こんにちは、ドリル・エンドミルなど切削工具の再研磨をしているツールリメイクです。
マシニングセンタの加工で大切な要素の一つが送り速度です。
「送り速度ってなに？」
「最適な送り速度の決め方は？」
といった方に向けて、今回はマシニングセンタの送り速度について詳しく解説していきましょう。
マシニングセンタをこれからはじめるという方やマシニングセンタをはじめたばかりという方は必見です。
送り速度ってなに？
マシニングセンタにおいて送り速度とは、エンドミルやドリルなどの刃物が材料に食らい込んで行く速度を指します。送り速度は「テーブル送り」や「F（Feed）」と表記されることもあるので覚えておきましょう。
マシニングセンタでは刃物を回転させ、刃物をワークに食らいこませることで切削していきます。マシニングセンタでの加工では「送り速度」と「回転速度」の2つがあってはじめてワークを加工でき、この2つの条件は加工条件と呼ばれマシニングセンタでの加工において極めて重要な要素となっています。
「送り速度」と「回転速度」の2つの条件が適切でない場合は、刃物がすぐに欠けてしまったり、仕上げ面が汚かったりと加工にとって悪い影響が出てしまいます。
効率よく安定した加工を行うためには、使用しているマシニングセンタ、刃物、ワークなどに合わせた「送り速度」と「回転速度」を煮詰めていく必要があります。
この加工条件をいかに早く最適なものにできるかどうかが、マシニングセンタオペレーターとして優秀かどうかを決める大切な要素となっています。
送り速度が変わるとどうなる？
「送り速度」と「回転速度」この2つのうち送り速度だけが変わった場合、切削の特性が大きく変わります。
送り速度を大きくすると1枚の刃で削り取る量が増え、肉厚な切り屑が発生します。一気に削り取るため加工の効率は高くなりますが、刃物やマシニングセンタには大きな負担がかかってしまうので、刃物やマシニングセンタの剛性を超えないようにすることが大切です。
反対に、送り速度を遅くすると、1枚の刃で削り取る量が少なくなり、薄い切り屑が発生します。薄く削りとることから、送り速度を大きくした場合と比べて表面はキレイに仕上がります。切削時の抵抗は少ない分、加工の効率は落ちるのがデメリットです。
このように回転速度が同じであっても、送り速度が変わるだけで大きく切削の特性が変わってくるのです。
また、回転速度を上げた場合、時間あたりの切削効率は高くなりますが、刃物への負荷が大きくなりやすく、熱の発生も大きくなってしまいます。反対に、回転速度を下げた場合は時間あたりの切削効率が下がってしまいます。
回転速度と送り速度の関係
求める切削の特性によって、回転速度と送り速度の数値の割合は変わってきます。
ワークの切削効率を重視する場合：回転速度を落とし、送り速度を上げる
ワークの面粗度や寸法を重視する場合：回転速度を上げ、送り速度を下げる
前の章で解説した内容を交えて解説していきましょう。
切削効率を重視する場合、送り速度を上げると負荷が高くなりますので、回転速度を下げて負荷を下げることが重要になります。高い回転速度のまま加工してしまうと、正常にワークを削れなくなってしまって、刃物がいたみやすくなってしまいます。
このような加工を「高送り」と言う場合もあり、切削効率を最大限に高めたい場合に使われます。
反対に、ワークの仕上げ面の面粗度や精度を重視する場合、送り速度を遅くして回転速度を上げます。
回転速度がおそすぎると、刃物が材料にうまく食いつかず、滑るようになっていけません。回転速度を上げることで、薄く金属を削りやすくなり、ムラの少ない仕上げ面を得られるようになります。
いずれにせよ、回転速度と送り速度は同じ割合づつ増減するのがポイントです。
この回転速度と送り速度の関係は、切削条件を決めていく際の基本になるので必ず覚えておきましょう。
最適な送り速度の計算方法
最適な送り速度を決めるには、刃物メーカーのカタログ参考数値を参考にするのがベストです。
刃物ごとに最適な加工条件がすべて記載されている場合もありますが、下記のような条件しか記載されていない場合は計算して加工条件を導き出す必要があります。
- 切削速度（Vc）
- 一刃送り（fz）
これらを公式に当てはめて計算していく必要があります。
加工条件を導き出すのに使用される計算式は下記の通り。
※切削条件計算式画像
この計算式はマシニングセンタでの加工を続けていく上で必ず必要なものになりますので、できることなら暗記しておきたいところです。
注意しておきたいのが、カタログの参考数値は理想的な数値であるというところです。
使用しているマシニングセンタの剛性が低かったり、不安定なワークのクランプをしている場合、カタログの参考数値よりもかなり低い加工条件で加工しなければ、刃物の欠けや折れなどの原因となってしまいます。
まずはじめに、カタログ数値の6割程度の送り速度・回転速度で加工してみて、問題がなければ徐々に加工条件を上げていくというほうが安全に加工条件を導き出せるでしょう。
最適な送り速度を見つけるには煮詰めていくしかない
最適な送り速度を見つけるには、一度加工したときの音やワークの状態を確認して、条件を煮詰めて行くことが重要です。
刃物の種類、機械の剛性、ワークの剛性など、様々な条件が複雑に絡みあうため、最適な加工条件を見つけるのは簡単ではありません。
しかし、最適な加工条件を見つけていくことは、マシニングセンタの加工において最も大切なことです。
なかなかはじめのうちは難しいものですが、少しづつ感覚を覚えていってみてください。
切削工具の再研磨はツールリメイクにおまかせ
ツールリメイクでは、再研磨を専門にしており、お持ちの工具にピッタリの再研磨方法をご提案することが可能です。
ですので、エンドミルだけでなく様々な工具を再研磨可能ですので、刃物の切れ味で困っているのであれば、ぜひ一度ご相談くださいね。
ツールリメイクではスクエアエンドミルの再研磨はもちろんのこと、ドリルやエンドミルのレンタルサービスも行っております。
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