フライス盤とは
フライス盤とは主に金属などの固い材料を削り、目的の形に仕上げるための工作機械です。素材を削って目的の形を作るという意味では「旋盤」と 同等ですが、「旋盤」では材料を回転させる。「フライス盤」では刃物やドリルを回転させる。との違いがあります。
フライス盤の使用用途
フライス盤は部材を削って目的の形を作る工作機械です。 単純に部材を削り取り、彫刻のように形を作ることが主な使用用途です。その他にも、ドリルなどを取り付けることで任意の位置に穴あけなどの加工を施すことも可能です。 フライス盤には刃物を取り付ける主軸が動く範囲によって、使用用途が異なります。一般的なフライス盤は立体フライス盤とされており、表面から立体を削りだす加工や、Ｒ面の加工に使用することができます。 フライス盤は1つで外形と穴あけの作業を行うことが可能なので、非常に使い勝手のいい工作機械となっています。
フライス盤の原理
ここではフライス盤の動作原理や種類について解説します。 フライス盤はまず素材を台に固定し動かしません。代わりに刃物が付いている主軸を回転させ、それをXYZの三面に動かすことで、立体を削りだすことができます。 ただし、フライス盤には大きく分けて2種類あり、1つが「ベッド型」もう１つは「ヒザ型」と呼ばれているものがあります。それぞれの動きをご紹介します。
- ベッド型
ベッド型では主軸がZ方向の上下に動くことができます。XY平面上はテーブルが動くことによって素材を動かすことができます。大量生産の現場ではベッド型が優れているとされています。 - ヒザ型
ヒザ型では主軸を動かさずに、テーブルが上下左右方向に動くことによって、部材を移動させます。最も汎用性が高いフライス盤とされています。 フライスでは取り付ける切削工具によっても役割が異なります。その中でも代表的なものを紹介します。 - 正面フライス
平面を削り取ることができる最も一般的なフライスの工具です。切削能力が高く、また刃先を交換することで再利用が可能となっています。 - 側フライス
外側に刃を持ったフライスで、主に側面の切削加工を行う工具です。サイドカッターとも呼ばれています。 - エンドミル
外周加工や、穴あけ、溝加工、などができるドリルに似た性能を持つ切削工具です。非常に万能な工具なので様々な加工に利用されています。
フライス盤の工具
フライス盤は主軸工具を交換することで様々な加工を施すことができます。
フライス盤で最も一般的な加工である平面加工にはフライスカッターを使用します。フライスカッターはよく使われる工具なので、大きさも様々ですし、荒削り用と仕上げ加工用もあるので、切削する範囲や１回の取り代によって最適なカッターを選定します。
フライスカッターと並んで使用頻度が高い工具で、側面加工や溝加工、薄板の穴あけ加工ができる工具がエンドミルと呼ばれる刃物です。エンドミルは、側面と底面に刃がついていて、材料の側面と平面を加工することができ、段付き加工や溝加工に最適な刃物です。
エンドミルには、底面がフラットになっているスクエアエンドミル、底面の刃先にRを付けて剛性を高めたラジアスエンドミル、刃先が球面になっているボールエンドミルなどの種類があり、得意分野がそれぞれ異なっていますので、同じエンドミルでも加工方法によって選定していく必要があります。
また、ドリルを用いてボール盤のように穴あけ加工もすることができ、ドリルでの下穴加工から高精度穴を加工するリーマやボーリングカッター、ねじ切りに使うタップまであらゆる工具が使用可能で、一連の穴あけ加工はすべてフライス盤では可能となっています。
フライス盤の特徴
フライス盤は旋盤と違って刃物が回転して切削していくという特徴に加え、立て型と横型、汎用やNCフライスと、実に様々な種類があることが特徴です。ひとつずつ解説していきます。
立て型は、地面に対して主軸が垂直方向に取り付けられたフライス盤で、作業性が高く、最も普及しているフライス盤です。
横型は地面に対して平行に主軸が取り付けられていて、溝加工や切断に適しています。加工した際に排出される切りくずが重力で落ちていくので、治具に切りくずが溜まりにくい特徴がありますが、立て型に慣れるとXYZの方向を間違えやすいので注意が必要です。
汎用フライスは、手動でハンドルを操作して加工し、人の手で寸法を調整していく手作業用のフライス盤で、１点もののオリジナル作品を作るのに適しています。
NCフライス盤は、NCプログラムを用いて自動的に加工することができ、量産加工に向いています。
参考文献
https://www.kousakukikai.tech/milling/#i-12
https://www.senban.jp/nyuumon/10.html
https://www.furaisuban.com/info_01_2.html#1
https://www.kousakukikai.tech/milling/#i-3