金属旋盤の回転数は？主軸速度計算の完全ガイド

旋盤はワークを両センターで保持します。ワークは主軸に取り付けられ、主軸が回転してワークを回します。このため旋盤加工はしばしば「ターニング（旋削）」と呼ばれます。ワークを「ターン」し、工具が材料を除去して目的の部品を作り出すからです。

では、主軸はどれくらいの速さで回るのか？特定の部品を切削するのに、旋盤を何回転で回せばいいのか？決まった答えはありません。機械工は一連の計算に頼ります。本記事では、その計算の背景にある考え方と、機械工がどう活用しているかを解説します。

2種類の「速度」

旋盤でワーク切削を始めると、実は2つの速度が関わってきます。一つはワークの回転速度、すなわち「主軸速度（スピンドル・スピード）」。もう一つは工具がワークに沿って進む速度、「送り（フィード）」です。この2つを合わせて「フィード・アンド・スピード」と呼びます。

ほとんどの旋盤は変速可能で、仕事に合わせてワーク回転を速くも遅くもできます。送り速度も可変です。機械工はこの2変数の最適な組み合わせを計算し、ワークにとって最速の全体切削速度を導き出す必要があります。

「正しい」送り速度と主軸速度を計算することは、一見高度な概念に見え、実際多くの面で高度です。ベテラン機械工でさえ、この概念に苦労すると認めます。しかし、「計算を正しく行うことが重要」という点では誰もが同意します。

なぜ重要なのか？間違ったフィードとスピードは以下を招きます。

ワークの過剰なチッピング（欠け）
旋盤加工では、工具とワーク表面の角度が極めて重要です。回転速度がこの幾何学に影響し、切削ではなくチッピングを引き起こし、仕上げ面が荒れます。
寸法不良
荒れた仕上げに加え、不適切な速度は過剰切削または切削不足を招き、完成品の寸法が狂います。
工具の異常摩耗・損傷
過剰な速度は工具自体の摩耗を加速し、カッターやビットを劣化させ、ランニングコストを押し上げます。

一方、完璧なフィードとスピードを見つければ、以下が実現できます。