丸鋸によるアルミ切断の方法を知りたい
- 丸鋸でアルミを切断するためのモーター容量の算出方法についてご教授ください。
- 丸鋸メーカーに聞いてもわからないと言われることが多く、切断条件を知る方法がわかりません。
- 刃厚、外径、回転数などの条件があれば、アルミ切断の概略計算方法を教えていただきたいです。
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丸鋸による切断
お世話になります。 丸鋸でアルミを切断したいのですが、モーター容量の算出の仕方がわかりません。 あらゆる丸鋸メーカーでも聞いたのですが、不思議なことにわからないといった返答ばかりです。 切れ味によって随分条件が変わったりするとは思うのですが、刃厚と外径と回転数といった条件が決まれば、ある程度の概略計算方法があるようにも思うのですが、いかがでしょう？ ご教授お願い致します。
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切削動力から計算できることは間違いないです。 しかし動力に余裕が無いと回転が不安定になり動力も変動し、刃こぼれや甚だしきは回転停止してモーター焼損を招く。なので安心係数バカ掛け!! 今ある機械(中古市場含)のモーターパワーを調べ真似するのが手っ取り早いです。 ＞不思議なことにわからないといった返答ばかりです 多分真実。大昔やったかもしれぬが確たる計算にならず、実物が出来れば試して判ることで、値を測ることもそれほど意義認めず。 値も出さない湯ーだけ法螺んてぃあ講釈師・・・が『ご指導』に来るだろけど・・・ 超硬丸鋸刃のムク材高速切断用マシン http://www.amt.amada.co.jp/products/sessaku/marunoko/index.html 外径100の丸鋸なので、回転数は10000rpmくらいが必要、 無いです。低くて可。 最適切削速度から出た数値でしょうが、鋼と違ってアルミはあまり気にしなくてよいです。 むしろ切削液無など悪条件下で(最適の)高速にすると溶着の怖れ。 送り機構をどうするか。 モーター送りなら背分力を目途に設計してよいと思います。 いい加減な極みは砥石カッターの自重まかせ。バンドソーは油圧が付くがセッティングの持上だけで、切削時は自重下降をスピコンで速度調整。 この程度？ http://www.t-mt.com/kousaku/img/24339/24339.pdf 鉄、非鉄用でベルトプーリーを選ぶのとモータ極数切換。今はインバータで自由自在。
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前出の先生方に怒られそうですが 厳密に負荷計算した結果１．２３ｋｗと出たとする（効率や損失も正確に加味したとする） でも、ここで問題発生 １．２３ｋｗのモータは日本国内には売ってません 仕方が無いので少し余裕のある１．５ｋｗにしたとする 無事に機械は完成し納品しました でも、問題発生！ その機械で加工したワークの１０００個に数個の確率で不良品発生！ その原因は？ トルク不足だったりする 厳密に計算したのでトルク不足はアリエナイ？ 鋸刃にしろフライスカッターにしろ刃物は摩耗して減る 刃物が減った時のトルク増加はどうやって計算する？ それ以外にも、意図せず刃物が食い込んでしまう時も有る 恒久対策的には３．７ｋｗか５．５ｋｗに落ち着いたとかの事例は少なく無い つまり、ご予算と許容機械設置面積から最大容量を選んだ方が手っ取り早かったりする 因みにモータが大きすぎたとしても電気代が食うのと機械設置面積が広くなる以外の不具合は無い 機械重量は重くなるが、手持ち工具でない限り問題になる事は稀ではある
補足
ご回答ありがとうございます。 いろいろご教授頂いたことにより、たくさん勉強させていただきました。 たしかに磨耗した場合も十分に考えなければなりませんね。 現場では、ギリギリいけるところまでいってしまわれますから。。ｗ
計算の方法はありますが、致命的な問題としては 大前提となる切削抵抗を決めるパラメータが不明な事につきます。 回答(3)さんの仰る > 機械効率なる分かったようで分からない怪しげな系数で調整する というのは大きな間違いで、本来工具の切れ味に関する補正値は 切削抵抗を算出する過程で組み込む物であって、 機械効率（動力伝達効率）はスピンドルモータから刃先まで動力を 伝達する過程で生じる損失（滑り、撓み等）を加味する物です。 計算上交換法則が成り立つからどこへ入れても同じだろう という考えは工学的なアプローチではない。 まぁ実務上は似たような物ですけどね。
お礼
ご回答ありがとうございます。 添付していただいた内容を参考にさせていただきます！
回答(2)さんが提示されたURLの式が定番です 然しながら、比切削抵抗は工具の性能（真のすくい角やホーニング量、 表面処理による摩擦係数）などによって大きく変わります したがって、計算式と実測値の差異は、機械効率なる分かったようで 分からない怪しげな系数で調整することになります さて、小生の経験で申し上げると、A5052～A7075といったアルミ合金を、 マシニングセンタで切削速度vc=2,000～3,000m/minで加工した場合、 主軸モータ出力1kWあたりの切削量は100～120(cc/min)/kWぐらいとなり ます。 丸鋸による切断を考えた場合、丸のこの直径と刃数、ワークの厚みによ って同時切削刃が異なりますが、エイヤッで上記マシニングセンタの効率 の1/4ぐらい、すなわち 20(cc/min)/kW と仮定してみては如何でしょうか。 あとは、回転速度、刃数、刃幅、送り速度を決めれば、モータの所要切削 動力が逆算できます。 φ100で回転速度10,000min-1 → 切削速度vc=3,140m/min 素晴らしい仕様と考えます 主軸の回転バランスや作業者の安全対策などに十分ご配慮下さい またプーリによるベルト掛け機構を採用されるとのことですが、 主軸とモータ軸のプーリ径比率は、共振やうなりを生じさせないように、 割り切れない数値で設定することを提案申し上げます 回答(4)さんに、真向正面から叱られてしまいました．．． >>計算上交換法則が成り立つからどこへ入れても同じだろう >>という考えは工学的なアプローチではない が、正しいことは言うまでもなく、例えば現在のマシニングセンタは ご指摘の機械効率の定義にしたがえば、限りなく係数は１に近づいており ます。 対して、ワーク材質と切削工具の諸元と一刃あたりの送り速度で与えられ る比切削抵抗は、ほぼ実験で求めている最大公約数的代物であり、メーカ もユーザもそれを実経験に合わせてチューニングすることは殆ど不可能です。 その意味から、回答(2)さんご紹介の式にもうひとつの調整係数を加えるの が真の正解でしょうね。 >>まぁ実務上は似たような物ですけどね。 と、結局はこの一文に同様に帰結するのですが、考え(定義)の間違い につきましては素直に認めて、上記の通り系数追加にて訂正いたします。 最新の傾斜切削理論と被削材固有の数値(例えば引っ張り強さや硬さ)を 用いて、工具と材料と送り速度ごとの比切削抵抗をもっと正確に理論的に 算出できるような気もいたしますが、残念ながらあまりにも実務的な内容 であり、大学における研究対称としての動機づけには魅力が不足している ものと思われます。 回答(1)さんご提示の超硬丸鋸マシン仕様・・・最高回転速度max.180min-1 おそーいけど、現実はこんなもんですか 溶着防止のために水溶性切削液は不可欠ですが、飛散を考えると、 実用回転速度は1,000min-1以下にした方が無難なのかもしれませんね （2,000-3,000min-1ぐらい回転できたら御の字か？） さらに回答(1)さんご提示の高速切断機の仕様拝見 うーん、質問者さんが構想している物にまさに合致している感がします 商品化したメーカも、それを探し出した(1)さんも、素晴らしいです φ250メタルソーで、1,380min-1/60Hz，1.8/2.3kW → VC≒1,000m/min 丁度良い塩梅かもしれません φ100の丸のこでvc1,000m/minとすると → 3,185min-1 回転速度3,000min-1で、モータ出力は2～3kW程度ぐらいが妥当かも ※工学的にきっちり計算したわけではありませんが、それほど逸脱した 仕様ではないと思います！ 理屈ではないのですが、1,000min-1以上でアルミを加工する場合、 トルクよりも出力＝仕事量がモータに求められる感覚です。 質問者さんが、最終的にどの位の回転速度をご選定するかにも よりますが、プーリで減速するのであればトルクは十分に得られる と思われます。 小生、「2～3kW程度ぐらい」と実にあやふやな表現をしたのは、 3.7kWの出力も頭の片隅にあってのことです。 フライス盤の出力も3.7～5.5KWぐらいあるので、(5)さんのご回答も 実用範囲内と思います（モータトルクが勝って切りくずを噛み込ん だ時に丸鋸の刃が飛んだり変形したりする可能性もありますが）。 全くもって、工学的アプローチではなく感覚的な答えをお許しください。 （こうしなければならない．．．といった厳密な正解はないので）
お礼
ご回答ありがとうございます。 チップソーメーカーに聞いても目安すら教えてくれなくて、困っていましたが、基本的にどういった考え方が必要であるかということを理解できてきました！ たくさんの某メーカーさんとお話しましたが、昔にはいろいろ計算もなされたかもしれませんが、現在では社内にもたれているモーターでいろいろ実験をされているという感じで細かい計算はされておらず、容量も5.5ＫＷまでであろうかなーなどと思っています。 私としては、2.2か3.7かなーと思いますが、2Ｐですと、2.2から3.7では重量が跳ね上がるんですよね。大差なければ3.7と行きたいところなのですが、むずかしいです。
フライスですが つhttp://www.mitsubishicarbide.net/contents/mmc/ja/html/product/technical_information/information/formula4.html#milling ここ以外紹介してるところは知らない 切り込み量 送り速度 で結局何とでもなってしまう のが主な理由だと思う
お礼
ご回答ありがとうございます。 大変参考になるHPのご紹介ありがとうございます。 計算してみます！
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