フライス盤の基礎知識。旋盤との違いや取り付ける工具の種類とは

フライス盤の基礎知識。旋盤との違いや取り付ける工具の種類とは

フライス盤は、ものづくりに欠かせない工作機械の一種です。フライス盤にはいくつかの種類があり、取り付けることができる工具も多くあるため、フライス盤を使用する際はそれぞれの違いを知っておくとよいでしょう。 この記事ではフライス盤の特徴や種類、使用する切削工具とそれに適した加工方法などをご紹介します。

フライス盤とは

フライス盤は金属や木材、樹脂などの加工に使われる工作機械の一種です。 テーブルと呼ばれる台に被加工物を固定し、主軸に取り付けた切削工具を回転させることで被加工材の不要な部分を削り取り、さまざまな形状へと加工します。 フライス盤に取り付ける切削工具を換えることで、正面フライス削り、エンドミル削り、溝削り、穴あけなどさまざまな加工が可能です。

フライス盤と旋盤の違い

フライス盤に似た特性を持つ工作機械として、旋盤もよく知られています。 フライス盤は被加工物を固定し、フライスやエンドミルなどの切削工具を回転させて削りますが、旋盤は被加工物を回転させ、バイトと呼ばれる切削工具を接触させることで加工を行います。 このようにフライス盤は切削工具を回し、旋盤は被加工物を回す点が大きな違いです。フライス盤は平面方向の切削が得意で四角い形状の加工が行えるのに対し、旋盤は被加工物が回転することから円筒状のものを切削するのを得意としています。

フライス盤の種類

フライス盤は、主軸の向きや適した加工によっていくつかの種類に分けられます。ここではフライス盤の主な種類についてご紹介します。

・立型フライス盤

切削工具を取り付ける主軸が垂直方向になっているフライス盤です。 立型フライス盤には、主軸を上下、テーブルは前後左右に動かして加工する「ベッド型」と、主軸はその場で回転のみ行い、テーブルが前後左右上下に動く「ヒザ型」の2種類があります。 また、ヒザ型のなかでも主軸が前後に、テーブルが上下左右に動くものについては「ラム型」と呼ばれます。

・横型フライス盤

主軸が水平方向に取り付けられているフライス盤です。 加工面が横向きになっているため切りくずの排出性にすぐれ、溝入れや切断、深穴加工などに適しています。また、板状の被加工材の側面を面加工する場合は、横型フライス盤でしか加工が行えません。

・万能フライス盤

構造は横型フライス盤とほぼ同じですが、万能フライス盤は旋回台を備えていて、テーブルを水平方向に回転できるのが特徴です。切削工具を取り付けた主軸が180度動くものは立横兼用で使用でき、歯車やドリルのように複雑な加工も行えます。 切削工具を取り付ける部分には「ユニバーサルヘッド」と呼ばれる、複雑な動きを可能にする特殊な保持工具が用いられます。

・NCフライス盤

数値制御によりX/Y/Z軸の3次元加工が自動で行えるフライス盤で、被加工材の位置や動きなどを数値化して機械を操作するため、品質のバラつきを抑えた精度の高い加工が行えます。 近年は、コンピュータ制御によって自動加工を行う「CNCフライス盤」が主流です。

フライス盤に取り付けるフライス工具の種類

フライス盤には、加工の目的に応じてさまざまな形状の切削工具を取り付けることができます。フライス盤に取り付ける切削工具のなかから、代表的なものをいくつかご紹介します。

・正面フライス

正面フライスは、工具の円周上に多くの切れ刃が付いているフライス工具です。「フェイスミル」とも呼ばれ、被加工材の平面を切削する際に使われます。 外径が大きく切れ刃の数が増えるほど一度に削れる量が増えますが、正面フライスのサイズが大きくなる分、機械の出力も必要になる点には注意しましょう。

・溝フライス

被加工材の側面や端面に溝を彫るためのフライス工具です。 エンドミルを使用した溝加工よりも加工スピードが速く、切り屑を効率よく排出するため、仕上がりの精度も高くできます。また、T溝やアリ溝などの溝加工も可能です。

・平フライス

「プレーンカッター」とも呼ばれる、工具外周に切れ刃を持つフライス工具です。カンナがけのように、平面を整える作業に適しています。 加工範囲が広く切削効率にすぐれていて、主に横型フライス盤で平面加工を行う際に使用されます。

・エンドミル

先端の側面に切れ刃を持ち、平面や側面の加工をはじめ、段加工や溝加工など幅広い加工が行える切削工具です。刃の数や形状などの種類が豊富で汎用性が高く、細かな部分を削りたい場合や複雑な加工を行う場合によく使用されます。 切れ刃の取り付け方によって、スローアウェイエンドミル・ロウ付けエンドミル・ソリッドエンドミルの3つに大きく分けられます。

フライス盤はものづくりに欠かせない機械の一種

フライス盤にはさまざまな切削工具を取り付けることができるため、切削工具を使い分けることにより、複雑な形状の加工にも対応できます。またフライス盤を使えば、さまざまな産業で使う設備や機器の精密部品などの製造も可能です。このためフライス盤は直接的なものづくりだけでなく、多分野の産業を支える基幹として重要な工作機械のひとつといってもよいでしょう。