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石膏ブロックの切削条件について
- 石膏ブロックの切削条件について、独学でマシニングセンターを使用している質問者がアドバイスを求めています。
- 特殊な石膏ブロックを削りCFRPの型を作りたいが、切削速度や主軸回転数の適切な条件がわからず困っている。
- 木型屋さんからのアドバイスと資料の情報が食い違っており、正しい切削条件の基準がわからないため、適切なアドバイスを求めている。
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機械の仕様 ・主軸サイズ ・最高回転速度 ・主軸モータの最大出力 が不明なので何とも言えませんが、軟質材ということで、 主軸回転速度4,000min-1、送り速度2,000mm/min(0.25mm/刃) の切削条件は悪くないと思います ちょっと送りが速いかもしれないので、最初の目標は1,600mm/min (0.2mm/刃)とした方が無難でしょう (2枚刃ボールエンドミルと仮定しています) そして、何が起きるかわからないので、先ずは 主軸4,000min-1，送り1,000mm/min，切込み深さ5mm，切削幅2mm で試削りをしては如何でしょうか OKであれば、 ?送りを1,200mm/min→1,600mm/minと段階的に上げる ?切削幅を5mmm→10mmと段階的に増やす としてみてください 機械に主軸ロードメータがついていれば、100%まで上がらないように注意 しながら、切削条件を上げてゆきます また、異常振動や高周波音が生じないこともチェックポイントです 独学ということで、危険・異常予知など分からないと思いますので、せめて 最初に試削りする時だけでも、木型屋さんに立ち会ってもらうことを、強く お奨めします >>木工機の木工NCルーターに近いマシン 集塵機は付いていますか？ 樹脂分の多い石膏...どのような削り屑がでるか分かりませんが、 粉塵上になるのであれば、保護メガネやマスクなどの防塵対策を 忘れずに！ あと、思い直したのですが、最初の最初だけは 2,000min-1，500mm/min，深さ5mm，幅2mm ぐらいでの様子見を再提案します (問題なければ、あとは上記回答の手順で切削条件を上げる） 詳細なレスを拝読いたしました BT40/2.2kW は想定以上に低いスペックですね 深堀はありますか？ 工具の突き出しを必要以上に長くするとびびりが発生するリスクが高く なるので、注意して下さい 主軸の出力が小さいので、深さ方向の切込みは小さくして、幅方向の切込み を大きくするか、送りを上げるような加工方法が良さそうです 回答(3)さんご記載の >>最大1mm以下程度 >>F=1刃あたり1mmでも削れるので粗さを見てください 0.2ぐらい が良さそうです ただし、回転速度は、出力2.2KWを考えると、あまり高回転速度にすると 空転だけでモータの出力を消費してしまう恐れもあります 取りあえず、2,000min-1から様子をみて、あとは問題の無さそうな範疇で 上げていくことをお勧めします また、工具の突き出しによっても、回転速度は適宜調節して下さい また、この被削材を加工した経験はないのですが、回答(3)さんのご記載 により、ボールエンドミルとフラットエンドミルで加工条件は略同等に 考えて良いと思います 蛇足ですが．．． >>一般的なアルミ50ｍ～100ｍ/min 航空機の機体に使用されている高強度アルミ合金(超々ジュラルミンA7075) は、高速高出力マシン＋超硬切削工具において切削速度1,000～5,000m/min で日常的に加工しています 例）https://www.youtube.com/watch?v=aKZTawM5y9k
その他の回答 (4)
回答（4）は経験も無い素人のホラです。
樹脂材料の加工は、どんな種類を経験していますか？ 切削速度を非常に落とし加工してみるが、最初にＴＲＹする内容です。 後は何とかなるし、切削熱での材料劣化はあるが、切削速度を落とすと殆ど解決。 切削油を無闇に使用すると、耐油性等々の確認も必要なので最後の手段とする。 回答（５）のiwanaiこと岩魚内は、ポイント稼ぎ用中身無し、他人批判記載。
お礼
ご回答ありがとうございます。 素人ですので傾向を教えて頂けるのでありがたいです。 材料ににもよるのでとにかく様子を見ながら経験をつんでいくしかないですね ありがとうございます
とりあえず 石膏は乾燥させておくこと 石膏はもろいので >>Zの切り込みは5ｍｍ位、かけるかけてしまいます 最大1mm以下程度 S＝回せるだけ回せる F=1刃あたり1mmでも削れるので粗さを見てください 0.2ぐらい 粉塵がすごいので エアーブローすると大変なことになるので 掃除機で吸う http://www.nicovideo.jp/watch/sm19799298 ニコ動なんで登録が必要 日本語へん >>Zの切り込みは5ｍｍ位、 そんなにかけるとかけてしまいます 動画では骨折してます >>掃除機で吸う 掃除機はダイソンタイプじゃないと 目詰まりして吸わなくなるので みんな自作してる 私のやってた頃はまだ サイクロン式がまだ普及してなかった
お礼
アドバイスありがとうございます。 なるほど！F 1刃 1ｍｍほどでも削れてしまうのですね。 逆にどんなに変な条件でも割と削れてしまうので無理をすると割れてしまうのですね 仰るとおり切削面を確認して荒さを見て徐々に調整していく必要がありそうですね。 とりあえず私のような素人はZの切り込みもそこまで多くしてはダメのようですね。 少しに抑えて調整していこうと思います。
金属は切削力が大きく機械の剛性が必要で、マシニングセンターが望ましい。 石膏ブロックは木材用のルーターの方が適してる材質と思います。 また切削油剤を使う湿式と乾式との構造差もあります。 工具は普通は超硬。回転と送り速度は機械の限度まで上げても工具は耐えるはず。 高価であるがダイヤがさらに適する工具と思われる。 金属でも鉄は回転と送りの限度が被ってきます。アルミはやや少ない方。 数値に拘らずやってみればよいのです。 金属切削屋は、銅、真鍮、（アルミ）を"色物"と称し、樹脂、木、石膏などは"ゲテモノ"と蔑称する向きが居ります。私の職場の古い職人肌の人かがそうであった。 外注加工屋もその傾向。金属切削用の高精度機械で削るのには問題ありはするが、根拠なき敬遠も。 ところが仕事量が予想外に増え、引受けた所の他を探せど手を上げる所無く、単価は言うがまま、新設機械を何台か差し上げる程に儲けさせ。。。 ガラス土石などが混ざる材料は超硬工具でも摩耗が意外に早い（木材でも同じ） エンドミルともいうが、玄い名称はルータービット。 http://www.kimura-knife.co.jp/woodcraftknife.htm 負荷が軽いので把握部のシャンク径は工具径より細いものあり。 あまり精度を追求しなくそれなりの作りなので、適当なものがなければ類似材のグラファイト用工具。 http://www.t-yamakatsu.co.jp/_userdata/special/os/os_dia_gf_ebdr.pdf ダイヤモンドコーティング有り無し 他にはないロングサイズ対応あり。 CFRPの型 面粗さをどこまで要求するかがキモな点。ルーターは主軸が甘いであろうしテーブル駆動も精度に対応できるか問題。 途中まで削って仕上げはペーパ―磨きでしょうか？ グラファイト加工とはまさに金型用で逆形状の放電加工電極を削るので形態はよく似てます。機械は専用マシニングセンタ。
お礼
ご回答ありがとうございます。 当方の機械は切削剤は使わずドライ切削のタイプとなります。 石膏なので刃物はHSSで十分かと思っておりましたが、 超硬が普通なのですね。そしてダイアですか？今まで柔らかい素材なので 意識していませんでしたが、勉強してみようと思います。 ありがとうございました。 アドバイスありがとうございます。 おそらく金属加工を追求されている方には軟質材の切削などは笑ってしまうほど低レベルな切削なのかもしれませんね。 私のような初心者はどこか数値的な物にとらわれている所がたしかにあると思います。何も分からないので怖くて数値に頼ってしまうのですね。。 少しずつでも慎重に作業を重ね経験を重ねて覚えていかなくてはいけませんね。 何よりマシニングセンターは間違った使い方をすると事故に直結し、もし機械を壊してしまったら私のような個人経営者は修理代もすぐに払えないと思うので動かすのには少し勇気が必要ですね。 エンドミルではなくルータービット。有益な情報をどうもありがとうございます。
お礼
ご丁寧なご回答頂き、とても感謝致します。 ウチの機械は主軸がBT40の2.2ｋｗのタイプで、Zのストロークが1000ｍｍ程もありますので倒れ剛性も弱いのでツールチェンジャーはありますが、一般的なマシニングセンターというより、モデリングマシンに近い仕様でしょうか。主軸は12000まで回ります。 金属加工においての条件の情報はネットなどでも豊富にあり、情報を集め、それに安全マージンを十分にとって作業しようと思っていたのですが、金属加工などを例に取ると、機械を譲って頂いた木型屋さんの20パイで主軸3000回転は切削速度が200m/min近くなるので一般的なアルミ50ｍ～100ｍ/minの倍近い速度なのでちょっと怒涛してしまったのです。 非金属の柔らかい素材とはかなり違う物なのですね。 一刃あたりの送りも0.25mm～0.2mmも軟質材の切削では異常な値ではないとの事で安心いたしました。 集塵機は装備しておらず、テスト切削の切子の結果をみてどのような物を購入するか検討しようと思っておりました。アドバイス頂いた通り、保護メガネ、マスクなどで安全には十分注意したいと思います。 2刃のボールエンドミルと２刃のフラットエンドミルでかなり切削条件は変わりますか？小さい平板の上をフラットエンドミルで切削するパスを作ってテスト切削しようかと思っておりました。 20パイのフラットエンドミル(2刃) 回転は最初教えて頂いた通りS 2000 F1500 深さ5ｍｍ 幅2ｍｍ でテストしようかと思います。 そしてその後 S 3000 ・・・S4000 F1600～2000 と徐々に様子をみてい行こうかと思います。 具体的な数値で相談に乗っていただきとても感謝いたします。 色々な事に注意し切削してみます。本当にありがとうございます