材料別フライス加工の送り速度を徹底解説|切削精度と効率を最大化するポイント
フライス加工では、材料の特性に応じた送り速度の設定が加工精度と効率に直結します。本記事では「材料別 フライス 送り 速度」をテーマに、鉄・アルミ・ステンレス・樹脂など、代表的な材料ごとの最適な送り速度の目安、工具選定、加工時の注意点まで詳しく解説します。初心者の方でも理解できるように専門用語には簡単な解説を付加しています。
フライス加工における送り速度の基本
フライス加工の送り速度(f)は、工具1回転あたりの材料の移動量を示します。適切な送り速度を設定することにより、加工精度の維持、工具寿命の延長、加工面の粗さの最適化が可能です。過大な送り速度は工具摩耗や加工面粗さの悪化、過小な送り速度は加工効率の低下につながります。
送り速度と切削抵抗の関係
材料の硬度や靭性に応じて切削抵抗が変化します。硬い材料は高い抵抗がかかるため送り速度を抑え、柔らかい材料は比較的高い送り速度でも安定加工が可能です。例えば鉄は中硬度で適度な送り速度が必要ですが、アルミは柔らかく加工抵抗が低いため、より速い送り速度でも加工可能です。
送り速度の単位と計算式
フライス加工の送り速度は通常「mm/rev」で表されます。計算式は以下の通りです。
送り速度 f = 切込み送り量 / 工具回転数 例:f = 0.2 mm/rev
この値を基に材料ごとの適正範囲を設定することが重要です。
材料別フライス加工の送り速度目安
以下は代表的な材料別のフライス加工送り速度の目安です。使用する工具材質や切削条件によって最適値は変動するため、目安として参考にしてください。
鉄(低炭素鋼・中炭素鋼)
- 低炭素鋼:0.1〜0.3 mm/rev
- 中炭素鋼:0.08〜0.25 mm/rev
- 高炭素鋼・合金鋼:0.05〜0.2 mm/rev
鉄は加工硬さが中程度で、工具摩耗や熱発生を考慮しながら送り速度を設定します。工具材質は超硬やHSS-Coが推奨されます。詳しくは工具選定のポイントも参考にしてください。
アルミニウム
- 純アルミ:0.2〜0.5 mm/rev
- アルミ合金:0.15〜0.35 mm/rev
アルミは柔らかく切削抵抗が低いため、高めの送り速度でも安定した加工が可能です。切削液は切りくずの排出と熱の抑制に使用します。
ステンレス鋼
- オーステナイト系:0.05〜0.15 mm/rev
- フェライト系:0.08〜0.2 mm/rev
ステンレスは粘りが強く、切削熱が発生しやすいため低めの送り速度が適しています。加工中の振動や工具摩耗に注意する必要があります。
樹脂・プラスチック
- 一般樹脂:0.3〜1.0 mm/rev
- 高硬度樹脂:0.2〜0.5 mm/rev
樹脂は加工中の熱による変形に注意し、必要に応じて冷却や低速加工を行います。高硬度樹脂は工具摩耗に注意してください。
フライス加工精度を上げるためのポイント
送り速度の最適化だけでなく、工具材質・形状、切削液の使用、機械の剛性なども加工精度に影響します。以下の点に注意することで高品質な加工が可能です。
工具材質と形状の最適化
- 超硬:硬い材料や高精度加工向き
- HSS-Co:低〜中硬度鋼の加工に最適
- エンドミル形状:スクエア、ボールなど加工形状に応じて選定
切削液の適切な使用
切削液は熱を逃がし、工具摩耗や加工面粗さを改善します。材料特性に応じて水溶性切削油や油性切削油を使い分けます。詳しくは切削液の選定ポイントも参考にしてください。
機械剛性と振動対策
長尺物や薄肉部の加工では振動やたわみが発生しやすく、加工精度低下の原因になります。切込みを浅くし複数回に分けて加工することで精度を向上できます。
よくある質問(FAQ)
鉄のフライス加工で最適な送り速度はどのくらいですか?
鉄のフライス加工では材質によって適正な送り速度が異なります。低炭素鋼は0.1〜0.3 mm/rev、中炭素鋼は0.08〜0.25 mm/rev、高炭素鋼や合金鋼は0.05〜0.2 mm/revが目安です。材質特性を理解して送り速度を設定することで、工具寿命と加工精度を最大化できます。
アルミや樹脂の加工ではどの程度速くできますか?
アルミは柔らかく切削抵抗が低いため、0.2〜0.5 mm/rev程度まで速く設定可能です。樹脂は材料によって変わりますが、一般樹脂では0.3〜1.0 mm/rev、高硬度樹脂では0.2〜0.5 mm/revが目安です。加工中の熱や変形に注意しながら調整してください。
送り速度以外に加工精度を上げるポイントは?
加工精度を上げるには、工具材質・形状の最適化、切削液の適切な使用、機械剛性の確保、振動対策が重要です。例えば超硬工具は高精度加工に適し、切削液を用いることで熱による加工面粗さの悪化を防止できます。詳しくは工具選定のポイントも参考にしてください。