旋削およびフライス加工の SFM および RPM を計算する方法 (ステップバイステップ + セルフチェック)

知ってれば SFMの計算方法 理論的にはしかし、多くの場合、あなたのダイヤルの番号を2 番目に推測する、それをスキミングする代わりに、ステップバイステップでこのページを介して作業します それは機械でそれを行うための計算を通してあなたを連れて行きます, その後、サイクルスタートを打つ前にあなた自身の仕事を確認する方法を示します; ここでのアイデアは、それがあなたの他の参考資料を補完するということです。.

SFMの計算方法 4 段階のプロセスです。直径を見つけ、開始表面速度を選択し、式を実行し、カットする前に結果を確認します。.

このページでは、数式だけでなく計算手順も教えます

このページの目標は、これらの命令の助けを借りて自分でSFMとRPMの両方を計算し、カットを開始する前に計算を検証するのに役立ちます ーページは速度やフィードを調べるためのチャートではなく、またはこれらの数字が一緒に移動する理由の一般的な概要です SFMでの実際の切断速度は、実際の刃先が材料を横切って移動する速度であり、SFMは摩耗と部品の表面がどれだけ滑らかになるかを制御します; それは必ずしもRPMダイヤルがすべて単独で読んでいるわけではありません!

想像してください 2 一見同一の見た目のカット 同じRPMで、しかし、彼らはツールの摩耗の点で非常に異なる結果を生み出しました, 異なるワークピースの直径またはツーリングODのために; これは、このチュートリアルは、強調表示するために設計されている状況です いくつかのソースは、表面速度のための他の表記法を使用しています, SFPMまたはSFMなど ー 省略形は、同じ概念と使用法を指します, そして、この材料のために我々はSFMに固執します 概念としての基本的な送りや速度についての説明が必要な場合 ー 切削工具チップ荷重または回転あたりの送り、および速度対送りに影響を与える要因など、あなたは私たちを参照することができます フィードと速度の基礎 ガイド、この情報はここではできるだけ繰り返さないようにします。このレッスンは、電卓アプリとは異なり、外部のコンピューターを使用せずに、機械のところで紙だけで速度設定を決定できるようにすることも目的としています。.

SFM と RPM を計算する 4 つのステップ

スピンドルの準備が整うまでに必要な 4 つの連続した必須ステップがあり、すべてターゲットまたはおおよその SFM 値の使用に基づいています。まずカットの直径を見つけ、次に SFM チャートで開始点を探し、以下の式で設定を計算し、その結果として計算されたスピンドル rpm の SFM 設定が妥当であることを確認します。それらのいずれかが誤った最終計算を引き起こす可能性があり、誤って設定されたマシンにつながる可能性があるため、数式の背後にある計算を覚えるよりも、これらのステップを急いで実行しない方が重要です。.

1. 重要な直径を特定します ー旋盤で、つまりワークピースの直径です; ミルまたはドリルで、それは切削工具の直径です。間違ったものを使用することは、最も一般的なセットアップの間違いです (以下の正気チェックを参照)。.
2. 素材の開始 SFM を選択します ○推測するのではなく、参照テーブル(「開始 SFM 番号を取得する場所」のさらに下を参照)を使用してください。.
3. 式を実行します RPM = (SFM × 3.82) × 直径、直径 (インチ) を使用。.
4. マシンが実際にダイヤルインできる速度まで丸めます ――それではそれを確認してください 4ポイント健全性チェック 切る前に.

定数 3.82 は任意ではありません。 SFM = ‣ × 直径 × RPM 12 を並べ替えることから来ます。ワークピースまたはツールの円周 (ぴい × D、インチ単位) に RPM を掛けたものにより、1 分あたりの移動インチが得られ、12 で割ると 1 分あたりのフィートに変換されます。式を反転して RPM と 12 Μ ぴい ラウンドを解きます。 3 つの独立したソースは、その代数を行うときに同じ定数に着地します。 a フロリダ大学マシニングコース, 、 ア 切削工具エンジニアリング業界プレス解説者, 、 および ウィキペディア独自の派生, 、これはマシンで信頼しようとしている式のための妥当な量の合意です。.

3.82 定数はどこから来たのですか?

3.82 定数は 12 を 12 で割ったもので、小数点第 2 位まで四捨五入されています (12 × 3.14159 = 3.8197...、四捨五入して 3.82)。 12 はインチをフィートに変換します。これは、1 フィートに 12 インチがあり、機械工は通常、直径をインチ単位で測定しますが、SFM は 1 分あたりのフィートを追跡します。; 1 丙は、刃先が直径を横切るだけでなく、1 回転ごとに 1 回全周を移動するため、直径を円周に変換することから得られます。.

フロリダ大学の機械加工リファレンスは、N = 12V × (↔ × D) と同じ関係を表します。これは、RPM を解くと代数的に同一です。このページが 3.82 をヘッジするのではなく固定定数として述べている理由の 1 つは、クロスチェックです。.

メートル法で作業したい場合は、直径と速度の関係の同じ組み合わせが当てはまります。1 SFM は速度の SI 単位である毎秒 0.00508 メートルに等しいため、メートル法線形表面速度測定値を SFM に変換できます。約 196.85 を掛けるか、計算中に単位を変換する代わりに、式のメートル法形式 (RPM = 318 × m/min × 直径 (mm)) に切り替えるだけです。.

“A 1-inch-dia. tool must run at 100 sfm. based on the equation, that tool must turn at 382 rpm to achieve 100 sfm: 100 × 1 × 3.82 = 382.”. (1 インチ-dia.ツールは100 sfmで動作しなければならない)”

――クリストファー テイト、切削工具エンジニアリング

作業例、旋盤をオンにします

ここでは、具体的に回転するためのSFMを計算する方法です: 旋盤では、ワークピースが回転し、ツールは静止したままであるため、重要な直径は、ワークピースの外径-ツールの外径-2.75 インチの軟鋼シャフトを回転させているとします 金属旋盤 そして保守的な90 SFMから始めたい。 90に3.82を掛けて343.8を取得し、次に2.75インチの直径で割ります:343.8 × 2.75 = 124.8、スピンドルダイヤルの125 RPMに丸めます。.

これは旋削加工の計算全体です ー ワークピースの直径と、各ジョブの材料と工具の物質に対して選択した SFM のみです。バーのストックが 1.5 インチに変化しても同じ 90 SFM が必要な場合、スピンドル速度は 90 × 3.82 × 1.5 = 229.2 にジャンプします。 229 RPM に四捨五入されます。直径が小さく、RPM が高く、表面速度が同じ ー 最も一般的な計算エラーが発生する場所でもあるため、その関係は知っておくとよいでしょう (以下の正気度チェックを参照)。.

作業例、フライス加工

フライス加工用のSFMを計算する手順は、1 つの詳細を反転します: ミルで、ツールが回転し、ワークピースは静止しているので、重要な直径は、ターニングとは反対に、切削工具の直径に反転します以下のフライス加工式は、手動膝ミルまたは完全なフライス加工操作プログラムを実行しているCNCマシン上で、同じように動作します; 計算は、数値を入力する方法だけを変更しない、0.625 インチ (5/8 ″) 、2 フルートHSSエンドミルをアルミニウムで切断し、250 SFMで開始したいとします、これはアルミニウムにとって典型的なHSS開始数値です。 RPM = 250 × 3.82 × 0.625 = 955 Μ 0.625 = 1,528 RPM.

同じエンドミルを超硬バージョンに交換すると、推奨される表面速度も上がり、通常は同じ材料の HSS 数値の約 2 ～ 2.5 倍になります (以下の「Where to Get Your Starting SFM Number」の乗数の詳細)。 2.5 x では、それは 625 SFM になります。この同じ 0.625 インチ ツールでは、これは 625 × 3.82 × 0.625 = 3,820 RPM となり、同じカットの HSS 設定値の 2 倍以上になります。これは十分に大きなジャンプであり、間違ったツールと材料の仮定を差し込むことは、スピンドルが許す以上に遅く切断したり、より速く実行しようとしたりする可能性があります。.

瀹 境界条件: この算術では、工具の呼び径が実際に切断を行う直径であると仮定します。浅い切断深度で動作するボールノーズまたはその他の輪郭のあるカッターの場合、その仮定は崩れる可能性があります。実際の接触点での有効切断径は工具の呼び径全体よりも小さいため、呼び径のみに基づく計算では、実際の SFM が意味のあるマージンだけ過大評価されます。. ボールエンドフライス加工に関する機械加工文献 このジオメトリ効果を文書化, ギャップの正確なサイズは、カットの深さによって異なり、このページがそれに1 つの普遍的な割合を添付しないだろう各セットアップに十分な具体的ですが、フラットエンドミルや標準ドリルは、この問題を持っていません; それは湾曲した刃先だけに噛みます。.

別の方向に進み、既知の RPM から SFM を見つけます

時には、あなたはすでにRPMを知っています、おそらくそれは最後のオペレータがマシンセットを去ったもの、そしてあなたはそれを信頼するかどうかを決定する前に実際に表すSFMが何であるかを知りたいから式をきれいに再配置します 同じ表面速度関係 このガイド全体で使用されます: SFM = (RPM × 直径) × 3.82。.

ドリルプレスが 850 RPM に設定されており、0.375 インチ (3/8 ″) のドリル ビットを実行しようとしているとします。 SFM = 850 × 0.375 × 3.82 = 318.75 × 3.82 = 83.4、つまりセットアップがおよそ 83 SFM で実行されているとします。機械が固定ステップのみを提供し、最も近いステップが 700 RPM と 1,000 RPM である場合、ターゲット SFM のわずかに下で実行すると、その上を実行するよりも安全であるため、上ではなく 700 RPM (約 69 SFM) に切り捨てます。ドリルは回転およびフライス加工と同じコア式を使用し、差し込む直径はドリルの直径です。これは、刃先がビットの外側にあるためです。リーミングとタッピングは同じ計算に従いますが、従来は同じ材料のドリル SFM の一部で実行されます (特定のケースについては、以下の FAQ を参照)。.

4ポイントの正気チェック

数値を計算することは、それを信頼することと同じではありません 計算されたRPMをスピンドルにコミットする前に、それを実行してください 4ポイント健全性チェック 仮説ではなく、マシンで実際に発生する間違いを捉える 4 つの簡単な質問。.

ポイント 1 と 2 のユニット混乱と直径混合の故障モードは、独立した機械工の書き込みと現場でのディスカッションを通じて最も一般的に報告されている 2 つの現実世界の SFM ミスでもあります。これは仮説的なリストではなく、頻繁に繰り返されるパターンです。仕事に慣れていないと感じたときだけでなく、毎回専用のチェックをする価値があるほどです。.

開始 SFM 番号を取得する場所

数式は、それに入力するSFMまでしか取得できず、その数は材料と工具によって異なります。 以下の表は、大学の機械加工リファレンスからのHSS開始点のセットであり、によって定義された同じ1 時間の工具寿命の規則に基づいてベンチマークされています ISO 3685, 、単一点回転工具寿命テストのための国際標準; 微調整する出発点としてあらゆる値を、固定された規則ではない扱って下さい。.

追加の合金、HSS カラムと炭化物カラムの両方を並べて含む完全な材料表については、を参照してください 材料ごとの切断の速度チャート ー このページでは見出しの数字をここに保持しているので、出発点がないと行き詰まることはありませんが、より完全な参照はそこにあります。.

HSSから超硬工具に切り替えることで、同じ材料に対して差し込むべきSFMが変わります ある大学の機械加工リファレンスでは、クリーンな経験則が示されています: 超硬の場合、HSS表面速度に約2.5 を掛ける 他の情報源ではより広い範囲を報告しています: コーティングと用途に応じて3 倍から10 倍のHSS速度の3 倍から10 倍までのHSS速度を入れるものもありますので、すべての情報源が同意する単一の数値はなく、工具と剛性を一致させずに試みるSFMが高いほど、より多くの可能性があります 時間を節約するのではなく、工具寿命を短縮します ¤ 査読済みの切断速度選択研究文書と同じ経済的トレードオフ。 2.5×を保証やメーカーの正式な推奨ではなく、合理的な開始乗数として扱い、最初の数回のパスで工具の摩耗を観察することで、特定の材料とセットアップに最適な設定を確認します。数字だけを信頼するのではなく。.

以下の表は、同じ式を既製のルックアップに変換しています。直径とターゲット SFM 設定を選択し、RPM を直接読み取って、それを使用して手動で計算した値を健全性にチェックします (0.625 インチと 2.75 インチの行)上記のフライス加工例と旋削加工例を正確に一致させます。.

SFM 対送り速度 (船積み) ¤ 2 つの異なる数値

SFMと送り速度は2 つの異なる質問に答え、上記のSanity Checkでカバーされているものとは無関係にそれらを組み合わせるのは間違いです。 SFMは、刃先が材料をどのくらいの速度で移動すべきかを示し、上記の式が次にスピンドルRPMに変換します。 送り速度、テーブルまたはワークピースの前進速度、通常はIPM (1 分あたりのインチ) ¢から構築された2 番目の独立した計算です (歯あたりのインチ、とも呼ばれます) チップロード)とフルートのカウント、SFM からはまったくありません: IPM = RPM × IPT × フルートの数。 0.003 インチのチップ負荷で 1,528 RPM (上記のフライス加工例) を実行する 4 フルート エンドミルの場合、1,528 × 0.003 × 4 = 18.3 IPM になります。.

同じマシン上の2 つの別々のダイヤルと考えてください: SFMは、ツールがスピンする速度を設定し、送り速度は、カットを通過する速度を設定します。 MRRであり、ツールのサイクルタイムを推測するときに役立つ単純な送り速度x (カットの深さxカットの幅) ですが、そもそもSFM / RPMを計算しようとしている理由ではありません。 SFMを正しくフィードレートを間違える (またはその逆) ことは、依然として悪いカットを生成します = 2 つの数値を独立して計算して確認し、それらを組み合わせる必要があります ツールメーカーのカタログには、通常、特定のインサートに対して歯ごとに推奨されるIPT開始点がリストされており、一般的な数値に依存する前に確認する価値があります。送り速度計算機または一般的な速度と送り計算機は、このページで説明した SFM 番号をすでに信頼すると、この後半の計算を自動化できます。.

よくある質問frequently Asked Questions