効率的な周辺フライス加工のための戦略的テクニック

周辺フライス加工 は、金属除去率を高め、工具寿命を延ばすために、中級およびプロの製造業者が採用する重要な機械加工作業である。

このガイドでは、以下の点に焦点を当てながら、さまざまな戦略を探っていく。 プレーンミリング, 標準ミーリングという区別がある。 アップミル そして ダウンミル.

次の生産プロジェクトでプレーン・フライス加工を選択される場合は、基本を超えた周辺フライス加工のすべてを学ぶために、この先をお読みください！

ペリフェラルミーリング：概要

ペリフェラルフライス加工は、一般にプレーンフライス加工として知られている。 回転フライス ワークピースに平行な軸を持つ。

切削工具がストックに対して垂直に取り付けられるフェースフライスとは異なり、ペリフェラルフライスでは、カッターの刃先がワークの外周を挽くため、大量の表面材料を効率的に除去することができる。

ペリフェラルミーリングの種類

通常のフライス加工では、加工プロセスを最適化するために、さまざまなテクニックのニュアンスを理解することが重要です。2つの主要なタイプについて掘り下げてみよう：アップフライス加工とダウンフライス加工（クライムフライス加工）です。

アップフライス

上フライス加工、または従来のフライス加工では、カッターの歯が送り方向と反対に動きます。その結果、最初は薄い切り屑が、切削を通して徐々に成長していきます。工具のかみ合わせが長くなるため、長い切りくずが形成されます。

しかし、カッターが抜けるとワークが浮き上がる傾向があるため、安定性を維持するために頑丈な固定具が必要になることに注意することが重要です。特に切り屑の排出が重要な材料では、堅牢な切削工程を求める場合、製造業者はアップミル加工を検討する必要があります。

ダウンフライス（クライムフライス）

一方、ダウンミル（クライムミル）では、送り方向と同じ方向にカッターの歯が動きます。これにより、切削長に渡って厚みが減少し、短い切り屑が生成されます。摩擦力が減少することで、発熱が最小限に抑えられ、工具寿命が延びます。

接線方向の力が下向きに作用するため、安定した切削が保証され、送り速度の向上が可能になります。熱の低減、工具寿命の向上、スムーズな加工を優先する場合、特に高精度と仕上がりを重視する場合は、ダウンミル加工を選択すべきです。

上フライス加工と下フライス加工

様々な外周フライス加工方法とカッター

フライス加工を最適化するには、周辺フライス加工方法とカッターの「いつ」「どのように」を理解することが重要です。熟練した製造業者であれば、プレーンミーリングについてはすでに熟知しているはずなので、これらのテクニックとツールのニュアンスを掘り下げてみよう。

周辺フライス加工法

1.スラブ加工

• 概要 スラブフライス加工では、通常ワークより幅の広いプレーンミリングカッターを使用して、平らな面を成形したり、部品の厚みを効率的に減らしたりする。
• 使用方法:スラブフライス加工では、ワークより幅の広いカッターが横方向に移動し、材料を体系的に除去し、必要に応じて正確に平らな面を作ったり、厚みを減らしたりする。
• 理想的： この方法は、大きく平らな表面を作らなければならない用途や、部品の厚みを効率的に減らすことが第一の目的である場合に理想的である。

2.スロット加工

• 概要 スロットフライス加工は、ワークピースに長方形または円形の溝を作るために、幅がワークピースより小さいカッターを使用する。
• 使用方法:スロット・フライス加工では、カッターの幅を部品よりも戦略的に小さくすることで、パス中にスロットを形成することができ、さまざまな形状の溝を加工するのに特に効果的です。
• 理想的： この方法は、スロットの作成が必要な用途、特に特定のデザインに微細なスロットが必要な場合に最適である。

3.サイドミーリング

• 概要:側面フライス加工では、カッターの回転軸に対して直角の面を加工する。
• 使用方法:サイドミルカッターは、ワークピースの側面を加工することで、カッターの回転軸に垂直な平らな垂直面を正確に作成します。
• 理想的： 側面の加工や平らな垂直面の作成が主な要件となる場合に最適。

4.ギャングミーリング

概要:ギャングミル加工は、複数の平行な垂直面を1回のパスで加工する加工である。

使用方法:複数のカッターを同じアーバに取り付け、必要な幅に応じてスペーサーで間隔をあけることで、複数の面を同時に加工できる。

理想的： この方法は、複数の平行面を同時に効率よく加工することを目的とする場合に最適である。

5.ストラドルミリング

• 概要:ストラドルミル加工は、ギャングミル加工に似ていますが、2つの溝を同時に切削するというユニークな特徴があります。
• 使用方法:同一アーバー上に複数のカッターを配置することで、1回のパスで2つのスロットを形成。
• 理想的： ストラドルミリングは、2つのスロットを効率的に作成する必要がある用途に最適です。

6.フライス加工

• 概要:フライス加工では、特別に設計されたカッターを使用して、ワークピースにさまざまなパターンを加工します。
• 使用方法:カスタマイズされた形状フライスカッターは、ワークピースに丸い凹みやビードのような複雑なパターンを作成し、加工プロセスにユニークなタッチを加えます。
• 理想的： この方法は、ワークピース上に複雑なパターンや輪郭を作成する必要があるアプリケーションに最適です。

外周フライスカッター

1.スラブフライス

• 概要:スラブミリングカッターは、外周に直線または螺旋状の歯を持つ円形ディスクで、効率的な材料除去のために設計されています。
• 理想的： 大量の材料を除去し、平らな面を作成することを目的とした水平フライス加工に最適。

2.サイドカッタ

• 概要:サイドミルカッタは、片側または両側に切削歯があり、外周に歯があるため、跨ぎフライス加工やスロットの切削に効果的です。
• 理想的： ストラドル・ミリングが必要な場合、スロットの効率的な切削が第一の目的です。

3.千鳥フライスカッター

• 概要:千鳥フライスカッターは、歯がジグザグに配列されたサイドミルカッターです。
• 理想的： 切削動作の干渉を防ぐため、幅より深さが大きいスロットのフライス加工に適しています。

4.凹凸フライスカッター

• 概要:凹と凸のフライスカッターは、円形フォームの直径に基づいて、ワークピースの表面にさまざまな凸と凹の輪郭を加工することができます。
• 理想的： さまざまな凸面や凹面のフライス加工が必要な用途に最適。

5.ウッドラフカッター

• 概要:ウッドラフミリングカッターは、ストレートシャンクに接続されたディスクの外周に切削歯を持っています。
• 理想的： シャフトのキー溝を正確にカットするのに不可欠。

6.ホビングカッター

• 概要:ホビングカッターは、ワークピースの歯を切削するために設計されたヘリカル切削歯を持つ円筒形カッターです。
• 理想的： スプラインとスプロケットギアの切断に特に使用。

それぞれの周辺フライス加工方法とカッタの特性と用途を考慮することで、加工プロセスを戦略的に強化することができます。

複雑なパターンを作るにせよ、材料を効率的に除去するにせよ、適切な方法とカッターを選択することで、製造努力において最適な結果を得ることができます。

ペリフェラルミーリングにおける主要パラメータ

切り屑の厚さと切断幅の比率

効果的な外周フライス加工には、切り屑の厚さと切り込み幅の最適な組み合わせが最も重要です。この2つのバランスが適切であれば、加工時間を短縮し、工具寿命を延ばすことができます。特に、出口での切り屑の厚みが薄く、噛み合い円弧が小さいほど、特定の切削工具の寿命が長くなります。

ワークのエントリー - カットへのローリング

提案されている切削方法の中で、被削材への進入は非常に重要である。カッターが枢軸上で回転し、公称切断幅に達するまで徐々に進入するローリング・イン技術が有利であることが証明されている。

この方法は、直接エントリーする場合に比べ、出口での切り屑の厚みを最小限に抑え、温度を下げ、振動をなくす。

カッター進入時の切削力モデル

さまざまな種類のカッタとその使用方法を考慮すると、カッタが被削材に進入してから完全に噛み合うまでの時間を見積もるための新しい切削力モデルを導入することが重要です。

このため、カッターの進入時に3つの異なるゾーンが特定される。ワークピースの左隅に到達するまでカットが開始され、ワークピースの上面をカットし、完全にかみ合う。

最初の2つのゾーンで力のプロファイルが変化し、切削条件が変化することを強調している。完全にかみ合うと、フォースプロファイルは安定します。

ローリング・イン・エントリーの利点

ストレートインとローリングインエントリーを比較し、切削力、切り屑形成、金属除去量の推移を分析した。

ローリングインテクニックでは、切削抵抗がより緩やかに増加するため、加工開始時からカッタから排出される切り屑がより薄くなる。噛み合い円弧が短くなるため、切削フルートの温度が下がり、工具摩耗が減少する。

結論

結論として、効果的な外周フライス加工アプローチは、工具寿命と金属除去率を大幅に向上させることができ、特にローリングインエントリー技術を強調することができる。

本ガイドに掲載された実験データは、フライス加工戦略を強化しようとするメーカーにとって基礎となるものである。これらの洞察を実行することで、専門家は工程を最適化し、工具摩耗を低減し、周辺フライス加工でより高い効率を達成することができます。

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