🌀 旋盤加工計算機

旋盤でシャフトを削るとき、速度・送り・切込みのバランスが仕上がりを左右します。旋盤加工計算機は、まず切削速度から計算を始めます。切削速度とは工具が工作物に接触する表面速度で、通常m/min（またはSFM）で表します。その表面速度を実現する主軸回転数は回転数＝切削速度×1000／(π×径mm)です。小径の部品は表面速度を保つために速く回転させ、大きなフライホイールはゆっくり回転させます。

旋削作業の段取りではこの計算を常に行います。軟鋼をカーバイド工具で削る場合の切削速度は約180〜250m/minなので、50mmのシャフトはおよそ1,150〜1,600RPMで回すことになります。同じ材料でも径200mmなら290〜400RPMまで落ちます。回転数に加えて、送り速度・材料除去率・加工時間も計算できるため、機械を動かす前に加工時間の見積もりができます。加工後の部品重量の見積もりには金属重量計算機もご利用ください。

基本式は旋削面の幾何学から導かれます。1回転で工具は円周πdだけ進むため、目標の表面速度Vを達成する主軸回転数はRPM＝1000V／(πd)です。送り速度はキャリッジが1回転あたりに進む距離で、送り（mm/rev）と回転数が分かれば、切削送り（mm/min）＝送り×回転数です。加工時間は切削長さ÷送り速度で求められます。

便利な派生値が加工時間です。軟鋼シャフトを1,300RPM・送り0.2mm/revで200mm削ると、送り速度は260mm/minとなり、切削時間は約46秒です。工具と送りを変えたときの加工時間を比較するのが、量産部品でHSSとカーバイドを選び分ける際の方法です。

1. 工作物材料を選び、切削速度の範囲を設定します。
2. 工作物径（mm）を入力します。
3. 工具材質（HSSまたはカーバイド）を選択します。
4. 送り（mm/rev）と切削長さを入力します。
5. 「計算」で回転数・送り速度・加工時間を確認します。

なぜ小径ほど高回転が必要なのですか？

表面速度はπd×回転数で決まります。切削速度を一定に保つには、径が小さくなるほど主軸を速く回す必要があります。5mmのピンを旋削するのに数千RPMが必要なのに、300mmのフランジの端面加工が200RPM以下で済むのはこのためです。

HSSとカーバイドの切削速度の違いは？

カーバイド（超硬）ははるかに硬く、高温でも刃先を保つため、材料により高速度鋼の3〜8倍の表面速度で加工できます。表では両方を示しているので、工具を選ぶ前に工具寿命とサイクルタイムを比較できます。

1回転あたりの送りはどう選びますか？

荒加工では0.2〜0.5mm/rev、仕上げ加工では0.05〜0.15mm/revが目安です。小径や精密な仕上げ面では軽い送りにします。送りは工具のノーズ半径とも関係し、半径に対して重すぎるとねじ山のような仕上げ面になります。

回しすぎるとどうなりますか？

刃先が過熱して軟化し、急速に摩耗します。鋼材では工作物が熱で青く変色し、びびりも出ることがあります。過大な速度は小形旋盤で工具寿命が短くなる最も一般的な原因です。

SFMからm/minへの換算は？

1SFM＝0.3048m/minです。取扱説明書がSFM表記なら0.3048を掛けて本ツールに入力するか、計算結果の回転数を3.281で割って相当する表面速度の回転数を求めます。

端面切削（フェーシング）にも使えますか？

フェーシングも切削径に対して同じ式が成り立ちます。工具が中心に近づくにつれて径が小さくなるため、理想的な回転数は連続的に上がります。実際には一定表面速度機能のある旋盤が自動調整しますが、手動旋盤では外径に合わせた回転数を選び、中心側では表面速度が落ちることを許容します。

切りくずの状態と切削音を確認するまでは、切削速度の控えめな範囲から始めましょう。クーラントを使うカーバイド工具なら上限側へ押せますが、断続切削やスケールの付いた鍛造材は30〜50%減らす必要があります。ノーズ半径に対して送りが重すぎると仕上げ面が荒れるため、きれいな面を得るには送りをノーズ半径の約半分以下に抑えます。薄肉管を加工する場合は速度も送りも落としてびびりを防ぎます。びびりは鐘のように鳴り響いてから面を台無しにします。