで、素材の表面を平らに削ります。エンドミルや正面フライスを使用し、広い面積の素材を効率的に加工できます。主に、基盤や機械の取り付け面などに使用されます。
側面加工
側面加工は、素材の側面を削り、垂直な面を作る加工方法です。工具を上下に動かして側面を削るため、正面フライスやエンドミル、サイドカッターが使われます。粗削りに適しており、最終的な仕上げに使われることもあります。
段差加工
段差加工は、素材の表面に段差を作るために行われる加工です。段差を持つ部品を作成する際に、平面加工と組み合わせて段を掘り下げて加工します。狭い部分や高い段差の加工には、エンドミルを使用することが一般的です。
溝加工
溝加工は、エンドミルや溝フライスを使って、素材に溝を作る加工技術です。例えば、T溝フライスを使って底面が広くなったT溝を作り、ボルトの固定やガイドレールの製造に使用されます。ボルトをはめ込む溝や配線を通す溝など、さまざまな用途で活用されています。
穴加工
穴加工では、エンドミルやドリルを使用して、素材に正確な穴を開けます。位置精度が高く、フライス盤で穴を加工することで、他の切削加工と組み合わせて効率的な加工が可能です。面取り穴やタップ穴など、さまざまな形状の穴加工が行えます。
曲面加工
曲面加工は、平面ではなく滑らかな曲線を持つ表面を形成するための加工方法です。これは、エンドミルやボールエンドミルなどの特殊な工具を使用して行われます。複雑な3D形状を持つ部品や滑らかな曲面が必要な場合に適しており、例えば航空機の部品、自動車部品、またはデザイン性が求められる製品の製造に広く利用されています。
フライス加工のメリットと注意点
高精度な加工が可能
フライス加工は、特に精密な形状や高精度が求められる部品の製造に適しています。NC（数値制御）フライス盤やマシニングセンタを使用することで、非常に高い精度での加工が実現し、自動化による一貫生産が可能になります。
安全対策と切削条件の設定
フライス加工において、切削条件（速度、送り量、切り込み量など）の設定は、加工精度や仕上がりに大きく影響します。また、作業者の安全性を確保するため、工具や加工条件の適切な選定が求められます。切削時の熱や振動を管理し、切削液を適切に使用することも重要です。
フライス加工に適した工作機械
フライス加工には、さまざまな種類の工作機械が用いられます。それぞれの機械は、加工内容や精度、製造効率に応じて選ばれます。
汎用フライス盤
手動操作で動かす汎用フライス盤は、少量生産や試作品の加工に適しており、柔軟な対応が可能です。
NCフライス盤
NCフライス盤は、数値制御によって自動的に加工が行われるため、大量生産や高精度が必要な場合に使用されます。複雑な形状の加工や、複数工程の自動化にも対応可能です。
マシニングセンタ
マシニングセンタは、多様な加工を一台で行える多機能な工作機械です。穴あけ、面加工、側面加工などを一度に行うことができ、作業効率を大幅に向上させることができます。
NC歯車加工機
NC制御による歯車加工機は、精密な歯車を加工するために使用され、特に高精度の歯車を製造する際に活用されます。
フライス加工に使用される主な工具
フライス加工には、多くの種類の工具が使用されます。各工具は、それぞれの加工内容に応じて選定され、精密で高効率な加工を実現します。
正面フライス
正面フライスは、広い平面を加工するために使用され、大きな削り幅を持つため、表面の仕上げに最適です。
溝フライス
溝フライスは、溝を作るために使用され、T溝などの特殊な形状も加工できます。素材の表面に対して深く、正確な溝を削り出すことが可能です。
平フライス
平フライスは、平らな面を加工する際に使われます。精密な表面仕上げが求められる場合に使用されます。
側フライス
側面を削るための工具で、素材の横方向に対して削りを行います。側面の仕上げに適しています。
エンドミル
エンドミルは、多用途に使用できる工具で、穴あけ、溝加工、平面加工などに広く利用されます。特に複雑な形状の加工に効果的です。
フライス加工に関する当社での製作実績
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まとめ
フライス加工は、さまざまな形状を精密に加工するための重要な技術です。旋盤加工とは異なり、回転する工具で平面や複雑な三次元形状を加工することが可能であり、精密な加工が求められる自動車や航空機産業において不可欠です。さらに、NCフライスやマシニングセンタを使用することで、生産効率と精度の向上が図られ、今後も多様な分野でその需要が増加傾向にあります。
