機械加工の基礎：フライス盤の概要

機械加工の基礎シリーズは、機械工場で働いているか、始めたばかりかを問わず、CAMの知識を磨くのに役立つように作成されています。各エピソードは、社内の機械工の1人によってホストされ、ツール/プロセスの詳細な概要を提供します。前回はフライス盤について説明しました。ここでは、フライス盤の概要を説明します。ここでは、フライス盤の目的で使用できるさまざまな種類の切削工具、これらの工具を使用するのに最適な時期、およびFusion360内での使用方法について説明します。

このビデオでは、より一般的に使用される2つのフライス盤、フラットエンドミルとボールノーズミルを紹介します。フラットエンドミルの名前は、底が平らで、側面が90度になることから付けられました。ボールノーズミルには、半径、半球、またはボールの半分（名前の由来）があり、代わりに丸みを帯びた端になっています。

現在、これら2つの間のどこかにあるタイプのツールがあります。これは、ブルノーズミルまたはチップ半径エンドミルと呼ばれ、底部が部分的に平らで、エッジの周りに半径があります。わかりやすくするために、このビデオではフラットエンドミルとボールノーズミルに焦点を当てます。

では、なぜこれらのタイプのツールの1つを別のツールよりも使用するのでしょうか。それは、実際には、機械加工しようとしているジオメトリのタイプと、現在のプロセスの段階の組み合わせに帰着します。

たとえば、フラットエンドミルを見ると、これを使用して材料を切り取ると、ツールの形状に一致するように、底が平らで側面が真っ直ぐな壁のストックが残ります。これは、機械加工しようとしているジオメトリの底面が平らで、側面がまっすぐな場合に最適です。この場合、フラットエンドミルを使用して部品を最終的な形に仕上げることができます。

ただし、多くの部品には、より複雑な曲面があります。これらの場合、フラットエンドミルの使用は理想的ではありません。ここで、ボールノーズミルに移ります。このツールを使用してマテリアルをカットすると、ツールのジオメトリ（つまり、端の半径またはハーフボール）を持つストックが残ります。

ご覧のとおり、ボールノーズミルを使用して複数のパスがある場合、これらの間にカスプと呼ばれるマテリアルが残ります。
ステップオーバーまたはパスのサイズを小さくすることで、これらのカスプのサイズを小さくすることができます。

これは、このような平面を加工する非常に非効率的な方法です。代わりに、フラットエンドミルを使用してその材料をすばやく除去し、この平らな表面を得る方がはるかに良いでしょう。

ボールノーズミルが私たちに利点を与えるのは、曲面を加工したいときです。フラットエンドミルを使用して曲面を加工しようとすると、ボールノーズで作成されたカスプに似たステップになります。ただし、このような曲面では、ボールノーズミルを使用すると、フラットエンドミルを使用した場合よりも、これらのカスプを許容可能なサイズに縮小するために必要なパスがはるかに少なくなります。

このため、フラットエンドミルは通常、材料の大部分をすばやく除去したい場合の荒加工に使用されます。一方、ボールノーズミルは、荒削りパスが残したものをクリーンアップするための仕上げに使用されます。例外は、仕上げ面が平らな場合です。このツールの形状としてフラットエンドミルを使用できます。これは、完成したパーツの最終的な形状と一致するためです。

フライス盤での切断方法で選択できるもう1つの選択肢は、いわゆる登り切断と従来の切断のどちらを使用するかです。これらは、送り方向と工具が切り取る材料に関連して工具がどのように回転するかと関係があります。

クライムカッティングはツールを回転させ、材料に食い込む歯とチップがツールの前方に移動するときにツールの後ろに押し出されるようにします。歯が食い込む方法は、ツールが材料に沿って引っ張られるか、登ることを意味します。従来の切削は、工具が移動するときに材料の切りくずが工具の前に押し出されるのとは逆の方向です。

特定のアプリケーションに最適な方法を決定する要因はいくつかあり、それ自体がトピック全体です。一般的に、登り切削は工具の摩耗を減らし、表面仕上げの品質を向上させるため、好まれます。

これらのツールとその使用時期についてもう少し理解できたので、Fusion 360内での使用方法を見てみましょう。Fusion360の製造ワークスペースには、作成できるツールライブラリがあります。特定の仕事に使用する切削工具を保管するか、特定のマシンで常に使用できる切削工具を見つけてください。
このドキュメントでは、すでにフラットエンドミルがあり、追加する新しいツールを作成できることがわかります。

ここでは、これまでに説明したタイプや、フライス盤やその他の製造アプリケーションの両方に使用できる他の多くのタイプを含め、作成できるさまざまなタイプのツールをすべて確認できます。新しいツールを作成するには、必要なタイプを選択する必要があります。ボールエンドミルを使用します。これで、このツールを定義するために必要なすべての情報を入力できます。

ここでは、現在フラットエンドミルを使用しているこのフィレットを加工するためのツールパスを確認できます。しかし、すでに見てきたように、ボールエンドミルはこのタイプの表面に対してはるかにうまく機能します。ツールタブでこの操作を編集すると、ツールライブラリから新しいツールを選択できるようになります。

この操作に加えることができるもう1つの変更は、[パス]タブで、カットの方向を選択できます。ここで、カットを上昇させるか、従来の方法にするか、または両方の方法で行うかを選択できます。他の多くの操作タイプにも同様のオプションがあります。これは登りのままにしておきます。

引き続きご注目ください。フライス盤に関するこのエピソードに続いて、機械加工の基礎エピソードを毎週公開します。今後のトピックには、旋盤、ポストプロセッサ、ツールパスタイプ、NCコード、作業座標系などが含まれます。

それまでの間、Fusion 360をダウンロードして、今日からよりスマートな加工を開始してください。 Fusion 360を使用してマシンを最大化する方法の詳細をご覧ください。または、すでにコミュニティに参加している場合は、友達を紹介してください。