【基礎知識】切削加工における隅角Rと根元R
切削加工には常につきまとってくる隅角Rと根元Rの話をします。
Rとは
Radius（半径）の頭文字R。コーナー部などの丸みがある部分の半径のことを指します。
図面上で「R1.0」と表記されることがありますが、これは半径1mmの円弧を意味します。
隅角Rとは
隅角Rは「隅R」や「角R」とも呼ばれます。
CNC切削加工の場合、棒状刃物「エンドミル」が高速回転しながら材料を削ります。 このため、隅の部分が自然と丸くなります。このコーナー部分のRを隅角Rと呼びます。
隅角Rを小さくする方法
隅角Rを小さくするために細い刃物を使えば良いと思うかもしれませんが、これは正解ではありません。
長すぎる刃物は加工中に負荷がかかりすぎて振動します。これを刃物がビビると言います。径が小さければ小さいほどビビりやすく折れやすいため、刃物の長さは短くなります。
そのため、製品の高さがある場合は太い刃物を使用することになります。
隅角Rを小さくするには、隅角部の高さを低くして、細い刃物を使えるようにすることが必要です。
エンドミルの種類と用途
ボールエンドミル（Ball End Mill）
形状： 刃先が球状
用途： 3D形状加工、滑らかな曲面加工
特徴： 曲面の加工が得意
ラジアスエンドミル（Radius End Mill）
形状： 刃先が円弧状（角にRあり）
用途： フィレット（面取り）加工や少し角の取れた仕上げ加工
特徴： 工具の寿命が長い
フラットエンドミル（Flat End Mill）
形状： 刃先が平坦（平ら）
用途： 平面加工、溝加工
特徴： 鋭い角の加工が可能
根元Rについての注意点
2平面が公差する部分のR加工にも注意が必要です。
- 大きなR（刃物の半径以上）: ボールエンドミルで加工可能です。
- 小さなR（刃物の半径より小さい）: ボールエンドミルでは加工不可です。径の太いラジアスエンドミルを使用すると可能ですが、刃物が入らない細い溝の場合は加工不可です。
- Rがないエッジ形状: フラットエンドミルを使用します。
様々な隅角R
さて、さまざまな例をご用意してみました。
①根元もZ方向も大きなR:
ボールエンドミルで加工可能です
②根元もZ方向も小さなR:
加工不可能。
③根元は小さなR、Z方向は大きなR:
根元Rはラジアスエンドミル。Z方向はボールエンドミルで加工可能です。
④全方向エッジ
このままでは加工できません。材質と高さにもよりますが、手加工にて隅付きは可能です。
⑤下の方は大きなR。上から可能な長さと根元は小さなR
ラジアスエンドミルで根元Rと大きな径の隅角Rを加工し、上からフラットエンドミルで可能な深さまで隅角Rを小さく加工。
⑥逃がし加工
隅角部のRがなくなるように肉側に食い込むように加工する方法です。
勘合物がぴったりのサイズであるなど、どうしても隅角Rを除去したいときに使う手法です。
なお根元はRがなくエッジなのでフラットエンドミルで加工可能です。
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まとめ
切削加工では隅角Rや根元Rは切り離せない重要な要素です。
すべてのRを小さくするのではなく、必要な箇所にのみ小さなRを用いることで、コストダウンが可能になる場合もあります。
判断に迷ったときは、加工業者と相談して決定するのが良いでしょう。
以上の方法を知っておくことで、効率的な設計が可能になります。
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