機械加工の世界では、ラフィングエンドミルはワークピースから大量の材料を効率的に除去する上で極めて重要な役割を果たします。ラフィングエンドミルの性能を決定する最も重要な要素の 1 つは切削速度です。高品質のラフィングエンドミルのサプライヤーとして、私はこれらの工具の適切な切削速度についてよく質問されます。このブログでは、ラフィングエンドミルの切削速度の概念、それに影響を与える要因、および特定の用途に最適な切削速度を決定する方法について詳しく説明します。
切断速度について
切削速度 (V) は、エンドミルの刃先がワークピースに対して移動する速度として定義されます。通常、ヤード・ポンド法では表面フィート/分 (SFM)、メートル法ではメートル/分 (m/min) で測定されます。適切な切削速度は、効率的な材料除去、工具寿命の維持、および加工面の品質の確保を実現するために不可欠です。
切削速度が遅いとエンドミルがワークに擦れてしまい、きれいに切れない場合があります。これにより、工具の摩耗が増加し、表面仕上げが悪くなり、加工時間が長くなる可能性があります。一方、切削速度が高すぎると、刃先で発生する熱により工具が過熱し、工具の急速な摩耗、欠け、さらには工具の破損を引き起こす可能性があります。
切断速度に影響を与える要因
ラフィングエンドミルの切削速度に影響を与える要因はいくつかあります。これらの要因を詳しく見てみましょう。
ワーク材質
加工される材料の種類は、切削速度に影響を与える最も重要な要素の 1 つです。材料が異なれば、硬度、靭性、熱特性も異なります。たとえば、比較的柔らかい材料であるアルミニウムの機械加工では、硬化鋼の機械加工と比較して、より高い切断速度が可能になります。
- アルミニウム: アルミニウム合金は、優れた被削性で知られています。アルミニウムのラフィングエンドミルの切削速度は、特定の合金と工具の形状に応じて、300 ～ 1000 SFM (90 ～ 300 m/min) の範囲になります。
- 鋼鉄：鋼の切削速度は硬さにより大きく異なります。軟鋼の場合、切断速度は約 100 ～ 300 SFM (30 ～ 90 m/min) ですが、硬化鋼の場合、速度は 30 ～ 100 SFM (9 ～ 30 m/min) に低下する場合があります。
- ステンレス鋼: ステンレス鋼は、高い靭性と加工硬化特性により、軟鋼よりも機械加工が困難です。ステンレス鋼のラフィングエンドミルの切削速度は、通常 60 ～ 200 SFM (18 ～ 60 m/min) の範囲です。
工具材質
ラフィングエンドミルの材質も切削速度に大きく影響します。一般的な工具材料には、高速度鋼 (HSS)、超硬、コバルトベースの合金などがあります。
- ハイスピード鋼 (HSS): ハイスは比較的安価な伝統的な工具材料です。ただし、超硬に比べて耐熱性は劣ります。ハイスラフィングエンドミルの切削速度は、一般に超硬エンドミルの切削速度よりも低くなります。たとえば、アルミニウムの場合、HSS エンドミルの切削速度は約 200 ～ 400 SFM (60 ～ 120 m/min) ですが、超硬エンドミルはより高速で動作できます。
- 炭化物: 超硬は、その高い硬度、耐摩耗性、耐熱性により、ラフィングエンドミルとして人気があります。超硬エンドミルは、ハイスエンドミルよりも高い切削速度に耐えることができます。鋼の加工では、超硬エンドミルは超硬の特定のグレードと被削材の材質に応じて、最大 300 SFM (90 m/min) 以上の切削速度を達成できます。
- コバルト基合金: コバルトベースの合金は、硬度と靭性のバランスが優れています。難削材の加工によく使用されます。コバルトベースのラフィングエンドミルの切削速度は、通常、ハイスエンドミルと超硬エンドミルの切削速度の間です。
工具形状
刃数、ねじれ角、すくい角などのラフィングエンドミルの形状も切削速度に影響を与える可能性があります。
- 刃数: 刃数が少ないエンドミルでは、一般に高い送り速度が可能になり、場合によってはより高い切削速度が可能になります。あ3枚刃ラフィングエンドミル材料除去速度と切りくず排出とのバランスを適切に保つことができます。刃数が少ないほど切りくずを逃がすスペースが広くなり、切りくず詰まりのリスクが軽減され、より効率的な切削が可能になります。
- ねじれ角：ねじれ角が大きいほど、切りくず排出性が向上し、切削抵抗が低減されます。ねじれ角が大きいエンドミルは、特にアルミニウムなどの長い切りくずが発生する材料を加工する場合に、より高い切削速度で使用できることがよくあります。
- すくい角: すくい角は切削抵抗と切りくず生成に影響します。ポジティブすくい角により切削抵抗が低減され、切削速度の向上が可能になります。ただし、正のすくい角が非常に大きいと、切れ刃の強度が低下する可能性があります。
工作機械の能力
工作機械の出力、主軸速度範囲、剛性などの機能によっても、切削速度は制限されます。工作機械に必要な切削速度を維持するのに十分なパワーがない場合、エンドミルが失速したり、加工品質が低下したりする可能性があります。さらに、工作機械の主軸速度範囲は、必要な切削速度を達成するのに十分なものでなければなりません。
最適な切断速度の決定
ラフィングエンドミルの最適な切削速度を決定するには、経験、関連する材料と工具に関する知識、およびいくつかの実験を組み合わせる必要があります。適切な切断速度を見つけるためのいくつかの手順を次に示します。
- メーカーの推奨事項を参照してください: 工具メーカーは通常、さまざまな被削材の材質に基づいてエンドミルの推奨切削速度を提供しています。これらの推奨事項は良い出発点となります。この情報は、ツール カタログまたはメーカーの Web サイトで見つけることができます。たとえば、を使用している場合、3枚刃ラフィングエンドミル特定のメーカーのドキュメントを参照して、さまざまな材料に推奨される切断速度を確認してください。
- テストカットの実施: メーカーの推奨事項から出発点を決めたら、サンプル ワークピースでテスト カットを実行します。切削速度は推奨値より若干遅い速度から開始し、加工の様子を見ながら徐々に速度を上げていきます。切削抵抗、表面仕上げ、工具摩耗に注意してください。切削抵抗が高すぎる場合、表面仕上げが悪い場合、または工具に過度の摩耗の兆候がある場合は、切削速度を下げてください。
- 加工プロセス全体を考慮する: 切削速度も、加工プロセス全体の文脈で考慮する必要があります。たとえば、クーラントを使用すると、熱を放散して工具の摩耗を軽減し、切削速度をわずかに高めることができます。さらに、送り速度と切込み深さも切削速度に影響します。送り速度または切込み深さが高くなると、同じレベルの工具寿命と加工品質を維持するために、より低い切削速度が必要になる場合があります。
結論
ラフィングエンドミルの切削速度は、加工プロセスの効率、品質、コストに影響を与える重要なパラメータです。ワーク材質、工具材質、工具形状、工作機械の能力など、切削速度に影響を与える要因を理解し、次の手順に従って最適な切削速度を決定することで、より良い加工結果を得ることができます。
ラフィングエンドミルのサプライヤーとして、高品質な製品を幅広く提供しています。3枚刃ラフィングエンドミルさまざまな用途に適しています。当社の専門家チームはいつでも技術サポートを提供し、適切なエンドミルの選択と特定のニーズに適した切削速度の決定をお手伝いします。当社の製品にご興味がございましたら、ラフィングエンドミルについてご質問がございましたら、調達やご相談などお気軽にお問い合わせください。
参考文献
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- カルパクジャン、S.、シュミット、SR (2010)。製造工学と技術。ピアソン・プレンティス・ホール。
