フライス加工の公式・定義・実践例を完全網羅【PDF付き】

フライス加工の公式概要

フライス加工は、回転カッターをワークに対して移動させ材料を除去する機械加工プロセスです。1軸または多軸で実行可能、カッター頭部の速度・圧力方向は多様です。フライス盤作業で必須の重要公式を系統立てて解説します。

フライス加工の主要用語と公式

1. 切削速度
2. 実効切削速度
3. 主軸回転数
4. 送り
5. 最大チップ厚
6. 金属除去率
7. 比切削抵抗
8. 切込み深さ
9. カッター刃数
10. 加工時間

1. 切削速度（vc）

フライスカッターの回転による円周線速度。単位：m/min。

v = 切削速度(m/min), d = カッター径(mm), n = 主軸回転数(rpm)

2. 実効切削速度（ve）

実効径（DCap）における表面速度。実際の切込み深さ（ap）での正確な切削条件決定に必要。ラジアスカッター、ボールエンドミル、大コーナーラジアスカッター、カッター進入角90°未満の場合に使用。

3. 主軸回転数（n）

主軸上のフライス工具の分速回転数。推奨切削速度から決定。

4. 送り（Feed）

ワークがカッター下を進む速度。フライス盤では以下3方式で指定。

① 1刃当り送り（fz / Sz）

2枚連続刃が噛み合う時間内のワーク前進距離。単位：mm/刃。

② 1回転当り送り（frev / Srev）

カッター1回転分のワーク前進距離。単位：mm/rev。

③ 分速送り（fm / Sm）

1分間のワーク移動距離。単位：mm/min。

これらは以下の関係式で結ばれます。

Z = カッター刃数, n = 主軸回転数(rpm)

5. 最大チップ厚（hmax）

カッター係合条件の結果としてのチップ厚（fz基準）。最も生産的な1刃当りテーブル送り採用可否の判断値。平均チップ厚も比切削抵抗算出・正味動力計算に有用。

6. 金属除去率（MRR / Q）

単位時間当り除去金属体積（mm³/min または inch³/min）。切込み深さ・幅・送りから算出。

7. 比切削抵抗（kc）

材料定数。強度計算用因子。単位：N/mm²。

8. 切込み深さ（ap）

ワークがカッター下を1パス通過する際の除去材料厚さ。元面と仕上面間の垂直距離。単位：mm。

9. カッター刃数（Z）

有効加工のため適正設計必須。回転数・送り既知なら送り公式から逆算可能。

粗歯カッター（少刃数）の利点：

1. チップポケット拡大確保
2. 刃断面積増大で刃強度向上
3. 大きなすくい角確保可能
4. 駆動動力低減
5. 刃-ワーク間滑り摩擦低減→発熱抑制
6. 再研磨回数増大→工具寿命延長

10. 加工時間（T）

加工長さ（lm）÷ テーブル送り（vf）。

T = 所要時間(min), L = テーブル総移動量(mm), Sz = 1刃当り送り(mm), Z = 刃数, n = 回転数(rpm)

テーブル移動量L = ワーク長さC + 近づき長さA。近づきAはカッターが全切込み深さに達するまでの移動距離。

平フライスカッターの近づき長さ（A）

A = 近づき(mm), B = 切込み深さ(mm), C = カッター径(mm)

フェイスミルカッターの近づき長さ（A）

A = 近づき長さ(mm), D = カッター径, B = ワーク幅

材料別平均切削速度・送り早見表

実践計算例

例題：平フライス加工の切削パラメータ算出

条件： カッター径100mm, 回転数500rpm, カッター幅100mm, 切込み5mm, テーブル送り100mm/min, ワーク長500mm, ワーク幅80mm, 刃数8枚

解答：

切削速度 vc = π·d·n / 1000 = 3.1416×100×500/1000 ≈ 157 m/min

金属除去率 MRR = b·d·F

b=ワーク幅80mm, d=切込み5mm, F=テーブル送り100mm/min

MRR = 80×5×100 = 40,000 mm³/min

加工時間

近づき y = 4mm（計算により）

L = 500 + 4 = 504mm, T = L / (Sz·Z·n) = 504 / (0.025×8×500) ≈ 0.504分 ≈ 30.2秒

まとめ

フライス加工の全公式・定義・実践例を網羅しました。正確な切削速度、1刃当り送り、金属除去率、加工時間の算出は良好な加工結果の前提条件です。ご質問はコメント欄へ。記事が役立ったらシェアを。ニュースレター登録は無料です。