エンドミル加工における「中仕上げ」の送り条件について
今回の技術コラムは、マシニングセンターなど、エンドミルを使った切削加工における、「中仕上げ」加工の送り条件（F値）の決め方についてです。
荒取り加工や最終仕上げの送り条件については、これまでこのコラムでも取り扱ってきました。
荒取り加工については体積ベースで計算する、最終仕上げについては、エンドミルの側面切削であれば、狙う仕上げ面粗さによって、1回転ごとの送り長さを計算するというものでした。
平均切りくず厚さを考慮
では、荒取り加工ほど大きな体積を削るわけでもなく、また最終仕上げ加工のように、仕上がり面粗さを考慮する必要のない「中仕上げ」の送り条件はどのように考えればよいのでしょうか。
当事務所では、下図にあるような、「平均切りくず厚さ」をベースに考えることをオススメしています。
その理由として、
- 荒取り加工ほど切削体積がなく、強い切削抵抗がかからないので、本来、中仕上げ加工は、工具カタログにおける、仕上げ用の条件並みに送りを速くすることができる。
- かといって、最終仕上げ加工のように、仕上げ面粗さを考慮した送り条件まで下げる必要はない。
この「仕上げ面粗さを考慮した送り条件まで下げる必要はない」というのが、この「中仕上げ」の送り条件を決めるうえでは重要です。
なぜならば、工具の「回転あたりの送り量」が少ないことは、エンドミルの摩耗を促進させてしまうという弊害があるためです。
稀に「機械の稼働率はそれほど高くないので、工具費を抑えるため、できるだけ送り速度を下げて無人加工させている」という人にお会いしますが、大きな間違いです。
コスリ摩耗といって、送り速度を必要以上に下げていると、一定距離を削る間に、必要以上に工具の回転が多く当たることになり、特に「逃げ面」と呼ばれる部分の摩耗が進みます。
この「平均切りくず厚さ」は次のような計算式で計算できます。すなわち、必要以上工具を摩耗させないあたりの切りくず厚さを前提に計算をすると、通常のカタログ値よりも、送り条件は高くなってくると思います。
このように「中仕上げ」加工においては、仕上がり面粗さまで狙う必要もないのに、最終仕上げの送り条件を使っていると、場合によっては「平均切りくず厚さ」が必要以上に薄くなり、その結果、逃げ面のコスリ摩耗を促進してしまう可能性が高くなります。
一度、御社の送り条件と見合わせてみてはいかがでしょうか。
最終的には、御社でお使いの工具や機械に適した「平均切りくず厚さ」に合わせていくことになると思います。
荒取り加工条件の標準化でも書きましたが、企業として重要なのは、適正な加工条件を会社・部門で統一して使えるかどうかです。
それには、納得して使える指標が重要になります。
もしよろしければ、一度試してみてください。
※ 実際の加工においては、工具材種だけでなく、被削材の物性、機械剛性、工具の消耗状態、被削材のクランプ状態などの外的要因で、如何様にも状態は変化するため、実際の加工においては、自己責任のうえ、充分な確認・検証を行ったうえで、加工してください。
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コラム投稿者
金型・部品加工業 専門コンサルティング
代表：村上 英樹（中小企業診断士）
愛知県刈谷市 TEL 0566-21-2054
参考文献
西嶢祐 著（初版発行： 2004年9月）「現場で役立つ切削加工の勘どころ」日刊工業新聞社