CHAPTER 5

正面フライス加工の計算式

切削速度(vc)

切削速度(vc)
  • π(3.14):円周率
  • DC(mm):カッタ径
  • n(min-1):主軸回転速度
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主軸回転速度とカッタの外径から、切削速度を求める式です。
たとえば、
カッタ径(DC)=100mm
主軸回転速度(n)=400min-1
の場合、切削速度(vc)は約125.6m/minになります。

1刃当たりの送り(f)

1刃当たりの送り(f)
  • vf(mm/min):1分間当たりのテーブル送り速度
  • z:刃数
  • n(min-1):主軸回転速度(1回転当りの送り fr=zxfz)
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1分間当たりのテーブル送り速度と刃数、主軸回転速度から、1刃当たりの送りを求める式です。
たとえば、
1分間当たりのテーブル送り速度(vf)=450mm/min
刃数(z)=10
主軸回転速度(n)=600min-1
の場合、1刃当たりの送り(f)は0.075mm/t.になります。

テーブル送り(Vf)

テーブル送り(Vf)
  • fz(mm/tooth):1刃当たりの送り量
  • z:刃数
  • n(min-1):主軸回転速度(1回転当りの送り fr=zxfz)
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1刃当たりの送り量と刃数、主軸回転速度から、1分間当たりのテーブル送り速度を求める式です。
たとえば、
1刃当たりの送り量(fz)=0.2mm/tooth.
刃数(z)=8
主軸回転速度(n)=600min-1
960mm/minになります。

加工時間(Tc)

加工時間(Tc)
  • L(mm):テーブル総送りの長さ(被切削材長さ(l)+フライス直径(DC))
  • vf(mm/min):1分間当たりのテーブル送り速度
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テーブル総送りの長さと1分間当たりのテーブル送り速度から加工時間を求める式です。
たとえば、
鋳鉄(FC200)のブロックを
幅=150m
長さ=250mm
の平面に仕上げる場合、
1刃当たりの送り(fz)=0.35mm
刃数(z)=12
主軸回転速度(n)=200min-1
切削速度(vc)=120m/min
正面フライス直径(D1)=ø220mm
であるとすると、1分間当たりのテーブル送り速度(vf)およびテーブル総送りの長さ(L)は、
vf=0.35×12×200=840mm/min
L=350+220=570mm
これを公式に代入すると
Tc=L÷vf
=570÷1120
=0.679(min)×60
=40.74(sec)
加工時間(Tc)は約40.74秒になります。

正面フライス加工の所要動力(Pc)

正面フライス加工の所要動力(Pc)
  • ap(mm):切り込み
  • ae(mm):切削幅
  • vf(mm/min):1分間当たりのテーブル送り速度
  • Kc(MPa):比切削抵抗
  • η:機械効率係数
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切り込み、切削幅、1分間当たりのテーブル送り量、比切削抵抗と機械効率係数から、フライス加工に必要な所要動力を求める式です。たとえば、工具鋼を
切り込み(ap)=5mm
切削幅(ae)=70mm
1分間当たりのテーブル送り量(vf)=300mm/min
で切削する場合に必要な動力を求めます。なお、
比切削抵抗(Kc)=1800MPa
機械効率係数(η)=80%(0.8)
切削速度(vc)=80m/min
カッタ径(DC)=Φ250mm
刃数(z)=16
とします。この場合、まず主軸回転速度(n)を算出し、フライスの1刃当たりの送り量(fz)を求めます。
主軸回転速度(n)=1000・vc÷π・D
=(1000×80)÷(3.14×250)
=101.91min-1
1刃当たりの送り量(fz)=vf÷(Z×n)
=300÷(16×101.91)
=0.184mm/tooth
上記を公式に当てはめると
Pc=(5×70×300×1800)÷(60×106×0.8)
=3.937kw
となり、フライス加工に必要な所要動力(Pc)は約3.94kwになります。

Kcの値

被削材材質 引張り強さ(MPa)および硬さ 各送りに対する比切削抵抗Kc(MPa)
0.1(mm/tooth) 0.2(mm/tooth) 0.3(mm/tooth) 0.4(mm/tooth) 0.6(mm/tooth)
軟鋼(SS400、S10C等) 520 2200 1950 1820 1700 1580
中鋼(S45C、S50C等) 620 1980 1800 1730 1600 1570
硬鋼(S55C、S58C等) 720 2520 2200 2040 1850 1740
工具鋼(SK材等) 670 1980 1800 1730 1700 1600
工具鋼(SKS材等) 770 2030 1800 1750 1700 1580
クロムマンガン鋼(MnC材等) 770 2300 2000 1880 1750 1660
クロムマンガン鋼(MnC材等) 630 2750 2300 2060 1800 1780
クロムモリブデン鋼(SCM材等) 730 2540 2250 2140 2000 1800
クロムモリブデン鋼(SCM材等) 600 2180 2000 1860 1800 1670
ニッケルクロムモリブデン鋼(SNCM415等) 940 2000 1800 1680 1600 1500
ニッケルクロムモリブデン鋼(SNCM439等) 352HB 2100 1900 1760 1700 1530
オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304等) 155HB 2030 1970 1900 1770 1710
鋳鋼(SCC材等) 520 2800 2500 2320 2200 2040
硬質鋳鉄 46HRC 3000 2700 2500 2400 2200
ミーハナイト鋳鉄(FC350等) 360 2180 2000 1750 1600 1470
ねずみ鋳鉄(FC250等) 200HB 1750 1400 1240 1050 970
黄銅(C3710等) 500 1150 950 800 700 630
軽合金(Al-Mg、A5005等) 160 580 480 400 350 320
軽合金(Al-Si、A4032等) 200 700 600 490 450 390
軽合金(Al-Zn-Mg-Cu、A7075等) 570 880 840 840 810 720

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