フライス加工とは？加工機・工具・加工方法の種類を解説します！

2024.05.13

フライス加工は、樹脂や金属などさまざまな部品を作るための切削加工の一種です。

今回の記事では、フライス加工について加工機の種類、工具の種類、加工の種類などをご紹介します。

フライス加工とは

フライス加工とは、切削加工の一種で固定した加工物に回転させた切削工具を当てて切削する加工方法のことをいいます。ミーリング加工とも呼ばれます。「フライス」と呼ばれる円筒形で複数の刃が付いた切削工具を回転させて、固定した加工物に当てて切削加工します。切削工具を上下に動かしたり、加工物を固定している作業台を上下・左右・前後に動かしたりして色々な形状に加工していきます。さまざまな種類の切削工具を使い分けることにより、平面や曲面、溝加工、穴あけなど多様な加工が可能です。

フライス加工では、その加工方法から角もの（かくもの）と呼ばれる、四角い部品の切削加工に適しています。歯車や金型、機械部品などの工業製品に多く使用されるため、フライス加工を行うフライス盤は「マザーマシン」とも呼ばれることもあります。また、仕上がりが綺麗で寸法精度が出しやすいため、精密部品加工でも用いられます。

フライス盤（加工機）の種類

フライス加工は、さまざまな工作機械を使って行われています。代表的なフライス加工機の種類について、解説していきます。

汎用フライス

切削工具の取り付けから加工まで全ての操作を手動で行うフライス盤です。手動ならではの精密で高品質な加工が出来ますが、作業者の技量や熟練度によって製品の精度が左右されます。主に形状が複雑な試作品や一点ものの加工に使用されています。機械の導入コストが低く、操作性に優れている点がメリットとして挙げられます。

主軸の向きによって、主軸が垂直方向の立ちフライス盤（たて型）と、主軸が水平方向の横フライス盤（よこ型）の2種類に大きく分けられます。

NCフライス

主軸や加工物の位置や動きを数値化し、オートメーションで加工するフライス盤です。NCフライスのNCとは「Numerical Control」の略で、数値制御という意味です。あらかじめ設定したプログラム通りに自動で加工するため、作業者のスキルに関わらず安定した品質で加工が出来ます。

現在では加工機に搭載されたコンピュータによって数値制御を行う、「CNCフライス」が主流となっています。

汎用フライス盤では加工が困難な複雑形状でも、数値化したプログラムで制御することにより高精度で加工することが可能です。

マシニングセンタ

NCフライス盤に「ATC（自動工具交換装置）」を備えたフライス盤です。同時に複数の切削工具をセットし、工程ごとに手動で切削工具を交換する手間が削減されるため、作業効率と製品精度の向上の両立が出来ます。

主軸や加工物の向きを変更しながら、穴あけや曲面加工などさまざまな種類の切削加工を組み合わせることにより、複雑で複合的な加工をすることが出来ます。

フライス加工に使用される工具の種類

次に、フライス加工で使用する代表的な工具を紹介します。

エンドミル

エンドミルは円筒状のドリルのような形状で、外周と底面に切れ刃を持った代表的なフライス工具です。平面加工、側面加工、段加工、溝加工、穴加工など幅広い加工が可能な万能工具です。刃の数や形状、材質などの違いにより、さまざまな種類があります。

後述する正面フライスと比べると削れる面積が小さいですが、エンドミルでは1つの工具で細かく多様な加工が出来ます。また、加工物との接点も小さく刃物の交換サイクルが長いため、経済性に優れています。

エンドミルは、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種類に分けられます。

正面フライス

正面フライスは円の外周上に複数の切れ刃を持ったフライス工具です。「フェイスミル」や「フェイスカッター」とも呼ばれます。工具を回転させながら平行移動させて表面を平らに加工するため、広い面積を効率的に削ることが出来ます。主にたて型フライス盤に取り付けて使用します。刃（チップ）は交換可能なタイプが主流となっています。さまざまなサイズや形状があります。

平フライス

平フライスは工具の外周に切れ刃を持った円筒状のギアのようなフライス工具です。「プレーンカッター」とも呼ばれ、よこ型フライス盤に取り付けて平面加工を行います。

正面フライスよりもさらに切削効率が良いですが、仕上がり精度は劣ります。そのため、一般的には荒加工や中仕上げに使用されます。切れ刃には、荒加工用の荒刃と仕上げ用の普通刃の2種類があります。

側フライス

側フライスは工具の外周面と側面に切れ刃を持った円盤状のフライス工具です。「サイドカッター」とも呼ばれ、よこ型フライス盤に取り付けて側面加工や溝加工を行います。切れ刃には、普通刃・荒刃・千鳥刃など複数の種類があり、用途によって使い分けます。

溝フライス

溝フライスは外周に切れ刃を持った円盤状のフライス工具です。「スロットカッター」とも呼ばれ、加工物の側面や端部に溝を掘るために使用されます。エンドミルを使って溝加工するよりも、短時間で加工を行うことが出来ます。また、切り屑の排出性にも優れているため、高精度で効率良く加工することが可能です。

T溝加工で使用されるTスロットカッターやアリ溝加工で使用されるアリ溝カッターなどの種類があります。

その他にも、メタルソー・スリワリフライス、ドリル、歯切りフライスなどのフライス工具があります。

フライス加工の種類

続いて、フライス加工の種類について代表的なものを紹介します。

平面加工

加工物の表面を平面に削るフライス加工です。平面削りともいいます。平面加工には、正面フライス・エンドミル・平フライスを使用します。正面フライス・エンドミルではたて型フライス盤に取り付けて加工を行い、平フライスではよこ型フライス盤に取り付けて加工を行います。平面加工では、切削効率と平面度の精度に優れている正面フライスが最も一般的に使用されています。

側面加工

加工物の側面を削るフライス加工です。側面削りともいいます。側面加工には、エンドミル・正面フライス・側フライスを使用します。エンドミルではたて型フライス盤に取り付けて加工を行い、正面フライス・側フライスではよこ型フライス盤に取り付けて加工を行います。側面加工では、エンドミルでの加工が最も一般的です。側フライスを用いた側面加工は、精度が出にくいため荒加工や中仕上げに使用されます。

段加工（段差加工）

加工物の表面に段差を作るフライス加工です。平面と側面を同時に削っていきます。段加工には、正面フライス・平フライス・エンドミル・側フライスを使用します。広い面や浅い段差の場合、たて型フライス盤であれば正面フライス、よこ型フライス盤であれば平フライスを使用し加工するのが一般的です。一方、狭い面や深い段差の場合は、たて型フライス盤であればエンドミル、よこ型フライス盤であれば側フライスを使用し加工するのが一般的です

溝加工

加工物に溝を掘るフライス加工です。溝加工には、エンドミル・側フライス・溝フライスを使用します。エンドミルではたて型フライス盤に取り付けて加工を行い、側フライスではよこ型フライス盤に取り付けて加工を行います。エンドミルでの加工が最も一般的です。溝の底を広くするT溝加工はT溝フライス、溝の底にいくにつれて広くするアリ溝加工はアリ溝フライス、スリット加工にはメタルソーやスリワリフライスなど、特殊な溝加工には専用工具を使用します。

穴加工

加工物に穴をあけたり、穴を広げたりするフライス加工です。穴加工には、ドリル・エンドミル・中ぐりバイト・リーマなどを使用します。

穴あけ加工では、センター穴ドリル下穴をあけておき、ドリルやエンドミルで深掘りしていきます。穴あけ加工でできた穴をくり広げる中ぐり加工では、旋盤加工でも使用する中ぐりバイトを用いて穴の内面を切削していきます。

その他にも、C面取り加工、総形加工、3次元加工などの種類があります。

このように、フライス加工にはさまざまな種類があります。

加工物の材質の特性や形状などを考慮し、適切な加工方法を選択することが大切です。

弊社での製品事例

本記事で解説したフライス加工について、弊社で加工した製品を紹介します。

難削材加工　XM19 テストカット　6面フライス加工

スペック・仕様

材質	XM19
ロット	1ヶ/ロット
大きさ	300×400×750
公差レベル	一般公差
納期目安	約3週間
金額	1万円未満
製品用途・業界	エネルギー(発電機、タービン、原子力)