精密CNC加工に不可欠な主要加工工具

コンピュータ数値制御（CNC）加工は、必要な幾何学仕様を達成するために元のブロックから材料を除去する減法製造プロセスです。工作機械は減法製造プロセスの不可欠な部分であり、フライス、研削、ドリル技術で材料を除去します。機械加工工場では、指定精度、公差、仕上げを達成するために精密CNC加工用途でフライスと旋盤工具を使用します。

CNC工作機械の利点は、さまざまな切削工具を装着でき、異なる形状・サイズの材料製造に対応できることです。切削工具はせん断変形を用いてワーク上で回転・切削・材料除去を行います。各工具は独自の属性とメリットを持ちます。ほとんどの切削工具には溝があり、これは工具の切れ刃を指します。切れ刃は工具外周に沿った螺旋溝を持ちます。加工中に切り取られた微細金属片は溝に沿って排出されます。異なるカッターは異なる数の溝を持ちます。メカニックはワーク材料と要求表面仕上げに応じて必要な刃数の工具を選択します。

ドリルとエンドミルからリーマまで、CNC加工工具の選択は必要な製造と仕上げを得るために極めて重要です。

エンドミル

業界では垂直CNC加工用途にエンドミルを広く使用します。垂直加工用途では、エッジ周りの円形輪郭やシャフトのキー溝切削など、ワーク表面に沿ったディテールを作成します。

エンドミルは1つ以上の鋭利な切れ刃を持ち、さまざまな切削と大量材料の迅速除去が可能です。解剖学と機能に基づき、さまざまなタイプのエンドミルがあります。これらには：

• 平底エンドミル：ワークの2次元特徴を切削する平面工具
• ボールエンドミル：丸い切削端を持つ工具、3D輪郭面フライスに適する
• ラジアスエンドミル：平底でコーナーが丸く、R角切削に適する
• ラフィングエンドミル：鋸歯状設計で大量材料を迅速除去しつつ荒加工残しに適する

ドリル

ドリルビットは最も一般的なCNC加工工具で、地元のハードウェアストアで見つかるものと変わりません。1つ以上のチップフルートとテーパー切れ刃を持つシャンクで構成され、ワークへの迅速な穴あけが可能です。オペレーターはさまざまなタイプのドリルビットをCNC機械と組み合わせ、多様な切削操作を実行します。

• ツイストドリル：材料に穴あけ、金属・木材・プラスチック穴あけに最適
• センタードリル：精密センタリングと穴あけに適する
• エジェクタドリル：深穴あけ用工具、推奨径範囲3/4インチ〜4インチ

ねじ切りフライスカッター

名前の通り、ねじ切りフライスカッターは材料に内部または外部ねじを切削する工具です。タップも類似目的ですが、内部ねじのみ切削可能です。ねじ切りフライスカッターは最小1/8インチ（3.175mm）のねじを、ねじ穴深さが約3倍径まで生産可能。一方タップは最大20倍径深度まで到達可能。大径工具でねじ切りすると、タップ径1/2インチ（12.7mm）以上でCNC機械が不良結果を示すことがあります。

リーマ

リーマは金属加工用途で小径・深穴あけに使用される回転切削工具で、斜め角プロセスで既存穴を拡大・拡張します。精密リーマは高精度で穴を拡大しエッジを平滑化し、非精密リーマは基本拡大とバリ取りを実行。切れ刃配置により単刃リーマまたは多刃リーマに分類。単刃リーマは高精度と寸法一貫性で精度確保だが高価。標準多刃リーマは複数超硬切れ刃と丸い切れ刃で研磨作業向き。他切削工具と比較し、メカニックは寸法精度と厳公差達成のためリーマを好んで使用します。

中空フライスカッター

中空フライスカッターは内面に3つ以上の切れ刃を持つ管状カッターです。反転フライスカッターに非常に似ており、メカニックはワーク準備とねじ切りなど用途で使用します。中空フライスカッターは1パスで面取り、センタリング、面取りなど複数操作実行可能。3〜8枚の切れ刃を持ち、比較的高速送り達成に寄与。この操作ではワークを中空フライスに送り込み円筒部品を生産します。

ベベルギア

ベベルギアは2軸交点で力を伝達します。

ウォームギア

自己ロック能力を持つ硬質金属ウォームと軟質金属ウォームホイールで構成。

減速が必要な用途で使用。

減速比はウォームギアとウォームの歯数に依存。

スクリューギア

歯角45°のヘリカルギアに類似。

負荷容量は低い。

フライングナイフ（フライカッター）

フライングナイフは単一ポイント切削工具で、主に広い平面領域の加工に使用されます。フライカッターを用いた切削プロセスはフェイスミルほど高速ではありませんが、均一で滑らかな仕上げを提供できます。標準フライングナイフは直径2インチ（51mm）までのアルミニウム切削に調整可能で、深さ0.0010インチ（0.025mm）まで切削可能です。

フェイスミルカッター

他のフライスカッター適用前に、機械はワークを水平にして設計仕様を満たす必要があります。フェイスミリングはさまざまな工具でワーク平面を準備するのに役立ちます。フェイスミルカッターはソリッドボディと複数の交換可能工具インサートで構成。工具インサートの交換可能性により、工具全体を交換せずに切削プロファイル変更可能。異なる角度工具で異なる出力：

• 10°〜65°工具が典型的フェイスミリング適用範囲。製造業者は振動低減とチップシニングのため45°工具を多用。
• 90°工具は直角形成。薄肉・弱固定部品に適する。
• 大Rまたは丸インサートフライスカッター、ショルダーフライスカッター、サイドフライスカッター、フェイスミルカッターは要求厳しい複雑フェイスミリングからシンプルプロファイリングまで多様操作に適する。

お客様のCNC加工用途に必要な工具を決定する

機械加工工場は先進ソフトウェアを用いて、最終製品を要求仕様で製造するためにCNC機械で使用する適切な工具を選択します。典型的な機械加工工場は豊富な工具ライブラリを備え、必要に応じて特殊工具を注文可能です。各製造部品は固有幾何形状を持ち、工場は手動または独自ソフトウェアで分析し、最適工具を選択します。