フェイスミル(正面フライス)について解説!加工機の選び方についても解説

切削・旋盤 | 2020年09月23日

引用元:株式会社タンガロイ

「フェイスミルとは何か」「フェイスミルの特徴について知りたい」……このような悩みをお持ちの方は必見です。

フェイスミル(正面フライス)は、フライス加工で多く活用されている加工用の刃物工具です。加工機によりフェイスミルを回転させて、テーブルに固定した被加工材を切削していきます。その加工効率の良さから、工業製品を作るうえで必要不可欠な加工と言えるでしょう。金属加工の設計や、依頼をする際にもフェイスミルの知識を持っておくことで、製品化をスムーズに行えます。

そこで、本記事ではフェイスミルの特徴や、構造について知らない方向けに分かりやすく解説します。また、同じフライス加工で使用されている、加工用刃物工具の選び方についてもご紹介しますので、フェイスミルについて知識を得たい方は、ぜひ参考にしてみてください。

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フェイスミル(正面フライス)とは

引用元:モノタロウ

フェイスミルとは、別名「正面フライス」とも呼ばれており、フライス盤に使用される上写真に示したような切削工具のことを言います。フェイスミルを加工機に取り付け、高速回転させることで、被加工材を切削できるようになります。

上写真の右側が先端で、5箇所に取り付けられている刃を「チップ」と呼びます。上写真左側は、加工機とドッキングする部分になります。

フェイスミルは、主に平面加工・側面加工・段加工をする際に使用。一度に切削できる面積が広く、切削面も高い精度で加工できます。

しかし、刃を複数搭載しているぶん、刃の状態および角度の管理をきちんと行わなければなりません。刃の角度は「すくい角」と呼ばれており、この角度が変化することで、切れ味や切りくずの排出の仕方などが変化します。



フェイスミル(正面フライス)の構造

アキシャルレーキ

引用元:MISUMI

アキシャルレーキとは、フェイスミルを側面から見たときの、チップのすくい角のこと。上図左はフェイスミルの半断面で、丸で囲まれた箇所がチップを表しています。

また、上図右は、チップの拡大図でチップを側面から見た「アキシャルレーキ角」とチップを上から見た「ラジアルレーキ角」を表しています。

上図右の「アキシャルレーキ角」と記述している箇所のように、フェイスミルを回転させた際に、刃先が先行する形を正(+)、刃先が遅れる形を負(-)のすくい角として見ます。この角度によって、切りくずの排出の方向や切削力は変化します。

アキシャルレーキのすくい角が正(+)のときは、切削性が良くなり、溶着も起きにくくなります。


ラジアルレーキ

ラジアルレーキとはフェイスミルの上側、もしくは裏側から見たときの、チップのすくい角のことです。イメージはアキシャルレーキの項目に添付した図を参照してください。被加工面に対して垂直方向の角度がアキシャルレーキ。フェイスミルの回転方向に対しての角度がラジアルレーキを意味します。

ラジアルレーキもアキシャルレーキと同様で、フェイスミルを回転させたときに、刃先が先行する形を正(+)、刃先が遅れる形を負(-)のすくい角として見ます。また、切りくずの排出方向や、切削力に変化がある点も同じです。ラジアルレーキは負(-)のすくい角のとき、切りくずの排出性が良くなります。

引用元:三菱マテリアル

アキシャルレーキとラジアルレーキは上図のように、それぞれ正(+)と負(-)の組み合わせによって、加工しやすい材料が異なります。このように、被加工材に合わせて適切なフェイスミルを使うことが大切です。


チップポケット

引用元:astamuse

刃の先端近くにある隙間(上図6の箇所)を「チップポケット」と言います。チップポケットは、切りくずを排出しやすくするために設けられた隙間です。

ここでの「チップ」は切りくずのことを指しますが、チップの元々の意味である「小片」からすると、フェイスミルの刃も、切りくずも同じ「チップ」の意味を表しています。

フェイスミルは、刃の数が多いほど、刃と刃の間隔が短くなり、それに伴いチップポケットのスペースも狭くなります。チップポケットが狭いほど、切削時に発生する切りくずが排出されにくくなります。そのため、切りくずを多く排出する加工では、刃の枚数に注意して加工しなければなりません。



フェイスミル(正面フライス)の加工能率の上げ方

引用元:サンドビック株式会社

フェイスミルの加工能率を上げるには、刃の枚数が多いものを使いましょう。刃の枚数が多いほど、1回転あたりに削れる量が増えます。

また、1つのチップにかかる負担も軽減されるため、刃先の熱の発生も抑えられます。ただし、刃の枚数を増やすと刃と刃の間隔が狭くなり、切削の際に発生した切りくずが詰まりやすくなるといったデメリットもあります。

外径の大きいフェイスミルを使うと、広い範囲を加工できますが、そのぶん機械もパワーがあるものを必要とするので注意してください。

引用元:サンドビック株式会社

また、加工の仕方によっても、製品の仕上がりやチップの負担に変化があります。

上図左のように、チップの切込みと抜けを繰り返す加工方法だと、刃先に負担がかかるほか、びびりが発生しやすくなります。「びびり」とは、工具と被加工材の間に発生する振動のことで、発生すると仕上げ面に悪影響を及ぼします。しかし、上図右のように、チップを食いついた状態を維持しながら加工すれば、チップにかかる負担と、びびりの発生を軽減できます。



フェイスミル(正面フライス)と工作機械の選び方

切削加工では、フェイスミルのほかにエンドミル・溝フライス・平フライス等が使われています。ここでは、各々の加工用刃物工具の特徴や、どのような切削ができるかを解説します。


エンドミル

引用元:モノタロウ

フェイスミルは広い範囲を削るのに適していますが、狭い範囲の加工には向きません。このとき役に立つのがエンドミルです。

エンドミルは、上図に示すようにドリルのような見た目で、工具端部の外周に2枚から4枚程度の刃が付いています。ドリルは軸方向に動かして穴を開けますが、エンドミルは、軸に対して水平方向に動かして切削します。エンドミルは細い形状のため、細かな箇所を削るのに最適。平面加工・側面加工・段加工のほかにも、溝加工や穴加工といった幅広い加工に対応できます。

エンドミルは、太さや長さだけでなく、刃の数や刃の形状など、種類が豊富にありますが、被加工材の材質や精度に合わせて、工具を使い分けなければなりません。

エンドミルは刃の枚数が少ないものだと、刃と刃の間隔は広く、切りくずの排出性は良好です。しかし、芯が細めのため、折れやすい傾向に。一方、刃の枚数が多いと、刃と刃の間隔が狭くなるので、切りくずの排出性に劣りますが、芯は太いため折れにくい傾向にあります。

このことから、大きな切りくずが発生する場合や荒加工では刃数が少ないものを、仕上げ面に高い精度を必要とする場合は刃数の多いものを使います。


溝フライス

引用元:サンドビック株式会社

エンドミルで溝加工は可能ですが、効率よく溝を付けたいのであれば、溝フライスを用います。溝フライスは、円盤のような形状で、外周に多数の刃を搭載。加工スピードが早いため、大量の製品を加工する場合や、深い溝をつけるのに適しています。また、切りくずの排出性と剛性に優れていることから、高い精度で仕上げられるほか、刃物のトラブルも比較的少ないのが特徴です。


平フライス

引用元:工作機械のイロハ

平フライスは、横型フライス盤を使って平面を削る加工用刃物工具のこと。外周に刃を持ち、回転軸に平行な面を切削できます。平フライスは加工範囲が広いため、切削効率は良好です。しかし、フェイスミルと比べて精度が劣るため、荒削りでの使用や精度を必要としない製品の加工として採用されています。

参考記事

各種のフライス加工については、以下の記事でも詳しく解説しているので、気になる方はぜひチェックしてみてください。

フライス加工について専門家が解説!加工の種類・加工機の種類がこの1記事でわかります!



フェイスミル(正面フライス)についてのまとめ

今回はフェイスミル(正面フライス)について解説しましたが、いかがでしたでしょうか。

フェイスミルは平面を削る加工用刃物工具のことを言い、加工範囲が広く、切削効率に優れているのが特徴です。刃の枚数が多いほど加工能率が高くなりますが、そのぶんサイズは大きくなり、重量も重くなるので、パワーのある工作機械を用いる必要があります。

また、加工する製品の特徴や材質に合わせて、高い精度かつ、生産性を高めるためにも、適切なフェイスミルを選ぶことが大切です。

ぜひこの記事を参考にして、金属加工の依頼の際に役立ててください。

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この記事を書いた人
Mitsuri編集部
Mitsuri編集部

Mitsuriは、お客様に寄り添い、製造プロセスに関わる課題をトータルに解決する「お客様の最適な生産活動を達成するコーディネーター」です。記事内容に関するお問い合わせはこちらへ。

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