エンドミルの種類と用途 ~超基本ポイント~

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金属部品加工でも特にフライス加工をする場合に絶対に必要になるのが、エンドミルという刃物。

ドリルに見た目は少し似ていますが、ドリルは穴を開けるために使う一方でエンドミルは工具の側面で加工物を切る刃物です。

ちなみに、フライス加工とは素材を機械に固定して回転させた刃物を動かして削る加工法のこと。

時々、フライス加工を旋盤加工と混同されている人がいますが、旋盤加工とは加工物(素材)を回転させ、そこに固定した刃物を当てて削る方法です。

加工物を回転させるか、刃物を回転させるかの違いがあります。

なので、それぞれで使用する刃物の形状も異なります。

例えば、個人でちょっとした加工をするために、卓上のミニフライス盤を数万円で購入される方もいますが、肝心となる工具の選別に悩むことがあると思います。

エンドミル1つにしても、ネットショップを見ると色々なメーカーから色々なタイプの刃物が売られているので、どう使い分けするのか疑問に感じることもあるでしょう。

町工場では専門の工具問屋から購入することが多いですが、ネットショップなどから購入することもあるように、一般向け・専門向けという区別はありません。

だからこそ、趣味の一環でフライス加工を自分でやってみようという人でも問題なく使える工具が手軽に購入できるということでもあるのです。

その時には、超基本となることさえ押さえておけば問題なく使い分けられるはずです。

ここでは、フライス加工で使用するエンドミルという切削工具の超基本的な使い分けを書いてみますので、個人で購入を考えている方は参考にしてください。

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荒削り用と仕上げ用のエンドミルの違い

もはや「荒削り用」と「仕上げ用」という言葉で超基本は片付いてしまいますが、本当にこれに尽きます。

金属って基本的には硬いですよね。

柔らかいと言われるアルミでさえも、ブロックを素手でバキバキ割れる人なんていないですし。

だから金属を削るのは、さらに硬い金属。

それが刃物。

実際に一般的なエンドミルを見てみよう。

まずは、荒削り用のエンドミル(ラフィングエンドミル)

刃先がギザギザになっているのがわかると思います。

これは、切削抵抗を少なくするための形状。

加工物に接触する刃先の面積を少なくすることで、ザクザクと削ることができるのです。

一方で、仕上げ用のエンドミル(スクエアエンドミル)はこちら。

荒削り用と違って、刃先が真っ直ぐですね。

切削した面をキレイに仕上げるためのエンドミルです。

もしも、この仕上げ用のエンドミルで鉄などをいきなりザクザクと削ろうとすると、切削抵抗が大き過ぎて刃物が折れてしまうこともありますので、削りシロが残り1mm以下くらいになってから使ったりすることが多いですね。

また、仕上げ用のエンドミルはザグリ加工にも利用できます。

鉄を削る時は、切削抵抗が大きいのでいきなり仕上げ用のエンドミルで削ることが難しい場合がありますが、アルミなどの柔らかい金属や樹脂ならば、荒削り用を使わなくてもサクサクと削れますので加工する材質によっても使い分けをします。

この他にも、中仕上げ用のエンドミルというのもありますけれど、それは使わなくても特別問題はありません。

ラフィングエンドミルで削ってから、仕上げ用のエンドミルで仕上げればよい。

中仕上げ用のエンドミルを使えば、仕上げ用のエンドミルで削る量が減るため刃先摩耗が軽減されるメリットはあります。

個人でちょっとしたフライス加工として、ブロックを削ったりするのでしたら卓上のミニフライス盤も利用される方が多いですね。

これらエンドミルはミニフライス盤でも使用できます。

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感想(4件)

もしも、ミニフライス盤でラフィングエンドミルを使用する場合、できれば切削油をかけて加工する方がいいですよ。

滑りが良くなって、切れ味が上がります。

耐摩耗性を向上させたエンドミル

上で紹介している荒削り用と仕上げ用のエンドミルは、素材がハイス(SKH51)と呼ばれる鋼鉄で出来ています。

焼入れをすると硬くなり、金属加工の世界では刃物に使うメジャーな材質。

中には、工具寿命を向上させるために刃物をコーティングしているものもあります。

先端が金色になっていますが、これは刃物をPVD(Physical Vapor Deposition)コーティングしたものです。

PVDについては詳しく書きませんが、刃物を窒素などと反応させて表面に硬い窒化物の被膜を形成させているのです。

加工する金属によっては、このハイス製のエンドミルでは切削が困難であったり、すぐに摩耗して切れなくなったりするものもあります。

例えば、ALBC(アルミ製銅合金)や焼入れしたダイス鋼(SKD11, SKD61 など)、インコネルなどが挙げられます。

また、ステンレスも難切削の部類に入るものがあります。

ハイス製のエンドミルでは削りにくいものについては、超硬エンドミルを使用することもある。

こちらは、色が少し黒っぽいですがすごく硬い金属(超硬合金)で作られた刃物です。

ハイス製のエンドミルと比べると高硬度を示し、硬い金属でも削ることができますしビビりが少なくなります。

ビビりとは、刃物のしなりによって振動してしまうことです。

加工中にビビりが出ると加工面が波打ったように凸凹になってしまいます。

ところが、超硬はしなりが少ないためにビビりにくく、仕上げ面が綺麗になるのです。

価格も普通のハイス製のエンドミルと比べると高価ですが、中には低価格のものも出てきたし、ロングスパンで見れば刃物の持ちがよいため、コストは結果的に安く収まることもある。

なので、最近ではこちらをスクエアエンドミルとして使用しているところが多くなってきたように思えます。

超硬合金は金属の粉を焼き固めたもの(焼結)で重い。

例えば、Φ12mmのハイス製のスクエアエンドミルの重さを測ったものがこちら。

こちらが、ほぼ同じ大きさのΦ12mmの超硬エンドミルの重さ。

外径も長さもほぼ同じものなのに50gほどの差がある。

超硬エンドミルの方が重いのです。

別に重いから何だってわけではないのですが、超硬エンドミルかハイスエンドミルかを区別する一種の基準みたいにしているところがあります。

超硬は確かにハイスと比べると硬いのですが、ザグリ加工をするのには適していません。

それは靭性の低さが原因です。

超硬エンドミルでザグリ加工をすると、刃先がハイス製のエンドミルと比べると欠けやすいです。

なので、ザグリ加工を目的にエンドミルを購入するのならば、ハイス製を選びましょう。

エンドミルは2枚刃か4枚刃かどれを選ぶべきか?

カタログやネットショップでエンドミルを検索してみると、刃数が2枚刃、3枚刃、4枚刃、5枚刃・・・とどれを選んだらええんや?ってなると思います。

感覚的には刃数が多い方が良いって思いますけれども、一応は使い分けがあります。

エンドミルでワークを削る時には、必ず切削カスが出ます。

いわゆる切粉(きりこ)ですね。

エンドミルが加工中に折れる原因は、刃が摩耗して削れなくなった、そもそも切削送りと刃物の回転数が合っていないということの他に、切粉が刃物に巻き込まれてしまったということが挙げられます。

切粉を排出しないと、刃物は折れてしまうことがあるのです。

この時にエンドミルの刃数が重要になってきます。

刃数が少ない方が切粉の排出性は高い。

なので、溝切などをする場合は刃数が少ないエンドンミルを使い、側面を削る場合は切削抵抗を少なくするために刃数の多いエンドミルを使用します。

中には、切削抵抗を軽減するために刃のねじれ角度が微妙に一枚一枚わざと変えて作っているエンドミルなどもあります。

それらについては、各メーカーの公式カタログや公式サイトを見てください。

超基本は刃数は切粉の排出性と切削抵抗のバランスと覚えておこう。

ただ、絶対にこの刃数のエンドミルを使わないといけない!っていう決まりではないので、迷ったら4枚刃のエンドミルを買えばよいと思います。

エンドミルの超基本のまとめ

エンドミルは荒削り用として、切削抵抗が少ないラフィングエンドミルと、切削面が綺麗に仕上がるスクエアエンドミルがあり、灘削材を削る場合は、コーティング刃物や超硬エンドミルを使用すれば加工性が向上します。

刃物には刃長が色々とありますが、最低限の長さのものにしておくことでビビりや刃物の折れなどが少なくなりますので、自分が必要とする長さのものを選ぶようにしよう。

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