フライス加工（ミーリング加工）とは？加工の種類・素材・仕上げ加工を解説

製造業における金属部品加工の現場では、高精度・高効率な加工技術が求められます。その中でも、汎用性と精密性を兼ね備えた加工法として重宝されているのが「フライス加工（ミーリング加工）」です。

本記事では、フライス加工の基本原理から加工種類、使用機械や工具、素材、そして仕上げ精度の考え方までを解説します。設計・加工・調達の参考として、ぜひお役立てください。

フライス加工とは、回転する多刃の切削工具（フライス）を用いて、金属や樹脂などの素材表面を削り、所定の形状に削る代表的な切削加工の一つで、ミーリング加工とも呼ばれています。

平面加工はもとより、段差・溝・斜面・穴あけ・曲面など、複雑な対応を可能とするフライス加工は、金型製作や機械部品加工、電子部品のケース加工など、幅広い分野で活用されています。

フライス加工では工具が回転し、材料（以下、ワーク）は固定された状態で切削されます。一方、旋削加工は回転するワークに固定刃を当てて削る方法となり、円筒形状の加工を中心に活用されています。

また、研削加工は高精度な仕上げに用いられ、砥石で微細に材料を削ります。これらの各加工法には適用できる形状や求められる精度、加工コストに違いがありますので、目的に適した選定が重要となります。

フライス加工にはいくつかの種類があり、加工面の向きや形状、仕上げの目的に応じて使い分けられます。

それぞれの加工法には得意とする形状や生産効率、適用素材などの違いがあり、設計や工程計画の段階で適切な手法を選択することが重要です。以下は、代表的なフライス加工の種類とその特徴となります。

材料の表面を水平に削って平らな面を作る基本的な加工です。大型ワークの基準面出しや、箱型部品の平面仕上げなどに活用されます。

材料の側面を垂直方向から加工します。溝や段差をつける際によく使われ、L字型・コの字型の部品に向いています。

フライスカッターの端面を使用して加工する方法です。切削幅が広く、荒加工から仕上げまで広範囲に対応できます。

斜面や曲面を削り出す加工方法となり、傾斜部品やR形状をもつ構造体に対応できます。3次元的な輪郭形状が求められる部品に活用されます。

エンドミルという工具を用い、溝・穴・ポケットなどを加工する方法です。マシニングセンタとの組み合わせで、複雑な形状にも対応することが可能となります。

フライス加工におけるエンドミルの刃数は、切削性能・加工面の仕上がり・切りくず排出性に大きく関わります。加工する材料や目的に応じて、適切な刃数を選定することが、品質と生産性の両立には不可欠です。

以下は、目安となりますが、1枚刃以上の刃数それぞれの違いや特徴です。刃数の選定は、切削条件（回転数、送り速度）、ワーク材の性質（粘性、硬度）、加工深さとの相関を見ながら総合的に判断する必要があります。

フライス加工において使用される工作機械は、加工の精度や生産性、コスト、柔軟性に大きく影響します。この工作機械の選定を誤ると、過剰な初期投資や加工精度の不一致、非効率な段取りが発生する可能性があります。

そのため、使用目的や加工ロット、求められる品質水準に応じて、適切な機械を選ぶことが重要です。以下では、代表的な3種の工作機械（フライス盤）の特徴を比較しながら、導入時の判断基準を整理します。

手動操作による汎用機です。作業者の熟練度が求められますが、柔軟な加工が可能なため試作や単品加工にも適しています。

数値制御（NC）により自動化されたフライス盤です。反復性の高い加工や中ロット生産に向いており、人為ミスが少なく安定した品質が期待できます。

NCフライスを多機能化した自動加工機です。自動工具交換や多軸制御により、複雑形状の連続加工を可能とします。主に多品種の少量生産に向いており、高い生産性を発揮します。

フライス加工で使用される素材の選定は、加工のしやすさ、仕上がり精度、耐久性、コストなど多面的な要素を考慮する必要があります。素材ごとに切削性や工具摩耗への影響が異なるため、加工条件の設定や工具の選定にも密接に関わってきます。以下は、加工性の高い代表的な素材となります。

前述の素材とは逆に、いわゆる難削材と呼ばれる素材は、加工効率が落ちやすく、コストや時間、工具寿命にも大きな影響を与えるため、慎重な工程設計が必要となります。以下は、代表的な難削材となります。

フライス加工の最終工程となる「仕上げ加工」は、寸法や表面の精度を左右し、製品の品質に直結します。以下は、仕上げ加工の重要性や注意すべきポイントとなります。

フライス加工で大まかに削った後、寸法精度や表面品質を整える工程を表します。この際の仕上げ品質が製品の信頼性にも深く関わります。

寸法精度とは、図面で指定された公差範囲内に部品のサイズが収まっているかを示す指標です。仕上げ加工では、±0.01mm以下の厳しい寸法公差が求められることもあり、これを確実に満たすためには以下の管理が重要となります。

もし、寸法精度の管理が不十分な場合は、部品のはめ合いや動作不良などにも繋がり、生産ロスの恐れもありますので、公差設計に見合った技術力が必須となります。

表面の粗さは、部品表面の凹凸の度合いを示す品質指標であり、Ra（算術平均粗さ）やRz（最大高さ）によって表されます。以下は表面の粗さをコントロールするために知っておきたい情報となります。

表面品質は、見た目だけでなく、潤滑性・耐摩耗性・密着性などにも影響するため、用途に応じた管理が求められます。

さらに高品位な表面が必要な場合には、仕上げ加工後にバフ研磨やラップ加工などの二次工程を加えることで、Ra0.2μm以下の「鏡面仕上げ」も可能となります。

仕上げ加工は、フライス加工の品質を最終的に保証するプロセスであり、製品の完成度に大きく影響します。以下などに注意しながら、用途や部品の機能に応じて、適切な切削条件や仕上げ方法を選定し、測定・検査とセットで取り組む必要があります。

フライス加工は、平面加工・溝加工・複雑形状の成形など、多様なニーズに対応できる高精度かつ汎用性の高い切削加工技術です。使用する工具や機械、素材の特性、刃数や加工条件を正しく理解することで、製品精度やコスト効率、加工スピード向上を実現できます。