フライス加工とは？基本の仕組みやほかの加工方法との違いも紹介

フライス加工とは？

フライス加工とは、回転する工具（フライス）を用いて工作物を削る切削加工の一種です。旋盤加工とは異なり、工具が回転し、工作物が固定または移動することで加工が行われます。この方法は、平面や溝、曲面などの複雑な形状を高精度に加工するのに適しています。

フライス加工と他の加工方法の違い

フライス加工は、他の代表的な切削加工といくつかの違いがあります。

• 旋削加工（旋盤加工）との違い
  旋盤加工では、工作物が回転し、固定された刃物（バイト）で削るのに対し、フライス加工では工具が回転し、工作物が固定または移動することで削ります。旋盤は円形の部品（軸や円筒形状）に適しているのに対し、フライス加工は平面や溝、複雑な輪郭加工に強みがあります。

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• 研削加工との違い
  研削加工は、砥石を用いて極めて高い精度で表面を仕上げるのに適しています。フライス加工と比べて精度は高いですが、加工速度が遅く、材料の除去量は少なめです。フライス加工で大まかに削った後、研削加工で仕上げることが一般的です。

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• 放電加工との違い
  放電加工は、電極を使って放電を発生させ、金属を溶融・除去する加工方法です。切削工具を使わずに加工できるため、硬い材料や複雑な内部形状の加工に適していますが、加工速度はフライス加工に比べて遅くなります。
• レーザー加工との違い
  レーザー加工は、レーザービームを利用して材料を切断・彫刻する方法です。非接触で加工できるため、薄板や複雑な形状に適していますが、フライス加工に比べると深い切削や高精度な溝加工には向きません。

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フライス加工の基本構造と仕組み

フライス加工では、主に以下の構成要素が関与します。

• フライス盤：工具（フライス）を回転させ、工作物を固定または移動させるための機械。
• フライス（エンドミル、フェイスミルなど）：工作物を削るための刃物。
• 工作物（ワーク）：加工対象の材料。
• テーブル：工作物を固定し、XYZ軸方向に移動可能。
• スピンドル：フライスを保持し、高速回転させる部分。

フライス盤には手動操作とCNC（コンピューター数値制御）のものがあり、後者ではプログラムによって高精度な加工が可能です。

フライス加工の種類

フライス加工にはいくつかの主要な種類があります。

平面フライス加工

最も基本的な加工方法で、平らな面を削り出すことを目的とします。主にフェイスミルやエンドミルが使用されます。

溝加工（スロット加工）

直線状や円形の溝を切削する方法で、Tスロットカッターやキー溝カッターが用いられます。

輪郭加工（プロファイリング）

工作物の外周をフライスで削ることで、特定の形状を作り出します。

穴あけ加工

ドリルやリーマを併用して、フライス盤上で穴を開ける加工方法。

ねじ切り加工

タップやねじフライスを用いて、ねじ山を切削します。

高精度曲面加工

3軸・5軸CNCフライス盤を使用し、3D形状を削り出します。金型や航空機部品に活用されます。

CNCフライス加工とその進化

現代のフライス加工では、CNC技術が広く使われています。

• 3軸CNC：XYZ方向に制御可能で、平面や溝加工に適する。
• 5軸CNC：回転軸が加わり、複雑な3D形状を一度のセッティングで加工可能。
• CAMソフトウェアの利用：3D CADデータをもとに最適な切削パスを作成。

これにより、航空機部品、医療機器、自動車部品などの精密加工が可能になっています。

まとめ

フライス加工は、精密な形状を作り出すための重要な加工技術です。手動フライス盤からCNC制御の5軸フライス盤まで進化し、さまざまな業界で活用されています。材料や工具の適切な選定、加工条件の最適化により、効率的で高精度な加工が可能になります。今後も、自動化やAIによる最適化が進み、さらなる発展が期待されます。

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