切削加工に必要な条件とは？

切削加工を行う際に大切となるのが条件の設定です。ここでは、切削加工に必要な条件の求め方や決め方などをまとめています。品質の確保や機械の故障防止に努められるよう、材料ごとに適した条件の設定方法をチェックしておきましょう。

切削条件とは

工作機械が精密な加工作業を行うためには、切削速度（周速度）、回転数、切り込み量、送り量といった数値を細かく設定しなければなりません。切削条件は材料や工具の材質、削り出す形状によって適正値が異なります。そのため、作業のたびに設定を変更しなければ、加工精度が低くなる、加工時間が長くなる、機器の寿命を速めてしまうなどのデメリットが生じるでしょう。

切削条件とは

切削速度

1分間に切削するスピードのことで、切削速度が早ければ加工精度が高まるうえ、加工時間も短縮できます。ただし、高速で作業を行うため、工具の負担が大きくなるのが懸念点です。

一方、切削速度が遅いほど加工精度は低くなり、加工時間も長くなります。その反面、切削の際に材料との間に摩擦力や抵抗がかかりにくく、工具の負担を小さくすることが可能です。

回転数

回転数とは、旋盤の主軸やフライス盤の刃物が1分あたり何回転するかを指します。回転数が大きければそのぶん切削速度も速くなるなど、回転数と切削速度は比例関係にある点には注意が必要です。

送り量（送り速度）

送り速度は工具を動かす速度を表します。1刃で何mm進むか、1分間で何mm進むか、被削材1回転で何mm進むかなど、さまざまな表記方法が用意されているため、単位に気を付けて設定しなければなりません。

なお、送り速度を大きくすれば加工時間は短くなりますが、加工精度は下がり加工面が荒くなったり、工具が破損しやすくなります。

切り込み量

切り込み量とは、工具が被削材の表面からどれだけの深さまで材料を削り取るかを示す量のことです。切り込み量が多いほど加工精度は低くなり、加工時間は短くなります。ただし、刃物への負担が大きくなりやすいため、こまめなメンテナンスによって刃物の消耗状態を確認する必要があるでしょう。

また、切り込み量を深く設定しすぎると、「ビビリ」と呼ばれるたわみを原因とした振動が発生します。一方で、切り込み量が浅すぎる場合は、刃物が加工物の表面を滑ってしまうスリップ現象が起こりやすいです。

切削条件の決め方

刃物メーカーの推奨値

加工物によって硬さや溶着しやすさ、切りにくさなどが異なるため、刃物メーカーの用意するカタログなどで加工物ごとの推奨条件を確認しましょう。

ソフトやシステムの利用

CNC旋盤やフライス盤には、切削条件表が内蔵されているケースがほとんどです。材料や加工の種類から適正値を算出するソフトを利用すれば、簡単に切削条件を設定できます。

優先順位やバランスを加味

加工時に精度を優先するのか、加工時間を優先するのかによっても条件の設定が異なります。そのため、まずは優先順位を明確にしてから、バランスを考慮した微調整を行うのが重要です。

適切な切削条件を設定しよう

切削条件は、加工物や工具の材質、理想とする加工時間などによって細かく変更しなければなりません。切削条件の設定に慣れないうちは「どうしたらいいか分からない…」と困ることが多いため、まずは刃物メーカーの推奨値やシステムによる自動設定を利用し、加工物の精度や加工時間、刃物の負担を確認しながらベストな設定を探していきましょう。

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