CNC旋盤における工具切削速度・切込み深さ・送り速度に影響する主要因子

CNC旋盤にはマルチステーションタレットやパワータレットを装備できます。幅広い加工性能を持ち、直線円筒、斜め円筒、円弧、各種ねじ、溝、ウォームなどの複雑ワークを加工可能です。直線補間、円弧補間、各種補正機能を備え、複雑部品の量産で良好な経済効果を発揮します。CNC旋盤プログラミング時、各工程の切削量を決定する必要があります。切削パラメータ選定時、切削に影響するさまざまな要因を十分考慮し、正しい切削条件を選び、切削パラメータを合理的に決定することで、加工品質と生産性を効果的に向上できます。

一般に切削速度、切込み深さ、切削送り速度に影響する条件は：

• 工作機械、工具、切削工具、ワークの剛性
• 切削速度、切込み深さ、切削送り速度
• ワーク精度と表面粗さ
• 工具寿命期待値と最大生産性
• 切削液の種類と冷却方法
• ワーク材料の硬度と熱処理状態
• ワーク数量
• 工作機械の寿命

上記因子の中で、切削速度、切込み深さ、切削送り速度が主要因子です。

1. 工具切削速度に影響する要因

プログラミング時、プログラマーは各工程の切削量を決定しなければなりません。切削パラメータ選定時、切削に影響するさまざまな要因を十分考慮し、正しい切削条件を選ぶ必要があります。合理的な切削速度は切削効率に直接影響します。切削速度が低すぎると切削時間が長くなり工具が機能を発揮できません。切削速度が速すぎると切削時間は短縮できますが、工具が高熱を発生しやすく工具寿命に影響します。切削速度を決定する要因は多岐にわたり、以下に要約します：

(1) 工具材料

切削量の決定は加工品質と生産性を効果的に向上させます。

異なる工具材料には異なる最大切削速度があります。ハイス工具の耐熱切削速度は50m/min未満、超硬工具では100m/min以上、セラミック工具では1000m/minに達することもあります。

(2) ワーク材料

ワーク材料の硬度が工具切削速度に影響します。同じ工具で硬い材料を加工する場合は切削速度を下げ、柔らかい材料なら切削速度を上げられます。

(3) 工具寿命

工具使用時間（寿命）が長い場合は低い切削速度を使用すべきです。逆に、高い切削速度を使用できます。

(4) 切込み深さと切削量

切込み深さと送り量が大きいと切削抵抗も大きく、切削熱も増加するため、切削速度を下げるべきです。

(5) 工具形状

工具形状、角度の大きさ、切れ刃の鋭さが切削速度選定に影響します。

(6) クーラントの使用

剛性が良く高精度な工作機械なら切削速度を上げられます。そうでなければ切削速度を下げる必要があります。

上記の切削速度に影響する要因の中で、工具材料が最も重要な影響を持ちます。

2. 工具切込み深さに影響する要因

切込み深さは主に工作機械の剛性によって制限されます。工作機械の剛性が許すなら、切込み深さはできるだけ大きくすべきです。加工精度の制約がない場合、切込み深さを部品の加工代と等しくできます。これによりパス数を減らせます。

主軸回転速度は、工作機械と工具の許容切削速度に基づいて決定すべきです。計算法またはルックアップテーブル法で選択可能です。

3. 工具切削送り速度に影響する要因

送り量f（mm/rev）または送り速度F（mm/min）は、部品の加工精度、表面粗さ、工具とワーク材料に基づいて選択すべきです。最大送り速度は工作機械の剛性、送り駆動装置、数値制御システムによって制限されます。

切削量選定時、プログラマーは工作機械マニュアルの要求と工具耐久性に基づき、工作機械特性に適し工具耐久性が最良となる切削量を選択しなければなりません。もちろん、経験に基づく類推法で切削量を決定することもできます。どの方法で切削量を選定するにしても、工具耐久性が1部品の加工を完了できること、または工具耐久性が1勤務シフト以上、最低でも半シフト以上であることを保証する必要があります。