材料除去率計算機
テーブル送り速度、軸方向切込み、径方向切削幅からフライス加工の材料除去率を計算します。
加工の材料除去率を計算
除去断面が長方形となるフライス加工に、単位を統一したメートル法の切削条件を使用します。
材料除去率について
材料除去率(MRR)は、単位加工時間に工作物から除去される材料の体積を表します。工具の送り速度と切削断面積を組み合わせるため、生産性の指標として役立ちます。除去断面が長方形のフライス加工では、テーブル送り速度に軸方向切込みと径方向切削幅を掛けるのが標準的な近似式です。入力をミリメートルと分に統一すると、結果は毎分の立方ミリメートルになります。
送り速度は、工具が工作物を切削しながら進む直線速度です。主軸回転数、刃数、1刃当たり送り量から求められますが、この計算機には算出済みのテーブル送り速度を直接入力します。切込み深さは軸方向のかかり量で、通常 ap と表します。切削幅は径方向のかかり量で、通常 ae と表します。この単純な積は、除去断面がほぼ長方形になる正面フライス、溝加工、側面・外周フライス加工に適用できます。
材料除去率が高ければ最適な加工とは限りません。機械の主軸出力、トルク、剛性、切りくず排出能力には限界があります。工具にも推奨の切りくず負荷や切削速度範囲があります。送り、幅、深さを増やすと計算値は上がりますが、びびり、工具のたわみ、過熱、仕上げ面の悪化、早期破損を招く場合があります。数値だけを最大化せず、メーカーのデータと安定加工の限界を基準にしてください。
この計算はプログラム上の切削条件を表し、実際の平均生産量とは必ずしも一致しません。切込み・抜け動作、工具交換、早送り、測定、加速、工具の部分的なかかりは、加工サイクル全体の実効除去率を下げます。複雑な工具経路では、かかり量も連続的に変化します。詳細なサイクル計画には、CAM ソフトや機械監視による時間加重平均が役立ちます。この単純な値も、定常切削の比較や提案した切削条件の妥当性確認には有用です。
加工方法によって材料除去率の式は異なります。穴あけでは穴の断面積と送り速度、旋削では一般に切削速度、1回転当たり送り量、切込みを使用します。研削や特殊加工には別のモデルが必要です。この長方形断面のフライス加工式は、形状が適合する場合にのみ使用してください。公表値を比較する前に単位を確認しましょう。毎分の立方インチと立方センチメートルは、数値が似ていても体積が大きく異なります。
材料除去率の計算例
| 切削条件 | MRR | 加工方法 |
|---|---|---|
| 500 mm/min、深さ 2 mm、幅 10 mm | 10,000 mm3/min | 一般的なフライス加工 |
| 240 mm/min、深さ 0.5 mm、幅 8 mm | 960 mm3/min | 仕上げ加工 |
| 800 mm/min、深さ 3 mm、幅 20 mm | 48,000 mm3/min | 荒加工 |
| 300 mm/min、深さ 1.5 mm、幅 6 mm | 2,700 mm3/min | 側面フライス加工 |
加工の材料除去率の求め方
- プログラム上のテーブル送り速度をミリメートル毎分で入力します。
- 軸方向の切込み深さをミリメートルで入力します。
- 実際に切削する幅をミリメートルで入力します。
- 「材料除去率を計算」をクリックし、機械と工具の限界と比較します。
材料除去率のよくある質問
フライス加工の材料除去率の式は?
送り速度に切込み深さと切削幅を掛けます。ミリメートルと分で入力すると、結果は毎分の立方ミリメートルです。
材料除去率は高いほどよいですか?
いいえ。切削が安定して安全な範囲でのみ、生産性向上につながります。工具負荷、出力、剛性、熱、仕上げ面、切りくず排出能力が実用上の上限を決めます。
穴あけにも使えますか?
いいえ。穴の断面は円形なので別の式が必要です。この計算機は長方形断面のフライス加工をモデル化しています。
送り速度と1刃当たり送り量の違いは?
1刃当たり送り量は各切れ刃に対する切りくず厚さの指令値です。テーブル送り速度は、それに刃数と主軸回転数を組み合わせた、毎分の直線移動量です。
実際の生産で除去率が下がるのはなぜですか?
単純な計算値は、工具が完全にかかった定常切削を表します。非切削動作、加速、かかり量の変化、工具交換により、サイクル全体の平均は下がります。