⚙️ フライス加工計算機

フライス加工は回転する多刃工具で削る加工で、速度と送りを正しく設定できるかどうかで、きれいに仕上がるか工具が折れるかが決まります。フライス加工計算機は2つの標準則を適用します。回転数＝切削速度×1000／(π×工具径mm)と送り＝1刃あたりの切りくず量×刃数×回転数です。1刃あたりの切りくず量、つまり各刃が1回転で実際に削り取る金属の量は、回転数を決めた後に加工者が調整する数値です。

10mmのカーバイドエンドミルでアルミを削る場合の切削速度は約200〜400m/minで、径10mmなら6,000〜12,000RPM、現代の主軸がちょうど活躍する領域です。同じ工具で鋼材なら60〜100m/minしか出せないため、約2,000〜3,200RPMになります。送りはその次です。0.03mm/刃の切りくず量、4枚刃、8,000RPMならテーブル送りは960mm/minになります。この数値を正しく設定することで、びびりも焼けも防げます。旋盤加工の回転数計算と比較したい場合は旋盤加工計算機をご覧ください。

回転数の式は旋削と同じ形です。刃先が1回転でπD進むのは工作物が回るか工具が回るかに関係ないため、表面速度の考え方は共通です。送りの式は、1刃あたりの切りくず量×刃数×主軸回転数です。この切りくず量は設計者の選択で、材料除去量と工具寿命・仕上げ面のバランスをとります。深い切り込みや硬い材料では軽い切りくず量にします。

材料除去率は、加工戦略を比較するために現場が使う派生値です。MRR（cm³/min）＝切り込み深さ×切り込み幅×送り。切込み深さを2倍にすると材料除去量は2倍になりますが、工具への負荷と切りくず排出の負担も2倍になります。溝加工では深さ＞幅、輪郭加工では幅＞深さというバランスのとれた切り込みが、切りくず量を均一に保ち仕上がりを安定させます。

1. 被削材を選び、標準的な切削速度と切りくず量を読み込みます。
2. 工具径（mm）と刃数（枚）を入力します。
3. 1刃あたりの切りくず量を必要に応じて調整します。
4. 切り込み深さと幅を入力して材料除去率を確認します。
5. 「計算」で回転数・テーブル送り・加工時間を確認します。

同じ回転数なら3枚刃は4枚刃より送りが少ないのはなぜ？

送り＝切りくず量×刃数×回転数なので、刃数が多いほど1回転あたりの食い付き回数が増え、テーブル送りは大きくなります。ただし1刃あたりの切りくず量は設計者の選択です。刃数が少ないと切りくず排出の空間が広がるため、アルミでは2〜3枚刃が主流です。

送りすぎるとどうなりますか？

刃に負荷が集中して工具がたわみ、刃先が欠けたり折れたりして、加工面にびびり模様が残ります。加工途中で4mmエンドミルを折るコストは、控えめな送りで数分余計にかかるコストよりはるかに大きいものです。切削が滑らかになるまで送りを落とし、その後少しずつ上げていきます。

切りくず量はどう選びますか？

表の材料別の範囲の中央値から始め、音と仕上げを見ながら調整します。溝加工や全幅切削では軽めに、軽い輪郭加工では重めにできます。工具の剛性（径と突き出し量の比）が実際の上限を決めるため、ロングリーチ工具は軽めに設定します。

仕上げではダウンカットとアップカットで違いがありますか？

あります。ダウンカット（CNCの標準）は切りくずが薄く始まって厚くなるため仕上げ面がきれいで、工具がワークをテーブルに押し付けます。アップカットは上面にバリが残るため、エッジ周りの手仕上げやバックラッシュのある機械で主に使われます。

mm/刃からin/刃への換算は？

1mm＝0.0394inなので、0.05mm/刃は約0.002in/刃です。米国の工具カタログは1刃あたりの送りをインチ（IPT）で表記することが多いため、25.4で割ってメートル法の本ツールに使うか、その逆も同様です。

この計算機でドリルやタップの選定もできますか？

回転数の式はドリルやタップにも適用できます。ドリルは同じ材料のフライス加工の約50〜70%の表面速度で運転します。タップは許容範囲がはるかに狭く、一般的な公式ではなくタップメーカーの回転数表に従うのが安全です。

剛性のある機械では、ダウンカット（工具の回転が送り方向と同じ）が仕上げ面と工具寿命に優れますが、テーブルを引き込む力が働くため、バックラッシュのある機械では使用してはいけません。半径方向の切り込みは控えめに。全幅の溝加工は片側の刃にすべての切削を集中させ、1刃あたりの負荷を2倍にします。工具が悲鳴を上げたり表面が洗濯板のような模様になったりしたら、回転数ではなく切りくず量か半径方向切込みを減らしてください。アルミはクーラントで刃への溶着を防ぎ、被覆カーバイドを使う鋼材の多くはドライ切削で良好です。