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除去体積による送り速度の変化について
素人です．タイトルがわかりずらかったらすいません． 切削条件として送り速度Fは，F=N*f*Z，つまり回転数と一刃あたりの送り（と刃数）で求められると思うのですが，実際の切削では刃物がワークの中を進むのでFを少し調整する必要があると思うのです．その要素として縦方向の切込Adと横方向の切込Rdだと思います．事実，参考書に記載されてましたし，上の式にはそういう切込（送り速度との積で単位時間当たりの除去体積）が一切考慮されていないと思います． 私が見た，切込を考慮したFは，F=v*D*f*E/Rd*Ad（ただし，ｆ：送り係数，E：エンドミル係数）というもので，一応刃数も反映されるようです（Eに含まれる）．そして，Rdが0.1D以下のときは0.1Dとして計算，Adが0.5D以下のときは0.5Dとして計算します． 二つ目の式を見て，そうか！と思ったのですが，てきとうにアルミあたりを切削する場合を考えたとき送りが早くなりすぎるような気がします．径20の2枚刃エンドミル，Rd=5mm，Ad=10mmとします． F=80*20*52.6*1/5*10=1683.2mm/min これに見合う回転数は N=1683.2/2*0.1=8416r/m いや，これはいくらなんでも危険ではないでしょうか？５割落としても4000rpm・・・ 私は現場を知りませんし，勘とかそういうのがわかりません．だから数式に頼るしかないのです．5×10mmの切削を20mmエンドミルで行うとき，1500の送りは実際どうなんでしょう？ よくわからない文章でしたが，一番教えてもらいたいのは除去体積を考慮した送り速度の算出方法はどういうふうにするのかということです．説明下手でしたがよろしくお願いいます．
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それが、今はやりの高速マシニングの考え方の一歩です 加工条件が見つからない 紹介高速マシニングセンターのサイト http://www.niigata-techno.com/space8/s8_01.html 高速で回す時の問題点は、 １ 工具のふれ ↑ 高速対応のミーリングチャック http://www.nikken-kosakusho.co.jp/highspeed.htm や 焼きばめ ホルダー なんか 必要 http://tool.misumi.jp/practice/detail/detail52.html まあ、普通のミーリングでもぶん回せるけどね ２ 発熱の問題 周速を上げると発熱します まあ、アルミの場合、熱伝導率がいいので、すぐさめるけど ナックなど シャレにならないほど上がります 刃物が溶ける ↑ 溶けてる動画が見つからない 私も何本も溶かしました サーマルクラックや構成刃先、アルミだと溶着なども問題になります それを防ぐために、コーティングされた刃物を使います 3 NCの処理速度 NCはGコードを読み処理していきます 加工速度が遅いと問題ないですが 加工速度が速くなるとあとに述べる、物理の壁や、処理速度が間に合わなくなります 4 物理の壁 車は急には止まれない ってことです 刃物先端部だけではなく NCのばあい、ヘッド自体が動きます その質量で、高速で急に方向転換したり 急発進、急減速、をすると 車は急に止まれない現象が起きます やるとわかるけど それを防ぐためには 剛性の高いマシニングを使う ハードウェア減速処理つきのものを使う（おまじないがあるんですよ） ソフトウェア減速付きのCAMを使う 5 重切削ができない 高速マシニングは 主軸の構造が、高速に回すためだけにできているものもあるので、結構もろい 昔使っていた奴は、Zもリニアだったため、ヘロヘロでした この間、展示会で見てきた奴は、すごかったですが 利点 1. 加工時間が短くなる 小径のエンドミルなら S30000 F10000 なんて加工条件もある 7時間かかってたやつが、30分はしゃれではありません 2. 鏡面に仕上げられる ＝ 仕上げレス 普通、仕上げには、送りを落として、面粗度を上げますが １刃当たりのの送りが面相度の要因の一つになります 回転数をものすごくあげ 送りを遅くすると、鏡面近くまで持って行けます 高速マシニングは、まだ浸透してなく、今までの経験とは、全く違うことを言っているので、年配者には受けいられにくいです しかし、こうゆう物を見せられると http://www.mitsubishicarbide.com/mmc/jp/product/video/index.html#solid 何も言えないでしょう とくに、この辺は、加工を知らない奴らのほうが、怖がらずやれます 中国あたりでは、平気でやっているんでしょうねぇ ７時間が３０分は、だてじゃないので、暇な時に研究するのが一番です 最新のマシンでなくても 10000RPM 近くまでは回せる し 送りもそんなに遅くもないです ちなみにうちは樹脂で 樹脂メーカの推奨加工条件は 発砲系の樹脂は φ20で １６０００rpm 一刃あたりの送りは0.５なので すべての工具が、頭切りで ８０００rpm（NCメーカーがいう限界回転数）で 送りもMAX8000です ← G00と変わらない まあ、回答のほうにもすっぽり抜けてますが 質問内容の 径20の2枚刃エンドミル，Z切り込みRd=5mm，XY切り込みAd=10mmとします だと、テーブルを動かすのけ結構な動力が必要になる ＆ 怖くてできない （経験則で、そんな加工はしない）です UPカット と DOWNカット も絡んでくる （← 刃物が受ける力） ↑ 昔、ここで回答した覚えがあるのだが、2chで釣られて、絵まで描いて、見つからない ちなみに、DOWNは食い込まないけど UPは、食い込みます 関連質問 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=159031&event=QE0004 まあ、いろんな問題が絡んでくるのですけどね ワークの段取りとか もし加工条件を決めるなら 私なら、XY＝１D Z切り込みは 3mm とし 回転数はメーカ推奨の周速から、送りは一刃あたりの送りを、そのまま回転数にかける （必然的に50%になる） ここから、条件テストをしてみます φ20のエンドミルで加工するなら チップ交換式の、ｽﾛｰｱｳｪｲとか使ったほうが、実は良かったりする http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=98307&event=QE0004 参考 http://www.mitsubishicarbide.net/mmc/jp/product/technical_information/index.html ↑ チップ交換式のものばかりだが、理屈は一緒
その他の回答 (1)
送り速度は、ご推察の、径方向の切込み量と軸方向の切込み量に 加えて、刃数、ワークの材質、機械の主軸剛性、工具の突出し長さ、 など色々な要素が絡んできます。 机上で検討する場合は、先ずはメーカのカタログに掲載されている 推奨切削条件を参考とするのが無難と考えます。 ソリッドエンドミルの場合、 ?径方向の切込み量の小さい肩削り ?径方向全幅×軸方向は径サイズ以下の切込み量の溝削り に大別されます。 大雑把の目安の刃あたり送りは、 ?0.06～0.1mm/刃，?0.04～0.06mm/刃 ぐらいでしょう(アルミは除く)。 アルミの加工は工具仕様の差で、切削条件がとんでもなく異なります。 例えば、とあるメーカのφ20×2枚刃/刃長38mmのソリッドエンドミル の肩削りによる推奨切削条件は ・一般アルミ材用：4,800min-1，1,500mm/min(0.16mm/刃) ・航空機部品用 ：8,000min-1，4,300mm/min(0.27mm/刃) ですので、ご質問の条件は十分あり得ると考えます。 さらに、切削液をキチンとかけて溶着を防ぐことにより、20,000min-1 以上の高回転速度で使用するケースもあります。 最初のご質問文の「送りから回転速度(回転数)を求める」ことに違和感が ありつつも、省略して回答させて頂きました。 まさにおっしゃるとおりです。 ワーク材質や種々の条件より切削速度を決定(例えばコーティングした超硬 ソリッドエンドミルで炭素鋼を切削する場合：100～200m/min）してから、 工具径と円周率を割り戻して回転速度を算出します。 （但しソリッドエンドミルのカタログには推奨切削条件を切削速度では なくて回転速度を掲載していることも多い） ご質問例において、超硬ソリッドエンドミルでアルミを加工する場合、最初 の回答の通り切削液をキチンとかければ、 回転速度5,000～10,000min-1，送り速度1,500mm/min の加工は十分に可能です。 (種類によっても異なりますが、一般的にアルミ合金は切削速度の制限は 少ないです） 但し、機械主軸の大きさ(BT40とかBT50とか)、モータ出力、エンドミルの 種類(アルミの場合はコーティング無しの方が良い)など、機械加工環境に よって、制限されることもお含みおき下さい。
お礼
回答ありがとうございます。推奨切削条件を参考にもう少し勉強したいなと思います。 あと、確認したのですが、回転数は回転数で単独で算出するようです。質問の例でしたら1500mm/min程の送りで切削することになると思うのですが、大丈夫でしょうか？もしよろしければ回答ください。 ありがとうございます．切削に関しても工具に関しても知らないことばかりで，今勉強中です．送り速度を考えるとき，除去体積を考慮しないといけないのでは？と疑問におもい，質問しました．ありがとうございました．
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お礼
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