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切削条件の求め方とは？
- 切削条件の求め方を教えていただけたら幸いです。一般的なアドバイスをお願いします。
- フライスやエンドミルでの加工時に上司から回転を10%上げるように言われたことがありますが、その意図について知りたいです。
- 回転を上げると送りも上がるのか、粗さが小さくなるのかについてあまり理解ができていません。ご教示ください。
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切削加工条件の設定として基本的には、工具メーカのカタログ値や公的な機関で公開（例参考URLではメンバー登録が必要）しているデータを参考にして設定し、工作機械の能力や被削材のHRC、引張り強さから最適値を求めます。特殊な材料以外では、実験的に求めたデータとして安全切削領域（縦軸を速度、横軸を送りに設定したグラフ）が存在します。この領域は、最終設定した工具寿命（横逃げ面またはすくい面摩耗幅）によっても分布が異なります。また、旋盤加工とフライス加工（マシニングセンター）によっても異なります。ぜひ参考のURLを訪問してください。
こんばんは 回転数を１０％上げるというのはおそらく・・・。 回転数を上げれば切削速度が上がり、切削温度も上がるので「構成刃先が付きにくくなる」。従って「切削面が綺麗になる」ということだと思います。 ただし回転数を１割上げると刃先は２割程早く磨耗すると思ったほうがいいでしょう。
回転と送りの関係は一概には言えないので難しいのですが折れない、あるいは刃がなまらない限り回転は速くして相応に送るのが基本ですがたいていはメーカーの推奨条件から経験分+-するかな？またエンドミルの種類によっても。例えば、テーパーエンドは回転を異常に落として適度に送ったほうが滑らなくて綺麗とか、経験するしか無い。本当は汎用のほうが分かりやすいんだけど。
最適な切削条件は、その工具を利用する目的（生産性や加工工場の無人運転をするための安全な条件（工具寿命）を優先するかによって変わります。短時間で加工する場合には、工具が損傷しても早急に工具交換が可能ですが、自動運転（無人化）の場合には、工具損傷や切り屑の絡み等が生じても対応が遅れます。工具管理する場合には、メーカのカタログ値よりは、公的な機関（各県に所在する工業技術センターや旧通産省の研究所）で実験的に求めたデータ（平均的なデータ）を使用される方が安全と思われます。工具寿命はテーラーの寿命方程式（ＶＴｎｆｍ＝Ｃ）で評価します。また、仕上では荒のときより回転を10%くらい上げる理由としては、速度を上げることにより切削抵抗を下げること、速度を上げることにより送り速度が下がる（主軸回転数と送り速度を別々に制御可能なマシン）ことにより切削仕上げ面をよくすることができる。ただし、切削速度を上げることにより工具寿命が短くなります。
取り代が多いと切削抵抗が大きい。 よって切削速度を上げると不具合がある。 つまり切削速度をあまり上げられないということです。 エンドミル切削で送りを上げれば切削抵抗は増えます。 柔らかい材料は無理やり送っても削れますが、硬い材料ではエンドミルが折れてしまいますね。 切削の基本は同じですが、旋盤とフライスの違いにも注意が必要です。
切削条件は、被削材と切削工具（材質・形状）により異なります。また機械の剛性や取り付け状態によっても変わります。ただし、一般的には皆さんがおっしゃっておられるように生産性・工具寿命と要求される加工精度や表面粗さによって決定されます。 切削抵抗は切削速度とは関係なく、同じ切削面積を加工するのであれば、切り込み量を上げるよりも送りを上げるほうが切削抵抗は小さくなります。 エンドミルなどでは、突き出し長さを出来るだけ短くすることにより、条件を上げることが可能になります。また切り込み量は、軸方向と径方向がありますが、特に径方向については何ミリ切り込むと考えずに工具中心から何度食い込んでいるかを見るほうが加工条件を決めるときに役立つと思います。 一般的に 切削速度は、切削動力と熱の発生に影響があります。 送りは、表面粗さに影響を与えます。 切り込み量は、寸法と形状に影響を与えます。 また具体的な事例があれば、各工具メーカーのホームページから質問することも可能です。
- 参考URL：
- http://www.sumitool.com/
粗取りの時は取り代が多いため、抵抗が大きく切削速度をあまり上げられないのです。 本当は誰だってなるべく早く加工したいのです。 仕上げでは取り代が少ないので、切削速度を上げる事が出来ます。 更に一定の範囲では切削速度が速いほうが、表面粗さ、外観とも良くなるのです。 ただし旋盤で一般的な鋼材を削る場合は、サーメットで120m/min仕上げより、ハイスのヘールで10m/min仕上げの方が表面粗さは良くなります。 この場合でも外観はサーメットの虹面に対し、ハイスはマットな感じで冴えません。 また加工時間は短い方が良い事、表面粗さや寸法公差のうるさいものは研削仕上げになる事を踏まえると、仕上げは切削速度を上げる、というのが一般的な答えとなります。
フライスの送りは分あたりで表します。 （旋盤の場合は回転あたりで表します） 回転を上げて送りも上げてしまったら、表面粗さは変わりません。 比例関係にあると、いくら回転を上げても一刃あたりの送り幅は一定になりますね。 一般的には、回転は上げ、送りは下げて仕上げます。
最適な切削条件は、その工具を利用する目的によって変化する物です。すなわち「生産性（スピード）」を優先するか「工具寿命（確実な無人運転可能範囲）」優先するかによって変わります。これは大手企業でも町工場でも同じです。この使い分けが儲かるコツだと思います。私は精密機器メーカーの生産技術を担当していますが、一般的な条件を求めるのであればメーカーのカタログが参考になります。工具は日々急速な進歩をしますので、文献を参考にすることはありません。（情報が古い。）その後、使用している「機械」「機械を取りまく雰囲気」「何を要求している加工か」により条件を変えていき、最適に少しでも近い条件を見つけます。
お礼
ありがとうございます。切削条件は確かに難しいですよね。私もまずカタログの中間値から加工を行うようにしてます。当方も生産技術をつい最近からやってます。経験、知識がまだまだ浅く毎日が勉強の日々です
補足
あいがとうございます。旋盤、フライス盤ともそのような傾向なのでしょうか？送りを下げるのはわかりますが、回転を上げるのはなぜでしょうか？？