CNCマシニングセンタの切削速度と送り速度はどのように計算すればよいですか?

CNCマシニングセンターの切削速度と送り速度：

 

1: スピンドル速度 = 1000vc / π D

 

2. 一般工具（VC）の最大切削速度：ハイス50m/min。超硬工具 150 m / 分;コーティングされたツール 250 m / 分。セラミックダイヤモンドツール1000m/min 3加工合金鋼ブリネル硬度=275-325高速度鋼ツールvc=18m/min;超硬工具 vc = 70m/min (抜き勾配 = 3mm、送り速度 f = 0.3mm/R)CNC旋削部品

  

次の例に示すように、主軸速度には 2 つの計算方法があります。

 

① スピンドル速度: 1 つは g97 S1000 です。これは、スピンドルが毎分 1000 回転、つまり一定速度で回転することを意味します。CNC加工部品

 

もう 1 つは、G96 S80 は線速度が一定であり、これはワーク表面によって決定される主軸速度です。機械加工部品

 

送り速度もG94 F100の2種類あり、1分間の切削距離が100mmであることを示します。もう 1 つは g95 F0.1 で、主軸 1 回転あたりの工具送りサイズが 0.1mm であることを意味します。 NC加工における切削工具の選択と切削量の決定はNC加工技術の重要な部分です。 NC工作機械の加工効率に影響を与えるだけでなく、加工品質にも直接影響します。

 

CAD/CAM技術の発展により、CADの設計データをNC加工に直接利用できるようになり、特にマイコンとNC工作機械の接続により、設計、工程計画、プログラミングの全工程がコンピュータ上で完結します。であり、通常は特別なプロセス文書を出力する必要はありません。

 

現在、多くの CAD/CAM ソフトウェア パッケージが自動プログラミング機能を提供しています。これらのソフトウェアは通常、工具の選択、加工パスの計画、切削パラメータの設定など、プロセス計画に関連する問題をプログラミング インターフェイスで表示します。プログラマは、次の条件を満たす限り、NC プログラムを自動的に生成し、NC 工作機械に送信して処理することができます。関連するパラメータを設定します。

 

したがって、NC加工における切削工具の選定と切削パラメータの決定は、通常の工作機械加工とは大きく異なり、人間とコンピュータの対話の条件下で完了します。同時に、プログラマは工具の選択や切削パラメータの決定などの基本原則を理解し、NC加工の特性を十分に考慮したプログラミングを行う必要があります。

 

I. CNC加工用の一般的な切削工具の種類と特徴

 

NC工作機械は、一般にユニバーサルツール、ユニバーサル接続ツールハンドル、および少数の特殊ツールハンドルを含む、CNC工作機械の高速、高効率および高度な自動化の特性に適応する必要があります。ツールハンドルは工具に接続して工作機械のパワーヘッドに取り付けるため、徐々に標準化・シリーズ化されてきました。 NC ツールを分類するにはさまざまな方法があります。

 

ツールの構造に応じて、次のように分類できます。

 

①一体型。

 

(2) はめ込みタイプ。溶接またはマシンクランプタイプで接続されます。マシンクランプのタイプは、ノントランスポーザブルタイプとトランスポーザブルタイプの2種類に分けられます。

 

③複合切削工具、衝撃吸収切削工具などの特殊タイプ

 

ツールの製造に使用される材料に応じて、次のように分類できます。

 

①高速度鋼カッター。

 

②超硬工具。

 

③ダイヤモンドカッター。

 

④ 立方晶窒化ホウ素切削工具、セラミック切削工具などの他の材質の切削工具。

 

切断技術は次のように分類できます。

 

① 旋削工具（外円、内穴、ねじ、切削工具などを含む）。

 

② ドリル、リーマ、タップなどの穴あけ工具。

 

③ボーリング工具。

 

④フライス工具等

 

工具の耐久性、安定性、調整の容易さ、交換性などの CNC 工作機械の要件に適合するために、近年、機械クランプ式刃先交換式工具が広く使用されており、CNC 工具の総数の 30% ～ 40% に達しています。金属除去量は全体の80%～90%を占めます。

 

一般的な工作機械で使用されるカッターと比較して、CNC カッターにはさまざまな要件があり、主に次のような特徴があります。

 

(1) 剛性が高く（特に荒切削工具）、精度が高く、振動抵抗と熱変形が小さい。

 

(2) 互換性が高く、素早い工具交換に便利です。

 

(3) 高い耐用年数、安定した信頼性の高い切断性能。

 

（４）工具のサイズは調整が容易であり、工具交換の調整時間を短縮する。

 

(5) カッターは、切りくずの除去を容易にするために、切りくずを確実に破砕または転がすことができなければなりません。

 

(6) プログラミングとツール管理を容易にするシリアル化と標準化。

 

II. NC加工機の選定

 

切削工具の選択は、NC プログラミングの人間とコンピュータの対話状態で実行されます。工具やハンドルは、工作機械の加工能力、被削材の性能、加工手順、切削量などに応じて適切に選択する必要があります。工具選択の一般原則は、取り付けと調整が便利、剛性が高く、耐久性が高く、精度が高いことです。加工要件を満たすことを前提として、工具加工の剛性を高めるために短い工具ハンドルを選択するようにしてください。工具を選択する際には、加工するワークの表面サイズに適したサイズの工具を選択する必要があります。

 

生産では、平面部品の外周輪郭を加工するためにエンドミル カッターがよく使用されます。平面部品をフライス加工する場合は、超硬刃フライスを選択する必要があります。ボスと溝を加工する場合は、ハイスエンドミルを選択する必要があります。ブランク面や粗い加工穴を加工する場合は、超硬刃のコーンフライスを選択できます。ベベル角度が可変の 3 次元プロファイルや輪郭の加工には、ボールヘッド フライス カッターやリング フライスカッター、テーパー カッター、ディスク カッターがよく使用されます。自由曲面加工のプロセスでは、ボールヘッドカッターの端部切削速度がゼロであるため、加工精度を確保するために、一般に切削線の間隔が非常に密であるため、ボールヘッドは表面仕上げによく使用されます。 。フラットヘッドカッターはボールヘッドカッターに比べて面加工品質と切断効率に優れています。したがって、曲面の荒加工や仕上げ加工が保証される限り、フラットヘッドカッタを優先的に選定してください。

 

また、切削工具の耐久性や精度も切削工具の価格と大きく関係します。多くの場合、優れた切削工具を選択すると切削工具のコストは増加しますが、その結果、加工品質と効率が向上し、全体の加工コストを大幅に削減できることに注意してください。

 

マシニングセンタでは、あらゆる種類の工具が工具マガジンに装着されており、プログラムに従っていつでも工具を選択・交換することができます。したがって、穴あけ、中ぐり、拡張、フライス加工およびその他のプロセス用の標準工具を工作機械の主軸またはマガジンに迅速かつ正確に取り付けることができるように、標準工具ハンドルを使用する必要があります。プログラマーは、プログラミング時に工具の半径方向および軸方向の寸法を決定できるように、工作機械で使用されるツールハンドルの構造寸法、調整方法、調整範囲を知っている必要があります。現在、TSGツールシステムは中国のマシニングセンタで使用されています。ツールシャンクはストレートシャンク(3仕様)とテーパーシャンク(4仕様)の2種類があり、用途に合わせて16種類のツールシャンクを用意しています。経済的なNC加工では、切削工具の研削、測定、交換などの作業が手作業で行われることが多く、長時間を要するため、切削工具の順序を合理的に配置する必要があります。

 

一般に、次の原則に従う必要があります。

 

① ツールの数を最小限に抑える。

 

② 工具をクランプした後、それが実行できるすべての加工部分が完了するものとします。

 

③ 荒加工用工具と仕上げ加工用工具は、同じサイズ、仕様であっても別々に使用すること。

 

④ 穴あけ前のフライス加工。

 

⑤ 最初に表面を仕上げてから、二次元の輪郭を仕上げます。

 

⑥可能であれば、CNC工作機械の自動工具交換機能を利用して生産効率を向上させてください。

 

Ⅲ． CNC加工の切削パラメータの決定

 

切削パラメータの合理的な選択の原則は、荒加工では一般に生産性が向上しますが、経済性と加工コストも考慮する必要があるということです。準精密加工や仕上げ加工においては、加工品質の確保を前提として、切削効率、経済性、加工コストを考慮する必要があります。具体的な値は、工作機械のマニュアル、切削パラメータのマニュアルおよび経験に従って決定されます。

 

（１）切り込み深さｔ。工作機械、ワーク、工具の剛性を許容する場合、t＝取り代となり、生産性向上に有効な手段となります。部品の加工精度や面粗さを確保するため、仕上げにはある程度のマージンを持たせる必要があります。 CNC工作機械の仕上げ代は、通常の工作機械に比べて若干小さくなる場合があります。

 

(2) 切削幅 L。一般に、l は工具径 D に正比例し、切削深さに反比例します。経済的な NC 加工では、L の値の範囲は一般に L = (0.6 ～ 0.9) d です。

 

(3) 切削速度v. Vを大きくすることも生産性向上の手段ですが、Vは工具の耐久性と密接な関係があります。 V が増加すると工具の耐久性が急激に低下するため、V の選択は主に工具の耐久性に依存します。また、切削速度は加工材料にも大きく関係します。たとえば、30crni2movaをエンドミルで加工する場合、Vは約8m/minになります。同じエンドミルでアルミニウム合金をフライス加工する場合、V は 200m/min を超えることがあります。

 

(4) 主軸回転速度 n (R/min)。主軸速度は通常、切削速度 v に応じて選択されます。計算式は次のとおりです。 ここで、D は工具またはワークピースの直径 (mm) です。一般に、CNC工作機械のコントロールパネルには主軸速度調整（複数）スイッチが装備されており、加工中に主軸速度を調整できます。

 

(5) 送り速度 vfvfvf は、部品の加工精度や表面粗さ、工具やワークの材質に応じて選定してください。 VFの増加により生産効率も向上します。表面粗さが低い場合には、VFを大きく選択できます。加工中、VFは工作機械の制御盤の調整スイッチにより手動で調整することもできますが、最大送り速度は装置の剛性や送り系の性能によって制限されます。