正面フライスと外周フライス:主な違いと工具選択ガイド

フライス加工は多くのバリエーションがある一般的な機械加工操作であり、機械工にとって適切な方法の選択は重要な決定となります。これらの選択肢の中で、正面フライスと外周フライスは最も基本的な比較の 1 つであり、他のすべてのタイプはこの比較に基づいています。 

似ているというわけではありませんが、初心者はよく混乱します。それらの切断メカニズムはまったく異なります。 1 つは主に工具の端で切削し、もう 1 つは工具の側面で切削します。しかし、その情報はどの方法を使用するかを決定するのに十分でしょうか?おそらくそうではありません。

このガイドでは、正面フライス加工と外周フライス加工の両方の操作、その利点、用途、制限事項を比較し、どちらかを選択する際に役立ついくつかの推奨事項を説明します。

正面フライス加工とは何ですか?

正面フライス加工は切削工具の回転軸がワークの表面に対して垂直（垂直） になる加工です。 。このツールは、カッターの底面と外縁の刃先を使用して材料を除去します。 

通常、フェースミルの入射角は約 45° (軸方向の力と半径方向の力のバランス) です。  特別な高送り正面フライスは、高い送り速度に対応するために、より浅い角度 (約 10 ～ 15°) を使用します。

正面フライスは、大きな平らな表面 (プレート、ベース、ハウジングなど) を機械加工および仕上げたり、平らな基準面を確立したりするために一般的に使用されます。 (Z=0) さらなる加工を行う場合。

正面フライスの作業プロセス

正面フライス加工では、ワークピースは機械テーブルにクランプされ、正面フライスは軸が垂直になるようにスピンドルに取り付けられます。 CNC マシンは、カッターが表面に沿って直線的に動くようにプログラムされています。

工具が表面に沿って前進すると、カッターの面にある各インサートが噛み合い、切りくずをせん断します。インサートはカッターの周りで放射状にオフセットされているため、材料の除去は複数のエッジに分散され、効率的な切り代が得られます。

正面フライス用切削工具

正面フライス加工には、部品の形状と加工要件に基づいて選択される特別なカッターと対応する正面フライス ホルダーが必要です。 

一般的な正面フライス工具には次のようなものがあります。

シェル (フェイス) ミル

外周と端面に複数の刃先交換式チップを装備した大径カッタです。シェルミルはアーバーに取り付けられています。フェースミルのアーバーエクステンションにより、広い領域をカバーし、深い切り込みを行うことができるため、一般的な平面フライス加工の標準となっています。 

ハエカッター

アーバに取り付けられたシングルポイントカッターです（インサートは1つだけです）。フライカッターは平らな面で非常に滑らかな仕上げを実現し、セットアップが簡単ですが、マルチインサートミルよりも時間がかかります。 

フライカッターとフェースミルを比較すると、1 つは単一点工具で剛性が低く、もう 1 つは複数のインサートを備えており、重切削作業をサポートするためにより剛性が高くなります。 

刃先交換式フェイスミル

これらの工具には、固体の中に超硬またはセラミックを備えた強力なフェースミルインサートが含まれています。高い生産性と簡単なインサート交換を実現し、大量生産に最適です

ボタンカッター (丸インサート正面フライス)

これらは専門的です 丸い「ボタン」インサート付き。これらは、平坦な表面またはわずかに輪郭のある表面でスムーズな切断動作を実現し、断続的な切断をうまく処理します。 

正面フライス用の底面フライスは、連続的な荒加工、中仕上げ加工、および倣い加工を異なる切削角度で実行できます。 

利点

正面フライス加工にはいくつかの利点があります。

• 高い材料除去率 (MRR)
• 滑らかな切削により優れた表面仕上げが得られます。
• 広い表面（プレート、ベース、金型の面など）を少ないパスで加工することに優れています。
• 複数の刃先で切削が共有されるため、磨耗はインサート間で分散されます。

欠点

次のようないくつかの制限もあります。

• ツールへのアクセス制限
• 3D 輪郭なし
• 初期ツール費用が高い

アプリケーション

正面フライスは平坦な表面を作成する必要がある場合に使用されます。 。一般的なアプリケーションは次のとおりです。

• 面出し/レベリング :部品または未加工の鋳造/鍛造の上面を平らにする
• 端を直角にする:切断 さらに加工する前に、基準面としてブロックまたは棒材の正方形または平らな端を作成します。
• 大きな顔の仕上げ :機械加工されたプレート、ハウジング、または金型コンポーネントの最終的な平坦度と仕上げを達成する
• さらなる作戦の準備 :穴あけ、ポケットフライス加工、または研削の前に表面を整えて、正確な基準面を確保する

正面フライス加工に関する実践的なヒントと推奨事項

機械工が推奨する方法はカッターをオフセットすることです。 フェーシング時の部品中心からの中心線。これにより、出口での切りくずの厚さが最小限に抑えられ、バリが減少し、表面仕上げが向上します。また、振動やインサートの損傷を引き起こす可能性があるカッターの滞留を回避するのにも役立ちます。 

しかも出入りが頻繁です。 特に穴やスロットの上では避けてください。やむを得ない場合は、刃先を保護し応力の蓄積を抑えるために、入口と出口の送り速度を下げてください。

冷却剤を塗布します 超硬合金を加工する場合、切りくずを洗い流し、インサート刃先を冷却します。乾式切断が可能な材料 (アルミニウム、プラスチック) の場合は、コーティングされた超硬が役立ちます。再切断を避けるため、作業エリアに切りくずを置かないようにしてください。

機械加工における外周フライス加工とは何ですか?

外周フライス加工（または平面フライス加工） はカッターの軸がワーク表面と平行になる加工操作です。 。 切断動作は円周に沿って発生します。 回転工具の。 

通常、垂直ミルのエンドミルを使用して、カッターの溝が部品の長さまたは外周に沿って切断されます。この方法は、ワークピースのエッジの周りにスロット、溝、輪郭を切削するために設計されています。 

外周フライス加工では、工具が設定深さまで突っ込み、スロットや複雑な輪郭を切削します。エッジ、深い溝、複雑な形状（ギアやフランジなど）が必要な業界で広く使用されています。 

外周フライス加工の種類

外周フライス加工は、正面フライス加工と同様、フライス加工プロセスの基本的なタイプの 1 つであり、同じ切削アプローチに従うものの、工具や用途が異なるいくつかのサブタイプがあります。 

標準の外周フライス加工タイプは次のとおりです。

スロットミリング

工具を押し込んで移動させることで、カッターより広いスロットや溝を切ります。 

ストラドルミリング

カッターの側端を使用して、ワークピースの片面 (または平行な 2 つの面) を切断します。

フォーム/輪郭フライス加工

このプロセスでは、プロファイル カッター (歯車ホブやキー溝ブローチなど) を使用してパーツの外周を成形します。

スラブミリング

ワークを超えて伸びる幅広カッターを採用しており、大きな切断が可能です。

外周フライス加工用の切削工具

外周フライス加工では、サイドエンゲージメント用に作られた一体型カッターがよく使用されます。一部の外周フライスは

異なるプロファイルのエンドミル: 最も一般的なタイプの外周刃です。エンドミルは本体の周りに螺旋状の溝を持ち、側面と先端で同時に切削します。

ソリッドエンドミル（単体）には様々な形状があります。たとえば、平底のスロットや輪郭にはスクエア エンド ミル、3D 輪郭やフィレットにはボールノーズ エンド ミル、面取りや丸みを帯びたエッジにはコーナーラウンド エンド ミルがあります。

スラブミル (ストラドルカッター): これらは、円周上 (場合によっては側面) に歯を備えた幅広のカッターで、広い表面やキー溝での重切削用に設計されています。スラブ フライス カッターは両側を切断できます (またがる)。

利点

プレーンフライス加工には、他のタイプのプロセスに比べて多くの利点があります。

• 複雑な輪郭、狭い半径、深い溝を切断できます。
• 輪郭のある表面をきれいに仕上げることができます。
• シングルエンド ミルは、溝加工、ポケット加工、輪郭加工を実行できます
• 長くて狭い部品やキー溝に優れています

欠点

外周フライス加工には次のような制限があります。

• 広い路面では速度が低下します。ジョブを完了するには複数のパスが必要になる場合があります。
• 深いスロットやポケットには長いエンドミルが必要で、曲がる可能性があります
• オーバーラップ パスが使用されていない場合、ステップオーバー マークが発生する可能性があります

アプリケーション

前のセクションで示唆したように、外周フライス加工は軸方向の切削操作とプロファイリングに使用されます。一般的な外周フライス加工の用途には次のものがあります。 

• スロット加工: エンドミルまたはスロッターを使用して、直線または曲線のスロット/溝を切削する
• コンタリング/プロファイリング: CNC ツールパスを使用して部品の外周を加工する（例:フランジ、曲線プロファイル、カム輪郭のフライス加工）
• ストラドルミリング: 2 つの平行なカッターを使用して、向かい合う 2 つの面を同時に加工する（例:ブロックの 2 つの側面に溝を入れる）
• 歯車加工: 成形カッター（フォーム カッターまたはホブ）を使用して、歯、スプライン、キー溝、またはその他の輪郭形状を生成する
• ポケット: 内部領域の荒加工または仕上げ加工（エンドミルのスパイラルまたはラスター パスを使用）

正面フライス加工と外周フライス加工の主な違い

前のセクションでは、プロセス、その利点、制限、およびアプリケーションを個別に説明することに重点を置きました。ここでは、実際の使用において正面フライス加工と外周フライス加工を分ける差別化要因に焦点を当てます。

正面フライス加工と外周フライス加工をまとめた比較表を見てみましょう。

 正面フライス加工 外周フライス加工 切断方向 軸が垂直。工具面軸を平行にして切削します。工具側面による切削切削深さ 浅い軸方向のカット 深い軸方向のカット工具のかみ合い 複数のインサートが面にかかる負荷を分散します表面仕上げ 工具長に沿って側面の溝がかみ合います 大きな平面は滑らかに仕上げ輪郭は細かく、平らな部分はスカラップツール設計 マルチインサートカッター小型ソリッドエンドミル材料除去率 平面上での HighLower用途 表面仕上げ、レベリング、角付けスロット、ポケット、輪郭、プロファイル

切断方向

外周フライス加工と正面フライス加工の大きな違いの 1 つは、切削方向が完全に異なることです。正面フライスでは、カッターの軸が部品に対して垂直であり、工具の面 (底面) の切れ刃が作業を行います。外周フライス加工では、カッターの軸は部品の表面と平行であり、切削は工具の側面 (円周) に沿って行われます。

切込み深さ

正面フライスは表面を平坦にすることに重点を置いています。インサートの到達範囲は限られているため、パスごとに非常に浅い軸方向の深さに到達します。 

外周フライス加工の場合、その汎用性はエンドミルの用途と種類によって異なります。ほとんどの場合、エンドミルをプランジまたはランピングすることで、より深い切り込み (軸方向) を達成できますが、実際の深さは工具の長さと剛性によって制限されます。 

ツールの使用

正面フライス加工と外周フライス加工における工具のかみ合いを比較すると、正面フライスはワークピースを工具の面とリムにかみ合わせ、接触が多くのチップ全体に分散されます。各インサートではカットの一部のみが表示されます。したがって、磨耗もインサート全体に分散され、工具寿命が向上します。 

外周ミルはカッターの側面エッジ (エンドミルではすべてのフルート) と係合するため、側面に沿った刃先の長さ全体が関与します。要約すると、正面フライス加工は工具端を使用し、外周フライス加工は工具側を使用します。

表面仕上げと公差

 正面フライス加工では、通常、より平坦で滑らかな表面が得られます。カッターの面は平坦で、ワイパーチップを使用することが多いため、正面フライス加工により非常に安定した平坦度が得られます。粗さ値 (Ra) は通常 0.8 ～ 1.8 μm の範囲です。 

対照的に、外周フライス加工では輪郭をきれいに仕上げることができます。ただし、平面上では通常、波形や段差が残ります。  粗さ値 (Ra) は通常 3.2 ～ 6.3 μm の範囲です。一方、正面および外周ミリングの許容範囲は、プロセスで使用される装置と工具に基づいて、±0.13 mm ～ 0.05 mm の範囲になります。

ツールの設計

ツールを見れば、プロセスを簡単に予測できます。フェースミルは、複数のインサートを備えた大型の工具です (多くの場合、3 ～ 8 インチ以上)。その理由は、1 回のパスで広い表面を切削してカバーする必要があるため、直径が広く、複数の切れ刃 (インサート) が必要となるためです。

対照的に、外周カッターは小型で、通常はソリッドまたは刃先交換式エンドミルで、側面切削用に設計されています。刃先はフルートと呼ばれ、工具本体の長さに沿って延びています。一般的なエンドミルには 4 ～ 6 の刃があり、直径は 1/4 インチから 1 インチの範囲です。

フェースミルには本体に数十の刃先がありますが、エンドミル（ペリフェラル）には直径 1/4 ～ 1 インチの工具に 4 ～ 6 個の刃が付いている場合があります

材料除去率

幅広のカッターと多数の歯を備えた正面フライス加工は、パスごとに材料を非常に迅速に除去します。外周フライス加工では、パスごとに除去する材料が少なくなる（工具が小さくなる）ため、大量の平らな領域では速度が遅くなります。ただし、ペリフェラルを使用すると、スロットまたは狭い領域の除去をより効率的に集中させることができます。 

ミリング速度と送り

外周加工と正面フライス加工の速度と送りを比較すると、外周加工速度(RPM)は正面フライスよりも遅く、送り速度は高くなります。それは、フェースミルには複数のインサートが含まれ、工具の噛み合いがより高いためです。 

切削速度(RPM)=(Vc ×1000)/π×D

送り速度( (mm/min))=RPM × f × Z

さらに、オンラインの正面フライス送りと速度の計算ツールを使用して、送りと速度の正確な値を調べることができます。 

アプリケーション

正面フライス加工は、通常、さまざまな種類の表面操作 (表面の平坦化、直角エッジの作成、または大きな面の最終的なクリーンアップ) に使用されます。 

外周フライス加工は、スロット、ポケット、輪郭、エッジに使用されます。部品の周囲のパスに沿って工具を移動させる必要があるものには何にでも使用できると言えます。 

正面フライス加工と外周フライス加工のどちらを選択するか?

正面フライス加工と外周フライス加工のどちらを選択するかは、部品の要件と制約によって異なります。選択する際には、次の要素を考慮する必要があります。

ジオメトリ

まず部品の形状を評価する必要があります。部品のどの部分に機械加工が必要ですか?平らな領域とプロファイルは?表面の 50 % 以上が平坦でアクセス可能な場合は、正面フライス加工を選択します。ほとんどのフィーチャーが溝、輪郭、狭い壁である場合、外周フライス加工が最適なオプションです。

希望の仕上がり

非常に厳密な平坦度または滑らかな平面仕上げが必要な場合は、正面フライス加工をお勧めします。ただし、側壁や形状の精度が必要な場合は、外周フライス加工が最適です。全体として、より良い表面仕上げが必要な作業には、正面フライス加工を選択してください。

費用

両方を使用してもジョブは可能だが、コストに制約があるシナリオでは、外周フライス加工がコスト効率の高いオプションとなる可能性があります。フェースミルとそのインサートは、単純なエンドミルよりも工具あたりのコストが高くなります。ただし、材料の除去が速くなります。外周フライス工具は安価ですが、時間がかかる場合があります (したがって、加工時間が長くなります)。 

実際のほとんどの場合、機械工はハイブリッド アプローチに従います。正面フライス加工で大きな平らな領域を荒加工し、仕上げまたは輪郭加工のために外周フライス加工に切り替えます。このバランスにより、コストと品質の最適なトレードオフが得られます。

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概要

正面フライス加工と外周フライス加工は、2 つの基本的なフライス加工操作です。他の多くのフライス加工サブタイプはこれらのコア切削機構に依存しているため、違い (外周フライス加工と正面フライス加工) を理解することが重要です。

正面フライス加工では、工具の面で切削し、平坦で均一な表面を作成します。外周フライス加工では、ツールの側面を使用して、パーツのプロファイルに沿ってスロット、エッジ、輪郭を加工します。

実際には、外周フライス加工と正面フライス加工について議論したり、1 つの方法のみを選択したりすることはほとんどありません。機械工は、同じ仕事の中で 2 つの作業を切り替えることがよくあります。一般的なワークフローは、表面を平らにするか粗くするための正面フライス加工から始まり、その後、適切な外周フライス加工プロセスを行って、スロット、ポケット、プロファイルなどのフィーチャーを完成させることです。

RapidDirect と協力して専門家の指導を受け、最適化されたコストで最高の加工パフォーマンスを実現します。

よくある質問

正面フライス加工は何に使用されますか?

正面フライス加工は主に大きな表面を平らにするために使用されます。ワークの上面から材料を除去して滑らかな表面を作成します。一般的な用途には、プレートの表面仕上げ、ストックの四角化、さらなる機械加工前の基準面の準備などが含まれます。

エンドミル加工と正面フライス加工の違いは何ですか?

エンドミル加工と正面フライス加工の大きな違いの 1 つは、使用する工具です。  エンドミルは直径が小さく、側面と先端の両方で切削します。対照的に、フェースミルは、面 (底面) のみを使用して切削する大型の工具です。平らな表面を作成するための正面フライス加工ですが、エンドミルは通常、材料に突っ込んでスロットやプロファイルを作成します。

工具の噛み合いは表面仕上げにどのような影響を与えますか?

カッターの歯がワークピースにどのようにかみ合うかは、仕上がりに大きな影響を与えます。例えば正面フライス加工の場合、平らな面に複数の歯を噛み合わせると、自然とより平坦な仕上がりになります。ただし、外周フライスでは、パスに沿ってカットする場合、正しく重なっていないとスカラップが残る可能性があります。