【例あり】旋盤の加工時間の計算！加工時間を短くするには？？

旋削の加工時間を求めるには、
様々な計算をする必要があります。

今回はそんな旋盤の加工時間を一例を用いて説明していきたいと思います！

旋削の加工時間を求めるために必要なものと流れ。

旋削の加工時間を求めるためには、

が必要になります。このパラメーターより、

という順番で計算していくことで、加工時間を求めることができます。

実際の計算式を当てはめていってみる。

では、実際に上記の流れで、計算式を当てはめていってみたいと思います。

ワークは、

とします。

①面粗度　⇒　使用工具が決まる。

まずは、必要な面粗度によって、使用工具を決めていきます。

面粗度が厳しい場合は場合は、
・とにかくゆっくり送る
必要がありますが、面粗度が緩い場合は、極力早く送り、加工時間を短くする必要があります。

今回は、三菱製の炭素鋼用のチップを参考にしていきたいと思います。

上記の加工条件表の平均値を取り、
チップと、面粗度をまとめた結果は下記のとおりです。

これらより、チップを求めます。

今回は面粗度が1.6ですので、チップLを選択します。

②使用工具が決まる　⇒　切削速度、1回転当たりの送り速度、最大切り込み量が決まる。

使用工具が決まりましたので、加工条件表より、
加工条件を確認していきます。

面粗度1.6とした場合は、「チップL」を選択。

この場合、上記表より、

となります。
今回は、・元の外径 Do:52　⇒　必要な外径 Dt:50で2.0mm切り込む必要がありますが、
上記の表より、ぎりぎり切り込めることがわかりますので、
粗削りなしでokです。

③切削速度が決まる　⇒　外径から、旋盤の回転数が決まる

次は旋盤の回転数を決める必要があります。

切削速度とは、チップとワークがぶつかり合う速さなので、
旋盤の場合は、対象ワークの外径の回転速度になります。

対象ワークの外径の回転速度は、
外径×3.14/1000×旋盤の回転数　で決まりますので、
今回Dt=50mmとすると、

より、

となります。

④旋盤の回転数が決まる　⇒　送り速度からテーブルの送り速度が決まる

1回転当たりの送り速度は0.3mmでしたので、
テーブルの送り速度は、旋盤の回転数をかけて、

となります。

⑤テーブルの送り速度が決まる　⇒　長さとの関係から加工時間が決まる。

今回のワークは、100mmを想定していましたので、

必要であることがわかりました。

これらを計算式にする

では、上記の結果を計算式にしていきたいと思います。

まず、ワークは、

Raより、

が決まります。

切削速度と外径から

と求まります。
ここより、テーブルの送り速度Ftは

で求まり、加工時間は、

で求まります。これらをすべて代入していくと

となります。
先ほどの結果を代入してみると

と、求めることができました。

加工時間を短縮するためには？

加工時間を短縮するためには、

Vcを早くするか送り速度を大きくする必要があります。

Vcは素材によってほぼ決まってしまいますし、チップの寿命にかかわってきますので、
送り速度fを早くするのが一番いい方法となります。

それには、設備のパワーが要りますので、そこは要確認ですが、
チップの先端のRを大きくすることで、送り速度を大きくすることができます。
実際に、チップの寿命も先端がとがっているものより、丸い方が削れにくいですので、
一度提案してみるのはいかがでしょうか？

まとめ

部材と必要な粗さが決まれば、カタログから各種条件が決まりますので、
それより、下記計算式を用いて、旋盤の切削時間を計算してみてください！

【計算過程あり】ホブ盤で歯切りする際の加工時間！歯数が多いと長い？？

ホブカッターができたといえど、歯車の製造には時間がかかります。
時間がかかるということは「高い」ということになります。

そこで、今回は、ホブカッターの加工速度、加工時間について確認していきたいと思います。

計算式について

まずはさっそく計算式から

となります。

式の算出

式の算出について説明していきます。

ホブカッターの動きを理解するのは、正直難しいです。

そこで、まずはウォームギアの動画をご覧ください。

この上側の銀色のものがホブカッター、
下の青色のものがワークと考えるてみてもらうと非常に分かりやすいと思います。

この場合は、すでに歯車ができていますが、
ホブカッターの場合は、歯車がない状態からこのように歯車を作っていきます。
動画で行くと手前から、奥に歯車を切りながら移動していきます。

動画を見てもらってもわかる通り、ホブカッターをかなり回さないと、
下のギヤは動かないことが分かります。
実際、ホブカッター1周に対して、歯車は1枚しか進んでいません。

では、上記の動画を参考に、ホブカッターの加工時間を算出していきましょう。

まず、わかっている情報は、
①歯車1回転当たりの歩武の送り速度(面粗度から求める)
②ホブカッターがどれくらいで回っているか(切削速度から求める)
です。

①は言わずもがな、面粗度にかかわってきます。
この速度が速いと歯面の汚いギアになります。
②は、うまく切削できる速さでS45Cなどで100m/minになるように回転速度を決めます。

ではこれらの情報を使って、加工時間を計算していきましょう。

まずは、歯面を削り終えるまでに、
「歯車(下の青色のワーク)」が何回転する必要があるか求めます。

・歯車1回転当たりのホブの送りが2.0mm/rev
・歯幅が30mm

だとすると、歯車1回転当たり、2mm進むので、数式は単純明快で、

することで、歯車を切ることができることが分かります。

では、この時、ホブカッターはどれくらい回っている必要があるでしょうか？
先ほどの動画の通り、ホブが1回転すると、歯車が一つ進みます。

ですので、歯数が30枚だとすると、ホブは、

する必要があることがわかります。

また、適正な切削速度(ホブの周速を100m/min程度にする)から
ホブの回転数を求められ、例えばその回転数が、500rpmであったとすると、
加工時間は、

歯車加工速度の目安

で、求められることがわかります。

まとめ

ホブカッターの動きは、実際の動きを見ても何をやっているか
正直ぱっと理解することは難しいです。

ですが、ウォームギヤに置き換えて計算してみると非常に分かりやすくなります。

一回読んだだけでは、分かりにくいと思いますので、
是非、一度自分で計算してみてください！

【動画で勉強】フライスの加工時間～マシニングセンタでの加工～原価計算

フライスの加工時間ですが、残念ながら検索しても、下記サイトのような計算式が出てくるだけで、結局どのような素材であればどれくらいの加工時間が必要か書いておりませんでした。ですので、実際のカタログを用いて、フライスの加工時間を計算していきたいと思います。

403 Forbidden

www.mitsubishicarbide.net

まず動画を見てイメージしてみる。

まず、フライスの動きを見て大体のイメージをつかんでみましょう。
被削材が柔らかいアルミの場合、63mmの幅をテーブルの送り速度2525mm/minで削っていっています。
固いSUS材の場合、125mmの幅をテーブルの送り速度408mm/min で削っていっています。
加工時間＝加工長さ/テーブルの送り速度となりますので、
このテーブルの送り速度を求めればいいことが分かります。

実際に計算していく。

先ほどの動画より、 加工時間(Tc)を求めるためには、
テーブルの送り速度(Vf)が必要となることが分かりました。
この送り速度を求めるためには3ステップ必要となっております。
①工具の選定：削りたいものの幅から刃径を選択します。
②回転数の設定：削りたい素材(被削材)に最適な切削速度(Vc)から回転数(n)を決めます。
③テーブルの送り速度の計算：一刃当たりの送りの推奨値と回転数よりテーブルの送り速度(Vf)を決めます。
では一つずつ見ていきます。

①工具の選定

下記に、三菱日立ツール正面フライスの製品例を示します。
絵にある通り、削るための刃が複数ついており、それが回ることにより被削材を削っていきます。
①削る平面をイメージし、どの大きさの刃径(Dc)を使うべきか考えます。
②カタログを見て、それに合致する商品を選びます。
③刃数は、その工具によって決定されます。
例)55mmの幅の製品を削るとしたら、下の表から上から2段目のDc＝63mm。刃数は4個。

引用元：http://www.mmc-hitachitool.co.jp/products/catalog/

②回転数の設定

工具が決まったら、回転数を設定します。回転数の設定にはカタログにある標準切削条件表を用います。
今回はFC材を被削材として考えた場合を計算してみます。

FC材の切削速度(Vc)の推奨速度は180m/minとなっております。
この切削速度とは、工具に取り付けられた刃が、被削材に対して当たるときの速度を示しており
Vc=円周×回転数　という計算式になります。
ですので、工具が63mmだった場合、180m/min = 63mm　×　π　×　N　となるNを求める必要があります。
よって回転数N=180×1000/(63×π)＝900回転となります。

引用元：http://www.mmc-hitachitool.co.jp/products/catalog/

③テーブルの送り速度の計算

では、最後にテーブルの送り速度を計算しましょう。
先ほどの標準切削条件に戻りましょう。この中で、一刃当たりの送り(fz)という項目があります。
これは、一刃で削り進めることのできる長さを示しております。刃数が多い場合、一回転で一気に削ることができますが、刃数が少ない場合はあまり削り進めることはできません。その要素を取り入れいると、
テーブルの送り速度＝回転数(N)　×　刃数　×　一刃当たりの送り　でテーブルの送り速度を求めることができます。
ですので、FC材を55mmの幅でフライスで削る場合、
テーブルの送り速度＝900　×　4個　×　0.2　＝720mm/min となります。

④加工時間の計算

③でテーブルの送り速度を求めましたので、あとは、切削長を求める必要があります。先ほどの動画を見てもらうと、削り終えるまでに実際にフライスの主軸が動く長さに、刃幅分足す必要があることが分かります。
ですので、300mmの長さの削る場合、刃幅63mmを足して363mm削る必要があります。
結果として、FC材を55mm300mm削る必要がある場合、363mm/720mm/min=0.5分かかることになります。

各材料とテーブルの送りまとめ

各材料ごとにテーブルの推奨送り速度(Vf)を計算してみました。ほかの工具も見てみましたが、そこまで大きく変わるものではないと思いますので、参考にされてみてはと思います。
・SS=800～1000mm/min
・S○○Ｃ=600～800ｍｍ/min
・SUS=700~800mm/min
・FC=550mm~700mm/min
・AL=1500mm~2000mm/min

結論。フライスの加工時間の求め方はこうだ！

赤色の文字は、カタログから拾ってこれる値になります。
工具径を決める！
　→　刃数も決まる。
被削材から回転数を決める。
　→　N　=　切削速度×1000/(工具径×π)
1刃当たりの送り(fz)と刃数からテーブルの送り速度を決める。
　→　Vf　＝　N　×　刃数　×　fz
切削長+工具径をテーブルの送り速度で割る。
　→　Tc　＝　L　/　Vf

↓荒加工、仕上げ加工と1刃当たりの送り速度の関係はこちら

フライスの一刃あたりの送りを決める。面粗度との関係～マシニングセンタでの加工～原価計算

推奨のテーブルの送り速度はありますが、面粗度との関係が書いていなかったので、関係を整理しました。荒加工と仕上げの時の条件の違いは？下記の通り、フライスの加工時間を計算することができたのですが、荒加工と仕上げの際の条件の違いに言及されておらず...

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2019.04.22