フライス加工と旋盤でできない形、内角のRが必要な理由とL形ブラケットの加工工程

装置では、ワークを位置決めする治具やストッパのブロック、ブラケットを切削部品で作ります。CADでは描けたのに、加工先から「この角は削れません」と返ってくる。原因のほとんどは、工具が丸いことです。回転する工具で作る内角には、工具の半径に応じたRが残ります¹。

工具は丸い、細い工具はたわむ、届かない場所は削れない。この3つが分かると図面のRや穴の深さに理由が見えてくるので、L形ブラケットの寸法で1つずつ計算してみます。

内角のRは工具の半径で決まる

図面から動画にしたL形ブラケットの底板と立板の間には、R3の内角があります。

中央の拡大図を見ると、工具の円が角を丸く残す様子が分かります。

R3を削れる工具は直径6mm以下で、半径がRより大きい工具は角の奥まで入りません。隅のRがR5なら、使える工具は最大でφ10です²。

相手の部品の角が当たるなら、隅に逃げ穴を設けるのが手です¹。例として、ワークを2面に当てて位置決めする治具の内角では、ワークの角の面取りやRが内角のRより小さいと、ワークの角が内角のRに当たり、ワークが基準面に着座しません。ワークの角の形は、客先に確認する項目です。どうしてもピン角に近づけたいなら、コストは上がりますが形彫放電加工に回します。それでもR0.2ほどは残ります²。

細い工具は長さの3乗でたわむ

工具には届く長さの限界もあります。エンドミルの直径をD、突き出し量をLとすると、一般にL/Dは5程度までです²。では、なぜ5なのか。片持ちはりの式で考えると、たわみはLの3乗に比例し、断面二次モーメントの式からDの4乗に反比例することが分かります。

φ6の線が右へ行くほど急に立ち上がる点を見てください。L形ブラケットは中央にリブがあるおかげで、内角を削るときの突き出しが、幅の半分の30mmからリブの厚さの半分の3mmを引いた片側27mmで済みます。L/Dは4.5で、目安の5に収まります。ただ、工具ホルダーを材料に当てないよう少し長めに出すと、余裕はほとんどありません。

リブがなく片側から60mm通すなら、たわみは11倍でL/Dは10。裏返して両側から削るのが現実的でしょう。

R3をR5に替えられるなら、φ10が使えて、同じ27mmでもたわみは約8分の1になります。太い工具なら一度に削れる量も増えるので、加工時間の面でも有利なはずです。図面のRをあと2mm大きくできないか。設計者が最初に考える価値は、ここにあります。ただし、ワークを当てる位置決め治具の内角では、内角のRがワークの角の面取りやRより大きいとワークが着座しないので、内角のRはワークの角の形と逃げ穴に合わせて決めます。

このブラケットに旋盤と深穴加工は必要ない

フライス加工は工具が回り、旋盤は材料が回ります。だから旋盤が得意なのは、回転軸のまわりに対称な形です。

• フライスは平面、溝、ポケットが得意で、ピン角の内角、アンダーカット、薄肉や高いリブが苦手です。
• 旋盤は軸、段付き、内径が得意で、細長い軸、薄肉の円筒、深い内径、偏心した形が苦手です。

苦手な形はミスミの解説がまとめている加工限界から選びました¹。旋盤ではチャックで把持する部分、つかみ代も必要です。L形ブラケットは回転対称ではないので、旋盤の出番はありません。

穴では、工具の長さに加えて切りくずが問題になります。深くなるほど切りくずを排出しにくくなるからです¹。ミスミの解説では、高精度に加工できる深さの判断基準は直径の8倍程度で、それ以上はロングドリルやガンドリルの領域です³。工具メーカーの刃先交換式ガンドリルも、タンガロイのカタログではL/Dが8から始まります⁴。

L形ブラケットの穴はφ5.5で深さ10mmなので、1.8倍です。問題になる深さではありません。止まり穴なら穴底がドリルの形の円すいになるので、その深さはタップの下穴の記事で計算しています。

L形ブラケットを削る順番

A5052のブロックから削るなら、工程はたとえば次のようになります。机上で組んだ一例で、実際の順番は加工先の設備で変わります。素材の寸法も計算のために置いた値で、実際は手に入る板や角材で決まります。材料を替えたときの削りやすさの違いは、アルミと鉄とステンレスの選び方で比べました。

1. 各面に1mmの削り代を見込んだ62×52×72mmのブロックを、六面削って60×50×70mmに整える。
2. 幅の方向を上にして固定し、片側を中央の3mm手前まで削る。太い工具で荒取りし、最後にφ6で内角R3とリブの側面を仕上げる。
3. 裏返して反対側も同じように削る。リブの斜面より上の材料も、ここで落とす。厚さ6mmを抜くので突き出しは33mmになり、φ8以上の工具を使う。
4. 底板の深座ぐりと立板のキリ穴を開け、C1の面取りをする。

図の2と3で、工具の入る向きが逆になっている点を見てください。削る量を体積で追うと、工程の重さが分かります。

工程	残る体積	削る量
素材	232,128mm³	なし
1. 六面	210,000mm³	22,128mm³
2. 片側	145,252mm³	64,748mm³
3. 反対側	68,804mm³	76,448mm³
4. 穴と面取り	67,195mm³	1,609mm³

素材の71%が切りくずになり、完成品に残るのは3割足らず。その大半は工程2と3で、工程4の体積は1%にも届きません。ただ、手間は体積に比例しないのが加工の難しいところです。

工程3で裏返すと、クランプできる面は厚さ10mmのL字だけになるので、受けの治具が必要になるかもしれません。工程4では、穴の向きごとに段取り替えが必要です。底板の穴は立板の手前から開けるので、穴の中心から立板まで22mmしかなく、工具ホルダーが立板に干渉しないかを確認します。厚さ6mmのリブも、高さが30mmあるので振動しやすい箇所です¹。

内角のRや逃げ穴の寸法は、部品図に書く項目です。提供前の装置設計の支援アプリMEKARIQは、ワーク仕様などの装置の条件から、3Dと組立図・部品図・部品表を生成し、生成のたびに検図して結果を○▲×で示します。（MEKARIQ は、株式会社Anamorphosis Networks が開発している装置設計の支援アプリです。MANUFAC を制作する株式会社Game は、その開発を受託しています。この段落はその紹介です。）ワークの角の面取りやRのように、AIが決めきれないワークの条件は、客先への確認事項として一覧にします。

どの向きから工具が入るかを、図面を描きながら1回ずつ想像する。削れない形はそれだけでかなり減りますし、R3をR5にできないか、という相談も加工先に持ちかけやすくなります。

2026年10月31日 更新：深い穴の目安に、工具メーカーのガンドリルのL/Dを足しました。

2026年11月9日 更新：ワークを位置決めする治具やブラケットを設計する場面を中心に、業界の用語で構成と表現を書き直しました。

注

1. ミスミ meviy「加工限界とは？設計図面で気づくポイントと加工できない形状への対策」。 ↩ ↩ ↩ ↩ ↩

2. ミスミ meviy「効果的な切削部品の形状とは？」。 ↩ ↩ ↩

3. ミスミ meviy「穴加工の基本と設計のポイント」。 ↩

4. タンガロイ「DeepTri-Drill」（英文のカタログ）。刃先交換式ガンドリルのMCTR形は、L/Dが8、10、15、20、25と、φ12〜15の35、40、45です。2026年10月31日に確認。 ↩