CNC プログラミングを実行する場合、プログラマは各操作の切断パラメータを決定し、それらをプログラムにエンコードする必要があります。切削パラメータには、切削速度、切込み深さ、送り速度が含まれます。加工方法が異なれば、異なる切削パラメータを選択する必要があります。
1. 切削パラメータ選択の原則
荒加工では、経済効率や加工コストも考慮する必要がありますが、一般に生産性を向上させることが主な目的です。中仕上げ加工と仕上げ加工では、加工品質を確保しながら、切削効率、経済効率、加工コストのバランスをとる必要があります。具体的な値は、工作機械のマニュアルと切削パラメータのハンドブックに基づいて、実際の経験と組み合わせて決定する必要があります。
工具寿命を最適化するための切削パラメータの選択順序は、最初に切込み深さを決定し、次に送り速度を決定し、最後に切削速度を決定します。
2. 切込み深さの決定
切込み深さは、工作機械、ワーク、切削工具の剛性によって決まります。剛性が許せば、切込み深さはワークピースの加工代と等しくすることが理想的です。これによりパスの数が最小限に抑えられ、生産性が向上します。
切込み深さを決定するための原則:
(1) 要求される表面粗さが Ra 12.5 μm ～ 25 μm で、取り代が 5 ～ 6 mm 未満の場合、荒加工 1 パスで十分に要求を満たします。ただし、公差が大きい場合、加工系の剛性が悪い場合、工作機械のパワーが不足している場合には、複数のパスに分割して加工する場合があります。
(2) 要求される面粗さが Ra 3.2 μm ～ 12.5 μm の場合、荒加工と中仕上げ加工に分けて加工することができます。荒加工の切込み深さは上記のように選択されます。荒加工後には 0.5 ～ 1.0 mm の取り代が残され、中仕上げ加工時に取り除かれます。-
(3) 要求面粗さがRa0.8μm～3.2μmの場合、荒加工、中仕上げ加工、仕上げ加工の3段階に分けて加工することができます。中仕上げ加工の切込み深さは1.5～2mmに設定されています。仕上げ加工の場合、切込み深さは0.3mm～0.5mmに設定されます。
3. 送り速度の決定
送り速度は主に要求される加工精度や面粗さ、また切削工具やワークの材質に応じて選定されます。最大送り速度は、工作機械の剛性と送りシステムの性能によって制限されます。
送り速度を決定するための原則:
1) ワークピースの品質要件が保証できる場合、生産効率を向上させるためにより高い送り速度を選択できます。これは通常、100 ～ 200 m/分の範囲内で選択されます。
2) 突切り操作、深い穴の加工、または高速度鋼 (HSS) 工具の使用を実行する場合は、送り速度を低くすることをお勧めします。-これは通常、20 ～ 50 m/分の範囲内で選択されます。
3) 高い加工精度と表面仕上げが必要な場合は、送り速度を遅くし、通常 20 ～ 50 m/min の範囲内で選択します。
4) - 非切削工具の移動中 (早送り)、特に長距離にわたって基準点に戻るとき (「ホーミング」)、機械の CNC システムによって設定された最大送り速度が選択される場合があります。
4. 主軸速度の決定
主軸速度は、許容切削速度とワーク（または工具）の直径に基づいて選択する必要があります。計算式は次のとおりです。
n = 1000v / πD
v - 切削速度 (m/分)。工具の耐久性によって決まります。
n - 主軸速度 (r/min);
D - ワークピースの直径または工具の直径 (mm)。
計算された主軸速度 (n) は、機械のマニュアルに指定されている工作機械で使用可能な速度設定 (または使用可能な最も近い値) に一致するように最終的に調整する必要があります。要約すると、具体的な切削パラメータの値は、工作機械の性能、関連マニュアル、実務経験に基づいた類推的なアプローチを使用して決定する必要があります。同時に、最適な切削パラメータを達成するには、主軸速度、切込み深さ、および送り速度のバランスを取る必要があります。
参考式：
[画像]
(I) 切込み量(ap)
加工面と未加工面との垂直距離を切込み深さとします。切込み深さ ($a_p$) は、刃先の基点を通過し、作業面に垂直に測定された深さです。これは、各送り動作中に旋削工具がワークピースに侵入する深さを表すため、「切削深さ」とも呼ばれます。この定義に基づいて、外径円筒面を縦方向に旋削する場合、切込み深さは次の式を使用して計算できます。
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
$a_p$=切込み深さ (mm);
$d_w$=加工対象のワーク表面の直径 (mm);
$d_m$=加工されたワーク表面の直径 (mm)。
例 1: 加工対象のワーク表面の直径が $\\Phi$95 mm であるとします。 1回のパスで$\\Phi$90 mmの直径まで回転する場合、切込み深さを計算します。
解決策: $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm。
(II) フィード ($f$)
ワークまたは工具の各回転における送り運動の方向における工具とワーク間の相対変位。
送り方向により縦送りと横送りに分けられます。縦方向送りは旋盤ベッド案内面の方向に沿った送りを指し、横送りは旋盤ベッド案内面の方向に垂直な送りを指します。
(注)送り速度($v_f$)とは、送り動作中のワークに対する刃先上の選択点の瞬間的な速度を指します。
$v_f=fn$
$v_f$=送り速度 (mm/s);
$n$=スピンドル速度 (r/s);
$f$=送り (mm/s)。
(III) 切削速度 ($v_c$)
一次切削動作中のワークピースに対する刃先上の選択された点の瞬間速度。計算式は次のとおりです。
$v_c=(\\pi d_w n) / 1000$
$v_c$=切断速度 (m/min);
$d_w$=加工対象のワーク表面の直径 (mm);
$n$=ワークピースの回転速度 (r/min)。計算は最大切断速度に基づいて行う必要があります。たとえば、旋削加工の場合、その時点で速度が最高になり工具の摩耗が最も早くなるため、計算には加工対象の表面の直径が使用されます。
例2：直径Φ60mmのワークの外径旋削加工。選択された旋盤主軸速度は 600 r/min です。 VCを計算します。
解: vc=(π × dw × n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/分
実際の生産では、通常、ワークピースの直径がわかっています。切削速度は、被削材の材質、工具の材質、加工要件などの要因に基づいて選択されます。この速度は、機械を調整するために旋盤の主軸速度に変換され、次の式が得られます。
n=(1000 × vc) / (π × dw)
例3：CA6140横型旋盤でプーリー外径（Φ260mm）を旋削加工。 vc=90 m/min を選択し、n を計算します。
解: n=(1000 × vc) / (π × dw)=(1000 × 90) / (3.14 × 260)=110 r/min
主軸速度を計算した後、機械の銘板に記載されている値に近い値を選択します。この場合、実際の旋盤速度として n=100 r/min を選択します。
Ⅲ．まとめ：
切断パラメータ
1. 切込み深さ ap (mm): ap=(dw - dm) / 2 (mm)
2. 送り速度 f (mm/r)
3. 切削速度 vc (m/min): vc=π × d × n / 1000 (m/min)
n=1000 × vc / (π × d) (r/min)
