自動旋盤での、切削速度とは

ここで、切削速度について説明します。

  1. 切削速度とは、材料が止まっていて刃物が動く時の、刃物の動く速度を言います。
    単位は、”m/分”です。1分間に進む距離をm(メートル)で表します。
  2. 工作機械ではプレーナー(平削り盤)を考えると判り易いです。木工ではカンナを思い浮かべてください。プレーナーの刃物が1秒間で50cm(=0.5m)動く時、その切削速度は0.5m×60秒=30m/分となります。
  3. ただし、自動旋盤では材料が回転しますので、少しややこしくなります。
    自動旋盤の場合は、材料外径の周速(m/分)を”切削速度”とします。

    つまり、突切り工程のように外径から中心に向かって加工をしていく時には、だんだんと切削速度が下がっていって、理論的には中心での切削速度はゼロとなります。
    ですので、太いステンレス材料等を突っ切る時などには、突切りの刃先が中心に行くに従い主軸の回転数を上げると、能率の良い加工が出来ます。

    ステンレスの材料で切削速度を50m/分に保つとして、
    φ30で 530rpmで、切削速度が約50m/分となり、
    φ25で 640rpmで、切削速度が約50m/分となり、
    φ20で 800rpmで、切削速度が約50m/分となり、
    φ15で1,060rpmで、切削速度が約50m/分となり、
    φ10で1,590rpmで、切削速度が約50m/分となり、
    φ  5で3,200rpmで、切削速度が約50m/分となり、
    φ 3で5,300rpmで、切削速度が約50m/分となる。
    この間を、同じ切削送り(例えば、0.01mm/r)で送ったとすると、主軸回転を変えなかった時よりも大分能率が良くなります。例えば、
    530rpmで1.0mmを0.01mm/rで突っ切る時間は、約11.3秒間ですし、
    5,300rpmで1.0mmを0.01mm/rで突っ切る時間は、約1.13秒間です。
    NC装置によっては、切削速度と切削送りとを指定すると、突切りの径により自動的に主軸の回転を調整する機能を持っています。
    これだと、主軸回転数が無段階で最適値になりますので、より能率アップとなります。
  4. φ2.5mmの材料が、6,000rpm回転する時の切削速度を計算します。
    φ2.5mmの円周(直径×3.14159・・)は、2.5×3.14159≒7.85mmです。mm(ミリメートル)をm(メートル)に直すと、2.5×3.14159÷1000≒0.00785mです。
    φ2.5mmの周速(m/分)は、2.5×3.14159÷1000×6000≒47.1m/分です。
    自動旋盤の場合は、この47.1m/分を切削速度とします。
  5. ミーリング加工での、複数刃の正面フライスカッターでの加工では、正面フライスカッターの周速が切削速度です。
    φ100mmの正面フライスカッターを、500rpmで回転してフライス加工をする時の切削速度は、100×3.14159÷1000×500≒157m/分です。

 rpm:1分間当たりの回転数、毎分回転数、です。(Revolutions Per Minute)

------------------------- 参考 -------------------------------- 

材料外径φ2.5mmの主軸回転別の切削速度を一覧にします。

  •   6,000rpmの場合、 47.1 m/分
  •   8,000rpmの場合、 62.8 m/分
  • 10,000rpmの場合、 78.5 m/分
  • 15,000rpmの場合、117.8 m/分

C3604:黄銅(真鍮)を、切削工具の材質を超硬工具を使う場合には、その切削速度は120 m/分でも何の問題もありません。

ただし、主軸の回転が10,000rpm辺りになると、材料の振れや振動に問題が発生する可能性が大きくなります。また、オートバーを使用する時のフィンガーチャックにも問題があります。

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