CNC工作機械ツールの選び方：実践ガイド

CNC機械加工ツールなしにCNC機械加工はあり得ません。これらのツールは様々な操作に使用され、作業をより容易かつ自動化します。フライス、旋削、ドリル、放電加工ツールなど、様々なCNCマシンツールがあります。

これら各カテゴリーにはそれぞれ機能と用途がありますが、最も活用されているタイプの一つがCNC切削ツール（CNCフライス盤ツール）であることは疑いありません。これらのフライスカッターはCNC機械加工プロセス中にツールを自動的に交換できるため、機械加工ワークショップで最も見つけやすいタイプの一つです。

この記事では、フライスカッターの種類、フライスカッター製造に使用される材料の種類、カッター選定時の考慮ポイントについて説明します。フライス盤ツールについてもっと知りたい方は、最後までお読みください。

フライスカッターの種類

それぞれ独自の特徴と用途を持つ、様々なフライスカッターがあります。CNCツールを紹介する教育動画はこちら：

動画で言及されている通り、最も人気のあるフライスカッターの例には以下が含まれます：

エンドミル

エンドミルは最も人気のあるフライスカッタータイプの一つで、材料を軸方向に切削できる点でドリルとよく似ています。CNCマシンツールには様々なバリエーションがあり、フルート数とノーズタイプが異なります。中には8枚以上のフルートを持つものもあります。ノーズタイプには以下が含まれます：

• フラット：汎用性のあるフラットエンドミルは、2D形状の切り出しに互換性があります。
• ボールノーズ：ボールノーズエンドミルは、3D輪郭と曲線のようなタスクに適しています。
• ブルノーズ：このバリエーションはフラットな端と丸みを帯びた側面を持ち、荒加工とフィレット加工に最適です。

フェイスミル

よりバリエーション豊かなフライスカッタータイプです。交換可能な超硬切削エッジを持つフラットヘッドを備えています。これらの切削エッジがフライスカッターの側面にあるため、水平方向にのみ切削可能で、軸方向には切削できません。機械加工者はフェイスミルを用いて原材料に平らな部分を作ります。交換可能な切削インサートにより長寿命で、長期間にわたり高品質な加工が可能なため、最高のフライスカッタータイプの一つとして残っています。ツール全体を買い替える代わりに、インサートのみを簡単に交換できます。

スラブミル

このタイプのミルカッターは現代の機械加工センターではそれほど一般的ではありません。機械加工者は平らな面をフライス加工するために使用し、側面の歯がありません。スラブ面を持ち、一般的な重切削操作に使用されます。

インボリュートギアカッター

機械加工者はホビングマシンと呼ばれる特殊なタイプのフライス盤を用いてギアカッターを作ります。作りたいギアの歯数によって使用するマシンが異なります。

フライカッター

フライカッターは安価なタイプのフェイスミルです。メインツールボディで構成され、1つまたは2つの工具ビットを取り付けられます。ダブル工具ビットフライカッターは、ダブルエンドフライカッターまたはフライバーとも呼ばれます。機械加工者はワークピースに広く浅い切削を行うために使用します。

ボールカッター

半球形の切削チップにより容易に識別でき、垂直な面のコーナーラジアスを作るために使用されます。

ラフィングエンドミル

ワークピースから大量の材料を短時間で除去する必要がある場合、ラフィングエンドミルが定番のCNCマシンツールです。精度を犠牲にして速度を優先し、ワークピースに粗い仕上げを残します。生成される金属切り屑は小さいため常に除去しやすいです。

ホローミル

このミルはパイプ形状で、形式上は反転しています。ミルの切削エッジがミルの内側にあるため、機械加工者はフルポイントやフォームラジアスのような形状作成にホローミルを使用します。

ウッドラフカッター（キーウェイカッター）

機械加工者はウッドラフまたはキーウェイカッターを用いて、シャフトなどのパーツにキースロットを切削します。切削工具は外径に垂直な歯を持ち、ウッドラフキーに適したスロットを生成します。

リーマ

機械加工者はリーマを用いて、ワークピースの既存穴を拡大し、他のツールより遥かにタイトな公差により、より精密な仕上げと正確な直径を与えます。

サイドアンドフェイスカッター

名前の通り、このタイプのカッターは側面と円周の両方に歯を持ちます。機械加工者はスロットと溝の切削にこのカッターを使用します。エンドミルと機能的類似性がありますが、新技術進歩により使用が減少しています。

CNCマシンツールは何の材料で作られているか？

CNCマシンツールの材料タイプは、それを使用できる製造プロセスのタイプを決定します。いくつかの材料タイプと、それらで作られたCNCマシンツールが扱えるジョブタイプを見てみましょう：

炭素鋼

フライスカッター製造に使用される最も安価な材料です。0.6〜1.5%の炭素、ケイ素、マンガンを含みます。安価な理由は、それほど耐久性のある材料ではないためです。したがって、機械加工者は旋削のような低速操作でのみ使用します。高速操作で使用すると、炭素鋼はより速く劣化します。炭素鋼の融点は200℃です。低融点のため、プラスチックや発泡材のような比較的柔らかい材料のみ切削可能です。

高速度鋼（HSS）

炭素鋼より優れ、より耐久性のある材料で、600℃で硬度を失います。クロム、タングステン、モリブデンなどの合金金属を製造に添加することで高い融点を実現しています。名前の通り、より高いミル速度に適し、より高い動作温度に耐えられます。つまり、鋼やアルミニウムのようなより硬い材料も切削可能です。

超硬合金（セメント化炭化物）

高速度鋼より硬い材料ですが、高速度鋼ほどタフではありません。これは、より高い動作温度で硬度を失わずに使用できるものの、高速度鋼より割れや欠けに弱いことを意味します。割れる傾向があるため、機械加工者は切削よりも高品質な表面仕上げに主に使用します。

切削セラミックス

硬度の面では、切削セラミックスが4材料中最強です。しかし、硬い材料に使用すると割れやウィッピングに非常に弱いままです。機械加工者は超合金や鋳鉄のようなタフで強い材料の切削に使用します。耐食性と耐熱性がありますが、工具寿命が短い傾向があるため、機械加工ツールとしての推奨はしません。しかし、高熱操作に耐えられるため、超合金、鋳鉄、硬い鋼のようなツールで働けます。

フライスカッター選定前の考慮ポイント

仕事に適したカッターを選ぶのは、特に高温での使用や硬い材料の切削が必要な場合、大変な作業になる可能性があります。適切なフライスビットを選ぶ前の考慮ポイントをいくつか示します：

ツールの材料

上記でリストアップした通り、高速度鋼は最良のツールオプションの一つです。タフネスと硬度の両方の長所を兼ね備えています。

しかし、ニーズによって使用するツールタイプが決まる場合もあります。本当に硬いツールが短期作業のために必要なら、超硬合金や切削セラミックスの方が良いかもしれません。

ツールコーティング

CNC機械加工ツールのコーティングタイプも重要です。窒化チタンのようなコーティングを使用するとツール寿命が向上しますが、コストも増加します。また、一部のコーティングタイプはツールを粘着しにくくし、作業中の潤滑剤使用量を減らせます（さらにコスト削減）。

フルート数

フルートはミルビットの溝です。フルート数はミルビットの送り速度を決定します。しかし、フルート数が多いことは、より大きなミルビットになることも意味し、ワークピースから切り取られた金属屑のスペースが少なくなります。

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よくある質問（FAQ）

Q: どのタイプのフライスカッターが最高ですか？

A: 取り組んでいるプロジェクトのタイプによります。異なるタイプのプロセスと、それらを扱う様々なタイプのツールがあります。

Q: コーティングありのミルビットとコーティングなしのミルビット、どちらが良い？

A: ツールにコーティングすると寿命が大幅に延び、一部ワークピースに対して粘着しにくくなります。したがって、コーティングありミルビットが一般的に優れています。しかし、コーティングはツールコストも増やすため、予算も決定要因になります。

結論

CNC機械加工ジョブに適したツールを選ぶことは極めて重要で、プロジェクトが成功するかどうかを決める重要な要素です。したがって、あらゆる種類の仕事に適したツールを熟知する必要があります。より良い代替案は、RapidDirectにすべてのCNC機械加工ジョブを任せることです。以下はお問い合わせいただくべきいくつかの理由です。