フライス盤とマシニングセンタの特徴・加工方法を初心者にも分かりやすく解説
この記事では次の内容をまとめています。
・フライス盤とは？
・マシニングセンタとは？
・フライス盤とマシニングセンタの違い
切削加工をする際、フライス盤とマシニングセンタのどちらを使うべきか悩んでいる方が知っておくべきことを全てまとめました。
フライス盤とは？
この章ではフライス盤の加工方法や特徴をご紹介します。
加工方法
フライスカッターと呼ばれる切削工具を回転させながら、固定した工作物を加工します。
特徴
汎用フライス盤とNCフライス盤の２つがある
フライス盤は大きく２つの種類に分けられます。
１つは汎用フライス版で、こちらは作業者が手動で操作を行います。
もう１つはNCフライス盤で、数値制御（NC）によって自動で加工を行うのが特徴です。
汎用フライス盤は仕上がりが作業員の腕に左右される
汎用フライス盤は作業者が直接ハンドルやレバーを操作するため、仕上がりは個人の腕に左右されます。
一方、NCフライス盤は加工の精度が一定です。
汎用フライス盤はすぐに加工に入れる
NCフライス盤を使う場合、最初にプログラムを作成しなければいけません。
一方で、汎用フライス盤はプログラムを組む必要がないため、早い段階で加工に入ることができ、完成までの時間を短縮することも可能です。
NCフライス盤はマシニングセンタよりコストが安い
NCフライス盤はNCの機能が搭載されている分、汎用フライス盤よりも設備の価格は高いです。
一方で、同じくNCを搭載しているマシニングセンタに比べるとコストは安く済みます。
マシニングセンタとは？
この章ではマシニングセンタの加工方法や特徴をご紹介します。
加工方法
NCフライス盤のように数値制御（NC）を搭載しており、自動で工具を回転させながら加工を行います。
ATCと呼ばれる自動工具交換機能がついており、工具の交換まで自動化します。
特徴
ATCを備えている
最大の特徴はATC（自動工具交換機能）がついていることです。
加工に必要な工具を自動で交換する機能で、一度の加工の中で複数の異なる工具が必要な場合でも自動で切り替えながら加工を進めます。
そのため、人の手を介さずに連続加工を行えます。
これにより、
・加工効率の向上・作業者の怪我リスクの軽減
・大量生産に対応可能
といったメリットがあります。
加工精度が高い
高精度な制御により、加工位置や切削量を細かく管理するため、寸法誤差の少ない高品質な加工を実現します。
同じ品質の製品を安定して製造できる点も大きな特徴です。
自動車部品、航空機部品、精密機械部品など、高い精度が求められる製品の加工に向いています。
複数の加工を同時に行える
工具を自動で入れ替えることから、穴あき加工、平面削り、タップ加工など様々な種類の加工を途中でマシンを止めることなく行えます。
複雑な加工であっても、一定の精度で大量生産できるのがメリットです。
立型と横型がある
マシニングセンタには大きく分けて立型マシニングセンタと横型マシニングセンタの２種類があります。
立型マシニングセンタは工具主軸が地面に対して垂直に設置されており、工作物を上面から切削します。
一方で、横型マシニングセンタは工具主軸が地面に対して水平方向に設置されており、工作物を側面から加工するのが特徴です。
軸の数は設備によって違う
・３軸マシニングセンタ・４軸マシニングセンタ
・５軸マシニングセンタ
と、軸の数によっても種類があります。
フライス盤とマシニングセンタの違い
この章ではフライス盤とマシニングセンタの違いをご紹介します。
NCの有無
マシニングセンタにはNC（数値制御）がついています。
一方で、フライス盤の場合、NCフライス盤にはNCが搭載されていますが、汎用フライス盤にはついていません。
ATCの有無
フライス盤とマシニングセンタの最大の違いと言えば、ATC（自動工具交換機能）の有無です。
マシニングセンタにはATCが搭載されているため、工具の交換が自動で行われます。
オペレーター
マシニングセンタはATCがついていることから、オペレーターが付きっきりでいる必要はありません。
一方で、フライス盤の場合、汎用フライス盤はオペレーターが直接機械を操作する必要があります。
NCフライス盤では工具を交換するタイミングで人の手が必要となるため、半自動での運転となります。
精度の高さ
マシニングセンタは途中で人の手が入らないため、精度の高い製品を作ることができます。
NCフライス盤も高精度ですが、完全に自動化されるわけではないため、マシニングセンタの方がより安定した製造が可能です。
汎用フライス盤は作業者の能力や経験によって仕上がりが左右されます。
対応可能な加工の種類
フライス盤で対応可能な主な加工は以下の通りです。
・穴あけ加工・中ぐり加工
・平面削り
・溝削り
一方で、マシニングセンタでは次のような加工を自動で高い精度で行えます。
・穴あけ加工・中ぐり加工
・タップ加工
・抜き加工
・ネジ切り
・曲面加工
フライス盤が適しているケース３つ
この章ではフライス盤が適している例をご紹介します。
少量生産
フライス盤はオペレーターが付きっきりで作業を行うか、半自動で加工するため、少量生産との相性が良いです。
段取りや加工条件を柔軟に変更できるので、多品種少量生産にも対応しやすいです。
試作部品や特注品の製造など、ロットが少ない依頼で多く活用されています。
比較的シンプルな形状
マシニングセンタに比べると機械の構造や操作方法がシンプルなので、複雑すぎない形状の部品を加工する場合に適しています。
シンプルな形状であればフライス盤でも十分な加工精度を確保できます。
急いで完成させたいとき
マシニングセンタでは加工に入る前にプログラムの作成や設定が必要ですが、汎用フライス盤はすぐに加工を始められるため、単純な形状の部品であれば短時間で完成させることも可能です。
納期を優先したい場面で活躍します。
マシニングセンタが適しているケース３つ
この章ではマシニングセンタが適しているケースをご紹介します。
大量生産
マシニングセンタは全自動で加工を行うため、大量生産を得意としています。
人の手による工具交換が不要な分、生産効率はフライス盤に比べると高いです。
また、一度作成したプログラムは再利用できるため、過去に製造した部品であればすぐに加工に入ることができます。
複雑な加工
マシニングセンタは、曲面や立体形状など、多方向からの加工が必要な部品の製造に適しています。
特に4軸や5軸など、軸の数が多いマシニングセンタでは、ワークや工具を複数の方向へ動かしながら加工できるため、一度に複数面を効率よく加工できます。
精度の高さが求められる場合
高い加工精度が求められる製品の製造にも適しています。
プログラムによって工具の位置や切削条件を細かく制御できるため、寸法誤差を抑えた高精度な加工が可能です。
また、同じ品質の製品を安定して生産できます。
航空機部品や精密機械部品といった製品の製造に合っています。
まとめ
フライス盤とマシニングセンタはどちらも切削加工を行う機械ですが、特徴が異なります。
一番大きな違いはATCと呼ばれる自動工具交換装置の有無で、マシニングセンタはATCが搭載され、作業を自動化できる分、生産効率が高く大量生産に適しています。
一方でフライス盤は多品種少量生産や試作品の製造に向いており、それぞれ得意分野は異なるため、依頼内容に合うものを選ぶことが大切です。
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