December 20, 2025
CNC加工の世界では、生の金属ブロックから精密に設計された部品への道のりは、めったに単一工程のプロセスではありません。効率と品質はしばしば対立します。材料を速く除去するほど、表面品質は悪くなります。この対立を解決するために、機械工はフライス加工プロセスを荒加工と仕上げ加工の2つの異なる段階に分けています。これらの2つの操作間の基本的な違いを理解することは、サイクルタイムを最適化し、工具寿命を延ばし、すべての部品が要求される仕様を満たすことを保証するために不可欠です。
荒加工は、多くの場合、単に「荒削り」と呼ばれ、機械加工サイクルの重労働段階です。その主な目的は、可能な限り短い時間で最大の量の材料を除去することです。機械工が「ブランク」—材料の生のストック—から始める場合、荒加工は無駄の大部分を「削り出し」、ワークピースを最終形状に近づけるために使用されます。
この段階では、美観や極度の精度ではなく、材料除去率（MRR）に完全に焦点が当てられます。荒加工では、通常、大きな切込み深さと高い送り速度が使用されます。工具は大きな応力を受けるため、荒加工ではかなりの熱と振動が発生します。これが、荒加工工具が仕上げ加工工具とは異なる設計になっている理由です。荒加工エンドミルは、多くの場合、「コーンコブ」または波状の歯のプロファイルが特徴です。この設計により、切りくずが小さな破片に分割され、切削力が軽減され、工具を折ることなく、より積極的な材料除去が可能になります。
荒加工段階で部品の一般的な形状が削り出された後、仕上げ加工が引き継がれます。仕上げ加工は、エンジニアリング図面に指定された正確な寸法、厳しい公差、および滑らかな表面テクスチャを達成するように設計された最終的な機械加工ステップです。荒加工では「スカラップ」または段差のある表面が残りますが、仕上げ加工では「鏡面」または高品質のRa（粗さ平均）値を目的とします。
仕上げ加工では、切込み深さが大幅に減少します—多くの場合、わずか数千分の1インチです。送り速度は遅くなり、主軸速度は頻繁に増加します。この組み合わせにより、工具のたわみが最小限に抑えられ、部品に伝達される熱が軽減され、測定を狂わせる可能性のある熱膨張が防止されます。仕上げ加工工具は、通常、荒加工工具よりも多くのフルート—多くの場合、4〜6以上—を備えており、材料とのよりスムーズな係合とより細かい仕上げを保証します。
これら2つのプロセスの違いは、いくつかの重要なパラメータを通じて要約できます。
1. 材料除去率と効率 荒加工は、スピードとボリュームがすべてです。これは、機械の馬力が真に試される段階です。対照的に、仕上げ加工では非常に少ない材料が除去されます。その「効率」は、1分あたりにどれだけの立方インチの金属をチップに変えることができるかではなく、どれだけ正確に目標寸法に達することができるかによって測定されます。
2. 切削パラメータ 各プロセスの「レシピ」は正反対です。荒加工では、大きな切込み深さ（DOC）と高い1歯あたりの送り（FPT）が使用されます。仕上げ加工では、浅いDOCと低い送り速度を使用して、工具が材料に「擦れる」のではなく、きれいにせん断されるようにします。
3. 工具形状 荒加工工具は強度を重視して作られています。多くの場合、より厚いコアと特殊なコーティングが施されており、重切削の研磨性に耐えます。仕上げ加工工具は、切れ味を重視して作られています。そのエッジは、材料を切り裂くために細かいポイントに研磨されており、部品の端に残る「バリ」を減らします。
4. 精度と表面品質 荒加工された部品の表面粗さは通常、Ra 3.2〜6.3マイクロメートルで、触ると粗く感じられます。仕上げ加工された部品は、Ra 0.8マイクロメートル以上を容易に達成でき、滑らかで反射性があります。さらに、荒加工では部品に0.5mmの「ストック」が残る可能性がありますが、仕上げ加工では、その部品を意図したサイズのミクロン以内にします。
荒加工パスの効果を最大化するために、機械工は安定性と切りくず排出に集中する必要があります。力が非常に大きいため、ワークピースを機械ベッドにしっかりと固定する必要があります。荒加工中に動きがあると、工具の破損や部品の「溝加工」につながる可能性があります。
1つの最新技術は「高効率フライス加工」（HEM）です。深いラジアルカット（幅）を行う代わりに、HEMは非常に小さなラジアルエンゲージメントで大きな軸方向の切込み深さ（工具の長さ）を使用します。これにより、摩耗がチップの先端だけでなく、フルートの全長に広がり、高いMRRを維持しながら工具寿命が大幅に延びます。さらに、荒加工中は、大量の切りくずを洗い流し、「再切削」を防ぐために、フラッドクーラントの使用が不可欠です。これは、工具の早期故障の主な原因です。
仕上げ加工には、異なる考え方—繊細さに焦点を当てたもの—が必要です。仕上げ加工で最も重要な実践の1つは「クライムフライス加工」です。クライムフライス加工では、工具が送りと一緒に回転し、厚く始まり薄くなるチップが生成されます。これにより、「コンベンショナルフライス加工」と比較して、熱が少なく、はるかにきれいな表面仕上げが得られます。
もう1つの重要な要素は、工具の「振れ」です。工具ホルダーにわずかなぐらつきがあるだけでも、仕上げ面に不均一なマークが生じる可能性があります。工具が中心で完全に回転するように、仕上げパスには高精度の油圧または焼きばめ工具ホルダーを使用することをお勧めします。最後に、機械工は「工具のたわみ」を考慮する必要があります。最も強力な鋼製工具でさえ、圧力下でわずかに曲がります。これに対抗するために、「スプリングパス」—同じ寸法での2回目の仕上げパス—を実行して、最初のパス中に工具が曲がったことによって残された材料をきれいにすることが一般的です。
荒加工と仕上げ加工は、全体を構成する2つの部分です。荒加工段階をスキップしようとすると、通常、工具が破損し、時間が無駄になります。一方、仕上げ加工段階を無視すると、検査に不合格となる部品につながります。荒加工には積極的で大量の戦略を適用し、仕上げ加工には正確で慎重な技術を適用することにより、メーカーは高品質の部品を効率的かつ費用対効果的に製造できます。
