住所:
江蘇省常州市新北区西夏樹工業団地陽城湖路233-3号
アルミニウムは簡単な素材としての評判があり、ほとんどの場合、その評判が得られます。切断速度が速く、刃先から熱を素早く奪い、硬化鋼に必要な慎重なアプローチを必要とすることはほとんどありません。その評判が物語の残りの半分を隠しています。アルミニウムは粘着性があり、数秒以内に鈍い刃先に蓄積し、フルートがしっかりと固まって工具が折れるまで、長い糸状の切りくずを喜んでカッターに巻き付けます。
私たちは中国の工具製造クラスターの中心にある常州で超硬ソリッドエンドミルを研削していますが、アプリケーションデスクに寄せられる質問の大部分はほぼ同じです。つまり、RPMは何、送りは何枚、刃は何枚か、最後のカッターはなぜ壊れたのか?などです。このガイドは、私たちが毎週機械工場の前で提示しているのと同じ数字と同じ推論で、これらの質問に答えます。
あらゆるアルミニウムのカットの背後にある 4 つの数字
送りと速度は単一の設定ではありません。これらは相互に依存する 4 つの値であり、1 つを変更すると常に他の値も変化します。
- 切断速度 (SFM または m/min): 刃先が材料を通過する速度。アルミニウムはエッジから熱を効果的に伝導するため、非常に高い表面速度に耐えます。
- 主軸速度 (RPM): 切削速度と工具直径から導出される、機械が実際に生成する回転。
- 刃当たりの送りまたは切りくず負荷 (mm/刃またはインチ/刃): 各フルートが 1 回のパスで除去する材料の厚さ。これは、工具が切るか擦るかを決定する数値です。
- テーブル送り (mm/min または IPM): RPM、チップ負荷、および刃数から計算される、プログラムされた機械の移動量。
2 つの支配的な公式は覚えておくのに十分短いものです。主軸速度は、切削速度に 3.82 を掛けて、インチまたはメートル単位での工具直径で割ったもの、m/min での切削速度に 1000 を掛けて、ミリメートルでの直径の 3.14 倍で割ったものに等しくなります。テーブル送りは、主軸速度×刃当たりの送り×刃数に等しくなります。
アルミニウムでは、他のほとんどの材料よりも 2 つのルールが重要です。まず、チップは切り込みから熱を逃がすのに十分な厚さでなければなりません。 1 刃当たりの切りくず荷重が約 0.02 mm 未満の場合は、刃先がこすれて表面が研磨され、材料が除去されるのではなく構成刃先が生成されていることを意味します。次に、柔らかいアルミニウムの切りくずは驚くべき速度でホットエッジに溶接されるため、切りくずの排出は数値自体と同じくらい重要です。
アルミニウムの送りと速度: 合金別のベースライン グラフ
以下の表は、エア ブラストまたは軽い冷却剤を使用してアルミニウム内で動作する、コーティングされていない研磨された超硬エンドミルの実用的な出発点です。歯列あたりの送りは、適度なラジアルかみ合いを持つ 12 mm カッターを想定しています。
| アルミニウムグレード | 切削速度（SFM） | 切断速度(m/min) | 刃当たりの送り (mm/刃) |
|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 500～800 | 150～245 | 0.06～0.12 |
| 7075-T6 | 400～700 | 120～215 | 0.05～0.10 |
| 2024-T351 | 350～600 | 105～185 | 0.05～0.10 |
| 5052-H32 | 300～500 | 90～150 | 0.05～0.09 |
| A356 鋳造アルミニウム | 400～700 | 120～215 | 0.06～0.10 |
| 不明なグレードまたはリメルトストック | 250～400 | 75～120 | 0.04～0.08 |
チャートを天井ではなく開始点として扱います。工具直径は何よりも切りくず負荷を変化させます。3 mm カッターは 12 mm カッターと同じ歯の負荷を受けることができないため、小さな工具の場合は 1 刃あたりの送りを小さくし、大きな工具の場合は大きくします。鋳造および再溶解された材料は、硬い介在物と多孔性により高速で積極的な切断が困難になるため、範囲の保守的な端に値します。
RPMと送り速度を段階的に計算する方法
この演算は機械制御で実行できるほど短く、1 分もかかりません。
- 上の表または工具サプライヤーのデータから合金の切削速度を選択し、単位をメモします。
- 切削速度をスピンドル速度に変換します。RPM は、SFM に 3.82 を掛けて直径 (インチ) で割った値、または m/min に 1000 を掛けて直径 (ミリメートル) で割った値の 3.14 倍に相当します。
- 結果を機械の最大主軸速度と比較して確認してください。計算された RPM がマシンの制限を超えている場合は、制限から逆算して、チップ負荷が依然として最小値を超えていることを確認します。
- 推奨帯域内で刃当りの送りを選択してください。バンドの底部がこすり始める場所であるため、底部ではなく中央から始めます。
- RPM、刃当たりの送り、刃数を乗算してテーブル送りを計算し、その値をプログラムにロードします。
実際の例として、6061 の 12 mm 3 枚刃カッターを 200 m/min で使用すると、およそ 5300 RPM が得られます。 1 刃あたり 0.08 mm の場合、テーブル送りは 5300 × 0.08 × 3、つまり約 1270 mm/min になります。インペリアル単位では、700 SFM の 0.5 インチ 2 枚刃カッターは約 5350 RPM で回転し、1 刃あたり 0.005 インチの送りで約 53 IPM の送りが生成されます。
あなたのショップがスチール、ステンレス、チタンも扱っている場合は、 フライス切削速度チャート これらの材料の RPM、SFM、および送り速度のリファレンスを 1 つのリファレンス ページにまとめています。
エンドミルを作業に合わせる
数字は、数字に耐えられるカッターとのみ機能します。アルミニウムでは、フルート数、ねじれ角、エッジの準備によって、計算されたパフォーマンスが実際にどの程度得られるかが決まります。
アルミの場合は刃数は何枚ですか？
幅広のガレットが柔らかい切りくずを素早く除去し、詰める可能性がほとんどないため、溝加工、プランジ加工、および深いポケットには 2 つのフルートが依然として最も安全な選択肢です。 3 つのフルートは、汎用的な最適な妥協案です。より強力なコアにより、同じ切りくず負荷でより高いテーブル送りが可能になります。これはまさに生産荒加工に必要なものです。 4 つ以上の溝は、高出力機械や、軽い半径方向の噛み合いを伴う仕上げ加工に使用されます。この場合、チップルームは表面品質や切りくず除去率よりも重要ではありません。
アルミ加工用2枚刃エンドミル • 高度な研磨および不動態化技術と組み合わせた特殊なナイフ設計により、振動を効果的に防止し、切りくずの固着の問題を解決します。 • ハイスペック... 製品を見る→ 当社のアルミニウム シリーズは、スロットや小型機械向けの 2 枚刃形状と、切りくずクリアランスを失うことなく送り速度を向上させたい工場向けの 3 枚刃設計で、その範囲の両端をカバーしています。
ねじれ角、刃先形状およびコーティング
アルミニウムは、鋭く磨かれた刃先と、通常 40 ～ 45 度の高いねじれ角をもたらします。これは、より急なねじれにより切りくずが壁に沿って引きずられるのではなく、切り込みから持ち上げられるためです。ウェーブエッジまたは波形切れ刃は、切削抵抗を軽減し、切りくずをより短い断片に分割するため、深いポケットや粘着性のある焼き戻しに非常に役立ちます。コーティングには注意が必要です。従来の窒化チタンアルミニウムはアルミニウムとの親和性があり、エッジの構築を促進しますが、研磨されたコーティングされていない超硬、窒化ジルコニウム、または専用の低摩擦コーティングははるかに優れた性能を発揮します。
アルミ加工用3枚刃ウェーブエッジエンドミル • 高度な研磨および不動態化技術と組み合わせた特殊なナイフ設計により、振動を効果的に防止し、切りくずの固着の問題を解決します。 • ハイスペック... 製品を見る→ アルミニウムの加工に合わせたフルートの数と形状を並べて比較するために、私たちのチームは実践的な資料を作成しました。 アルミ用エンドミル選定ガイド これは、道具入れ側から同じ決定を下す手順です。
切込み深さ: ラジアルかみ合いとアキシャルかみ合い
この表には切削速度と切りくず負荷が示されていますが、機械が物理的にどの程度のパフォーマンスを発揮できるかは切込み深さによって決まります。アルミニウムには 2 つの大きな戦略があり、どちらも一貫して適用するとうまく機能します。
- 軸方向に深く、半径方向に軽い: わずか 10 ～ 30% の半径方向の噛み合いで、工具直径の 1 ～ 2 倍の深さを切削します。このトロコイド スタイルの荒加工では、カッターが材料に埋もれていないため、荷重が安定し、溝に沿って摩耗が分散され、切りくずが効率的に排出されます。
- 軸方向は浅く、半径方向は重い: 工具直径の大部分を使用しながら、数ミリメートルの深さを切り込みます。これは剛性の高い機械やリーチの短いツールに適しており、刃先にかかる負荷が大きいため、剛性の高いセットアップが必要となります。
仕上がりが違います。半径方向のエンゲージメントライトを直径の約 5 ～ 8% に保ち、可能な場合は 1 回のパスで全深さまで動かし、エッジが壁を研磨するのではなく切削を続けるように十分な速度で送ります。また、高い切りくず除去率でアルミニウムを荒加工すると、工具にストレスがかかるずっと前に小さなスピンドルが失速する可能性があるため、チャートの上端を追いかける前にスピンドル出力を確認してください。
クーラントと切りくずの排出
アルミニウムは存続するためにフラッドクーラントを必要としませんが、切りくずが切り口から離れるための手段が常に必要です。圧縮空気またはミスト システムは、ほとんどのフライス加工作業に対応し、作業エリアの可視性を維持し、熱衝撃や大量のフラッド クーラントの混乱を回避します。フラッドクーラントは、深いポケット、アクセスの悪いポケット、および切りくずがカッターの下で再循環するあらゆる作業に引き続き役立ちます。
実際的なルールは簡単です。パスごとにチップがポケットの中になく床に見えていれば、避難は成功しています。切りくずが再切削されているのを確認したり、音の変化を聞いたり、パスの終わりに向けて仕上げが悪くなっていることに気付いた場合は、送りと速度の値に触れる前に停止して切りくずの除去を修正してください。
トラブルシューティング: チップ、音、仕上がりの読み取り
アルミニウムの問題のほとんどは、部品が廃棄される前に明らかになります。以下の表は、一般的な症状と、それらを最も早く修正するための調整をマッピングしています。
| 症状 | 考えられる原因 | 最初の調整 |
|---|---|---|
| 切りくずが刃先に溶着 | 切りくず負荷が低すぎる、工具が鈍くなっているか、不適切にコーティングされている | 刃当たりの送りを上げ、研磨または ZrN 工具に切り替えます |
| カッターを包む長い糸状の切りくず | 使用中の RPM に対して送り速度が低すぎます | テーブル送りを増やし、波刃形状を使用し、エアブラストを追加します |
| ビビリ跡、鳴き | ラジアルかみ合いが重すぎる、工具の突き出しが大きすぎる | 半径方向の深さを減らし、スティックアウトを短くし、RPM を 10% 低下させます。 |
| 床の仕上げが悪い | コーナ半径の摩耗または送りが少なすぎる | カッターを交換し、ツールを動かし続け、刃あたりの送りを上げます |
| 深いポケットでカッターが折れる | 逃げ道のない切りくずパッキング | 2枚刃カッターを使用、エアブラストを追加、ヘリカルエントリーを使用 |
カッターをめったに壊さない店と毎週壊す店を分ける習慣は 1 つあります。つまり、一度に 1 つの変数を変更し、変更するたびにカットを監視します。一度に 2 つの調整を行うと、どちらが役に立ったのかを知ることができなくなります。
よくある質問
6061 の 4 分の 1 インチのエンドミルはどの RPM で回転させればよいですか?
500 ～ 800 SFM の切断速度では、4 分の 1 インチのカッターはおよそ 7600 ～ 12000 RPM で動作します。まず機械の限界を確認し、次にそのスピンドル速度と刃あたり 0.002 ～ 0.004 インチのチップ負荷を組み合わせます。これにより、刃数に応じてテーブル送りは約 30 ～ 95 IPM になります。
アルミニウムをフライス加工するときにクーラントは必要ですか?
いつもではありません。エアブラストまたは最小限の潤滑は、フライス加工の大部分を処理し、切りくずを動かし続けますが、フラッドクーラントは、深いポケット、穴あけ作業、および切りくずが再切断される場所で混乱する価値があります。
アルミニウムの切り粉がカッターに付着するのはなぜですか?
ほとんどの場合、切りくず負荷が小さすぎるか、刃先が鋭くないことが原因です。エッジはせん断ではなく摩擦し、アルミニウムをフルートに圧力溶接し、仕上げが失敗するか工具が破損するまで、構築されたエッジが成長します。
7075 と 6061 に同じ送りと速度を使用できますか?
7075 で低い値から始めます。強度が高く、積極的な噛み合いには耐えられないため、適度なチップ負荷で 400 SFM 付近から開始し、切断音が安定し、チップがきれいに銀色に剥がれた後にのみ増加させます。
アルミニウムの送りと速度は最終的には出発点であり、固定された答えではありません。なぜなら、すべての機械、ホルダー、ワークピースが何が機能するかについて独自の意見を持っているからです。チャートによって適切な範囲にすばやく到達し、計算式によって正直に保ち、カットの音によって残りのことがわかります。この組み合わせは、当社のアプリケーション エンジニアが工場から出てくるすべてのアルミニウム ジョブに取り組む方法であり、何度も実行しても公差を維持できる安定したプロセスへの最速のルートです。
