アングルフライス加工とは？CNC加工完全ガイド

機械設計において、完全に直角な部品はほとんどありません。エンジニアは設計図に90度ではない線を描くことがよくあります。これらの線は、溶接、組み立て、特殊な溝の作成などに役立ちます。CNCアングルフライス加工は、金属部品にこれらの角度のついた線を描く重要な工程です。.

このプロセスは多くの産業にとって不可欠です。航空宇宙、自動車、金型製造、医療機器などが含まれます。アングルミリングは部品の外観と性能に影響を与えます。溶接品質、部品の接合方法、そして寿命にも影響を与える可能性があります。Yonglihao Machineryでは、アングルミリングは当社の中核を担っています。 CNC加工サービス. CNC旋盤やレーザー切断といった他の工程と組み合わせることで、お客様に完全かつ高精度な加工ソリューションをご提供いたします。.

アングルミリングとは何ですか?

アングルフライス加工は、90度以外の角度で材料を削り取る加工です。従来のフライス加工とは異なります。 正面フライス加工, 平面に加工できるフライス加工です。アングルフライス加工は、傾斜面や特定の角度の加工に使用します。一般的な例としては、45°の面取り、60°のダブテール溝、V溝などがあります。.

これらのフィーチャを作成する際、工具は単に上下または横方向に動くのではなく、材料に対して斜めに切り込みます。これにはいくつかの方法があります。ワークピースを調整したり、機械のスピンドルを傾けたり、特殊なカッターを使用したりすることができます。重要なのは、安定して制御可能な角度を作り出すことです。また、多くの部品に対して、簡単に確認して繰り返し加工できることも重要です。.

業界では、「アングルミリング」と「アンギュラーミリング」はしばしば同じ意味で使われます。アングルミリングは単一の固定角度を指すと言う人もいれば、アンギュラーミリングは複数の角度を指すと言う人もいます。しかし、現場ではどちらの用語も、角度のある形状のミリングを指すのが一般的です。.

従来の製粉との違い

通常の正面フライス加工では、機械のスピンドルはワークピースに対して平行または垂直になります。ツールパスは主に直線と平面で構成されます。主な焦点は、サイズ、平坦度、および表面仕上げの制御です。.

アングルフライス加工は、この単純な関係を変化させます。切削方向とワークピースの間には一定の角度が存在します。これにより、切削力の方向が変わります。工具にかかる負荷はより複雑になります。長い傾斜と大きな角度の場合、機械は非常に高い剛性を持たなければなりません。クランプ、工具、そして冷却システムにも、より高い要求が課せられます。エンジニアは、正確な寸法だけでなく、角度が正確であるか、傾斜が滑らかであるか、そして多くの部品で同じ形状を再現できるかどうかも考慮しなければなりません。.

よくある誤解は、手作業による研削がアングルフライス加工の代替になると考えることです。アングルグラインダーは、公差の緩い単純な面取りには使用できますが、溶接ベベルやシーリングテーパーなどの機能部品には不十分です。手作業では均一性は保証できません。CNCアングルフライス加工では、角度、幅、位置をプログラムで制御できます。これにより、これらを品質プロセスにおいて制御可能な要素として扱うことができます。.

アングルミリングは実際にはどのように実行されるのでしょうか?

傾斜溝や斜め溝を作る方法は複数あります。製造工程では主に3つの方法があり、これらを単独で使用することも、組み合わせて使用することもできます。.

1. ワークピースを傾ける： アングルバイスやロータリーテーブルなどのツールを使用できます。これらのツールはワークピースを目標角度で保持します。その後、標準のフライス盤で直線パスを描きます。この方法は柔軟性が高く、単一の部品やテストランに適しています。ただし、クランプには多くの手順が必要になるため、セットアップの剛性が低くなり、位置決めを繰り返すのが難しくなる場合があります。薄い部品や長い部品の場合は、追加のサポートが必要になる場合があります。.
2. 機械のフライスヘッドを調整するか、アングルヘッドを使用する: 一部のマシニングセンターには、旋回式のフライスヘッドが搭載されています。また、外角ヘッドを取り付けることもできます。これにより、スピンドルを特定の角度に回転させることができます。ワークはテーブル上で平坦に保持されます。これによりクランプが簡単になり、剛性が向上します。同じ角度の部品を多数製造するのに最適です。欠点は、特定の機械が必要になることです。角度の設定に時間がかかる場合があります。適切なキャリブレーションとロックも非常に重要です。.
3. 角度のついた刃先を持つ特殊なフライスカッターを使用する: 例としては、シングルアングルカッター、ダブルアングルカッター、ダブテールカッターなどがあります。これらを使用すると、ワークピースやスピンドルを傾ける必要がありません。カッターの歯の形状によって角度が決まります。この方法は、同じ面取りやV溝を持つ部品を大量に生産する場合に非常に効率的です。また、部品の均一性を維持するのも容易です。ただし、工具コストが高くなります。固定角度のカッターは、あらゆるプロジェクトに適しているわけではありません。.

Yonglihaoでは、まず図面、バッチサイズ、材料を確認し、どの方法を使用するかを決定します。部品によっては、複数の方法を組み合わせることもあります。例えば、アングル治具と面取りミルを備えた3軸加工機などです。これにより、精度、効率、コストのバランスをとることができます。.

一般的な角度フライスカッター

アングルフライス加工を成功させるには、適切な工具の選択が重要です。シングルアングルフライスカッターとダブルアングルフライスカッターは、最も一般的な2つのタイプです。.

• シングルアングルフライスカッター： これらのカッターは片側のみにテーパー状の刃先を備えています。一般的な角度は30°、45°、60°です。片面の面取りや傾斜面の作成に適しています。部品の片側のみに角度が必要な場合は、シングルアングルカッターが最適です。傾斜面の位置と方向を正確に制御できます。様々なニーズに対応するため、様々な角度と直径のカッターが揃っています。.
• ダブルアングルフライスカッター： これらのカッターは、両側にテーパー状の切れ刃を備えています。側面から見ると、逆V字型に見えます。V溝や対称面取りの加工に最適です。1回のパスで対称形状を作成する必要がある場合に非常に便利です。これにより、ツールパスの数を削減できます。例えば、穴の上部と下部の面取りを1回のパスで仕上げることができます。これにより、工具交換にかかる時間を節約できます。.

アングルフライス加工には、他にも様々な工具が使用されます。例えば、面取りフライス、ダブテールカッター、皿穴フライスなどです。これらの工具の刃先は固定角度になっています。適切なツールパスを選択することで、部品に制御された傾斜や面取りを作成できます。これらの工具をうまく組み合わせることで、特殊な治具を使用するよりも安価で簡単な場合が多くあります。.

アングルフライス加工の実施方法

Yonglihao Machineryでは、アングルフライス加工は単なる簡単な工程ではなく、完全なプロセスです。図面を受け取った時点から加工が始まり、以下の段階を踏みます。

ステップ1：プロセス計画と図面分析

まず、図面上のすべての角度フィーチャを特定します。どれが単純な面取りかを確認します。また、溶接、シーリング、荷重伝達に影響を与えるものも確認します。これらにはそれぞれ独自の公差管理が必要です。次に、それらをどのように加工するかを検討します。1回のセットアップで加工できるか？いくつの座標系が必要か？後で測定するのに最適な検査ツールは何か？

ステップ2：ワークピースの固定と基準点の確立

部品の形状に応じて適切な固定具を選択します。バイス、アングルプレート、インデクサーなどが挙げられます。クランプする際は、位置決め面を正しく使用する必要があります。これにより、部品を単に保持するだけでなく、確実に位置決めすることができます。次に、ダイヤルゲージや角度ゲージなどのツールを使用します。ワークピースを機械の座標系に合わせます。これがすべての角度計算の基礎となります。.

ステップ3: ツールの選択と切削パラメータの設定

材質と角度の種類を検討し、治具付きのストレートエンドミルを使用するか、特殊な角度カッターを使用するかを決定します。通常は、控えめなパラメータから始めます。スピンドル回転数と切込み深さを少し下げます。これにより、最初の部品がスムーズに加工されます。正常な切削音を聞き、切削片を確認します。その後、パラメータを徐々に最適化していきます。.

ステップ4：試し切り、調整、量産

スクラップ金属またはサンプルピースを用いて試切削を行います。角度、幅、表面品質が要件を満たしているかを確認します。必要に応じて、工具補正、オフセット、切削パラメータを調整します。すべてが正しく完了したら、バッチ加工を開始します。工具の摩耗、機械の状態、そして切削片の排出性を監視します。.

ステップ5：検査と品質管理

単純な面取りであれば、分度器、角度ゲージ、ノギスで確認できます。重要な角度には、光学式コンパレータや三次元測定機といったより精密なツールが必要です。大量生産においては、明確な戦略を採用しています。.

• 当店では一点目から徹底的に検査を行っております。.
• 工程の途中で部品のサンプルを採取します。.
• 最後のピースも確認します。.

これにより、すべてのバッチのすべての角度が許容範囲内であることが保証されます。.

アングルミリングの品質に最も影響を与える要因は何ですか?

アングルフライス加工を安定させるには、主に3つの要素、つまりパラメータ、剛性、そして冷却を制御する必要があります。.

パラメータに関しては、切削力はフラットフライス加工よりも複雑です。これは特に急勾配で長い傾斜面において顕著です。フラットフライス加工で大きなパラメータを使用すると、問題が発生する可能性があります。激しい振動、角度誤差、チッピングが発生する可能性があります。一般的な戦略としては、1回の激しい切削ではなく、浅い切削を複数回行うことです。切削速度を遅くすることで、より安定した切削を実現できます。.

剛性を確保するため、傾斜面では切削力がワークを横方向に押し出すことがよくあります。そのため、システム全体の安定性が非常に重要になります。側面支持のない標準的なバイスでワークを固定するだけでは、ワークが動いてしまう可能性があります。この動きは角度やサイズの誤差につながります。薄い部品や長い部品の場合は、剛性を高めるために特殊な支持具やカスタム治具を使用することがよくあります。.

冷却とチップ排出のため、, さまざまな粉砕材料 工具と工具にはそれぞれ異なるニーズがあります。鋼と鋳鉄は、熱を除去するために十分なクーラントが必要です。これにより、工具刃先の過熱を防止できます。ステンレス鋼とチタン合金は、過熱すると硬くなり、切削が非常に困難になります。アルミニウムと銅は、切削屑が適切に除去されないと工具に堆積し、表面に傷が付く可能性があります。角度のある部分の周囲は狭いため、クーラントノズルを的確に向ける必要があります。.

アングルフライス加工の利点と限界

アングルフライス加工には明らかな利点がある一方で、限界もあります。両方を理解することで、より適切な加工方法を選択できるようになります。.

簡単に説明すると次のようになります。

メーカーにとっての主なメリットは、一貫性と全体的なコストの削減です。設計者にとっては、限界を把握することが重要です。複雑な角度を描く際に、必ずしもフライス加工が容易なわけではありません。極端な角度の場合は、以下のような他の加工方法も検討する必要があります。 研削 あるいはEDMの方が良いかもしれません。場合によっては、設計変更が最善の解決策となることもあります。.

安全に関する考慮事項

アングルフライス加工は通常のフライス加工に比べて安全上のリスクが高くなります。切りくずの飛散方向を予測することが難しく、工具にかかる横方向の力も大きくなります。.

斜面やV溝を切削する場合、切りくずは傾斜面から跳ね返ることがよくあります。その軌道は一定ではなく、予期せぬ方向から飛び出すこともあります。作業者は安全メガネだけでなく、フルフェイスシールドを着用する必要があります。これにより、高速で飛散する切りくずから身を守ることができます。.

角度切削では横方向の力が大きくなります。ワークピースがしっかりと固定されていないと、移動したり、機械から飛び出したりする可能性があります。また、工具が欠けたり、破損したりする可能性もあります。ワークピースまたはフライスヘッドを傾斜させた後は、すべての軸を適切に固定する必要があります。切削中に軸が動くと、部品が損傷し、安全上の危険が生じる可能性があります。.

アルミニウムのように長い切り屑が出る材料の場合は、しっかりとした保護が必要です。高圧クーラントとチップガードを使用してください。これにより、長い切り屑が工具や治具に巻き付くのを防ぎます。.

よくあるエラーと推奨事項

多くの苦い教訓は避けられます。よくある間違いとその予防方法をご紹介します。

エラー1: 平面フライス加工パラメータを直接コピーする

• 問題： すぐに激しい振動と工具の跡が目立ちます。角度と寸法が間違っています。.
• 原因： 元のパラメータは角度カットには強すぎます。.
• おすすめ： 最初の部品では、速度、切込み深さ、送り速度を30%～50%下げます。その後、試し切りを繰り返しながら徐々に最適化していきます。.

エラー2: 正確な角度位置なしでのクランプ

• 問題： 角度は問題ないように見えますが、測定結果では0.5°以上の誤差があります。同じロット内の部品でも角度が異なります。.
• 原因： 正確な基準なしに、傾斜は目視で設定されました。.
• おすすめ： 重要な角度については、正弦プレートやアングルブロックなどの工具を使用してください。最初の部品は角度ゲージまたはCMMで確認してください。.

エラー3: アルミニウム加工時の冷却不良

• 問題： 工具に切りくずが付着し、傾斜面に傷がつき、表面仕上げが悪い。.
• 原因： 熱がうまく除去されず、ツールのエッジにアルミニウムが蓄積します。.
• おすすめ： 最小潤滑量（MQL）またはアルコールベースのクーラントを使用してください。切りくずは素早く吹き飛ばしてください。スピンドル回転数を下げることもできます。.

エラー4: 工程内サンプリングなし

• 問題： 部品のロット全体に角度誤差があります。すべてやり直すか、廃棄しなければなりません。.
• おすすめ： 簡単なチェック項目を設けましょう。例えば、5～10個ごとに角度ゲージを使って部品をサンプリングします。エラーが見つかった場合は、すぐに修正できます。.

コスト要因

アングルフライス加工の価格は、通常、フラットフライス加工よりも20%～80%高くなります。これは、治具、工具、検査がより複雑になるためです。主なコスト要因は以下のとおりです。

• 角度許容差要件: 角度公差が非常に狭い場合（±0.1°以下）、試し切りの回数と検査時間が増加します。これにより、コストが30%～50%増加する可能性があります。.
• 設備とツール: 特殊なカッター、アングルヘッド、または5軸加工機が必要な場合は、追加料金が発生します。この追加料金は通常、機械とセットアップ費用をカバーするために20%～40%です。.
• 素材の難しさ: チタンやステンレス鋼などの材料の場合、工具と冷却の必要性が高まります。また、工具の使用時間も大幅に短縮されます。これらの材料に対して、工場では50%～100%の追加料金を請求することがよくあります。.
• バッチサイズ: 少量生産（10個未満）の場合、固定費を分散させることは困難です。部品1個あたりの価格は2倍以上になることがよくあります。大量生産の場合、アングルフライス加工は手作業よりも安価になる場合があります。.

複雑な角度を設計する際は、機能とコストについてよく検討してください。製造パートナーと相談し、角度公差や構造を変更することで、ニーズを満たしつつコストを削減できるかどうかを確認してください。.

許容範囲と品質保証

「角度フライス加工の精度はどの程度ですか？」とよく聞かれます。明確な答えはありませんが、目安となる範囲はお伝えできます。.

• 標準的な 3 軸マシンでは、±0.3° ～ ±0.5° を達成できれば良好な結果です。.
• 精密角度固定具と CMM を使用すると、許容誤差を ±0.1° の範囲まで押し上げることができます。.
• ハイエンドの 5 軸マシンと安定したプロセスにより、角度を ±0.05° 以内に維持することが可能です。.

検査では、通常、さまざまなツールを組み合わせます。

• デジタル角度計: 製造現場での素早いチェックに最適です。.
• 光学コンパレータ: プロフィールや地元の角度を見るのに適しています。.
• 座標測定機（CMM）： 正式なレポート、特に重要な角度に使用されます。.

Yonglihaoでは、各部品に最適な検査ツールを選定しています。品質トレーサビリティの一環として、重要な角度のCMM記録をご提供いたします。. カスタムCNCフライス加工 ラピッドプロトタイピング会社のプロジェクトでは、これらの部品に複数の角度や独自の機能が含まれることが多いため、厳格な QA が特に役立ちます。.

アングルフライスの一般的な用途

アングルフライスは、業界によって役割が異なります。主な目標は常に同じです。それは、コストと信頼性のバランスを取りながら、形状要件を満たすことです。.

航空宇宙および自動車分野では、, アングルフライス加工は、荷重と流体の流れに関連するディテールを作成します。例としては、翼リブやエンジンハウジングの傾斜などが挙げられます。適切な角度と表面品質は応力を軽減します。また、流れを改善し、組み立てのための良好な基盤を提供します。.

金型業界では、, アングルフライス加工は、プラスチック金型の抜き勾配やプレス金型の面取りに使用されます。適切な傾斜は、金型からの部品の離脱を容易にします。また、金型寿命を延ばし、研磨作業を容易にします。.

医療機器や精密機器では、, アングルフライス加工は、機能を維持しながら鋭利なエッジを除去します。骨プレートや手術器具の面取りは、軟部組織を傷つけてはなりません。また、部品のフィット感とスムーズな動きも確保する必要があります。均一性と表面仕上げの基準は非常に高く設定されています。.

結論

Yonglihao Machineryでは、アングルフライス加工を重要な技術と考えています。そのためには、綿密な設計と継続的な改善が必要です。.

弊社の 3 軸および多軸マシン、豊富なアングルカッター在庫、治具設計の経験を活かして、次のことをお手伝いできます。

• 試作品および大量生産向けの完全な角度フライス加工ソリューション。.
• アルミニウム、炭素鋼、ステンレス鋼などの材料を安定して加工します。.
• 溶接ベベルやシーリングテーパーなどの重要な角度付き部品に関するプロセスアドバイス。.
• 完全なトレーサビリティを実現する CMM レポートを含む品質検査方法。.
• フライス加工、旋削加工、スタンピング加工などを組み合わせた統合サービス。これにより、コストとリスクを軽減できます。.

角度付き部品の図面をお持ちでしたら、ぜひお送りください。実現可能性、コスト、設計改善についてアドバイスさせていただきます。お客様の角度付き設計が、機能性と製造の容易さを両立できるようお手伝いいたします。 ラピッドプロトタイピング会社 プロジェクトまたは大規模な生産注文

よくある質問

アングルミリングは「スロープミリング」と同じですか?

はい、基本的には同じ考え方です。90度以外の角度で材料を削って傾斜面を形成する場合は、アングルフライス加工と呼ばれます。.

ステンレス鋼をアングルミル加工できますか?

はい、可能です。ただし、工具と冷却を適切に管理する必要があります。当社では通常、高圧クーラントを備えたコーティングされた超硬工具を使用しています。また、問題を回避するために、浅い切り込みを多く入れる戦略も採用しています。.

アングルフライス加工には 5 軸マシンが必要ですか?

いいえ。3軸加工機は、アングルフィクスチャーやアングルカッターと組み合わせることで、ほとんどのアングルフライス加工に対応できます。5軸加工機は、複数の角度を持つ複雑な面に最適ですが、必ずしも必要ではありません。.

角度付き部品を外注する場合、どのような情報を用意すればよいですか?

完全な2D/3D図面、材質、重要な角度公差、表面仕上げの要件、数量、納期をご提供いただくことが最善です。明確な情報をご提供いただくことで、当社のエンジニアはコスト、精度、リードタイムを考慮した最適なソリューションを設計することができます。.