ドリル速度と送りの計算: 計算式、例、および超硬ドリルの設定

12 mm の超硬ソリッド ドリルを 800 RPM で 304 ステンレス鋼に走らせると、エッジが切断されるのではなくこすれます。表面が加工硬化し、熱が工具に流れ込み、いくつかの穴の中で角が欠けます。同じドリルを約 1,590 RPM、送り 0.15 mm/rev で実行すると、各エッジが適切に食い込み、切りくずで葉を加熱し、工具は数百の穴より長持ちします。この違いはまさに、ドリル速度と送りの計算ツールが解決するために存在するものです。 2 つの入力 (表面速度と 1 回転あたりの送り) を、機械制御が実際に必要とするスピンドル RPM と送り速度に変換します。計算には数秒かかります。正確さは入力値に依存しており、ほとんどのショップが勝てるか、お金を無駄にしているかはそこにあります。

ドリル速度と送りの計算ツールが実際に計算するもの

電話アプリ、Web ツール、ショップのスプレッドシートなど、すべての計算機は同じ 2 つの方程式を解きます。RPM = (SFM × 3.82) / 工具直径 (インチ)、および送り速度 (IPM) = RPM × 1 回転あたりの送り (IPR) です。

メートル単位では、最初の式は RPM = (Vc × 1,000) / (π × D) になります。Vc の単位は m/min、D の単位は mm です。表面速度は、刃先がワークピースを通過する速さを表します。 1 回転あたりの送り量は、ドリルが 1 回転でどれだけ進むかを表します。これらは一緒に切りくずの厚さ、発熱、切削時間を設定します。優れた計算機ではこれらの情報も報告されます。つまり、穴の深さと短いアプローチ許容値を送り速度で割った値が、穴ごとのサイクル タイムになります。

歯当たりの送りではなく、回転当たりの送り

両方の刃が同時に切削されるため、ドリルは 1 回転あたりの送りによって指定されます。 2 枚刃ドリルの場合、1 刃あたりの送りは 1 回転あたりの送りの半分になるため、0.006 IPR 送りでは各エッジにおよそ 0.003 インチの切りくず負荷がかかります。専用の穴あけ計算機は IPR を直接計算するため、工場が刃当たりの送り入力と刃数に基づいて構築されたフライス加工公式を再利用する場合によくあるエラーを排除します。計算機が刃当たりのチップロードを要求する場合は、実行する予定の IPR を 2 で割ってから入力してください。

計算機が期待する表面速度の選択

電卓の性能は、入力した SFM 値によって決まります。ハイスドリルのカタログ番号は超硬ソリッドには反映されません。超硬はおよそ 2 ～ 3 倍の切削速度を持続するため、HSS ベースのエントリーでは超硬工具がその効率範囲をはるかに下回って動作し、糸状の切りくずが発生し、工具の設計よりも長いサイクル時間が発生します。以下の範囲は、フラッド冷却剤またはスルーツール冷却剤を使用する剛性 CNC 機械でのコーティングされた超硬ソリッド ツイスト ドリルの現実的な開始点です。彼らは意図的に保守的です。習慣ではなく、チップの動作から調整します。

フィード列をターゲットではなくバンドとして扱います。ドリルコアの剛性が高く、フルートがより多くの切りくずを運ぶため、直径が大きいほどハイエンドに近づきます。小さな直径は下端に属します。軽量ミルまたは長くて薄い部品では、両方の数値を約 4 分の 1 に切り戻し、上向きに作業します。

コピーできる実際の例

例 1: 6061-T6 アルミニウム製の 0.500 インチのコーティングされた超硬ドリル。 400 SFM では、RPM = (400 × 3.82) / 0.500 ≈ 3,050 RPM となります。アルミニウム バンドから 0.010 IPR を選択します。フィード = 3,050 × 0.010 ≈ 30 IPM。フラッドクーラントを備えたリジッドマシニングセンターでは、汎用超硬ソリッドツイストドリルは次の数値をすべてシフトロングで実行します。

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例 2: 304 ステンレス製の 12 mm 超硬ドリル。 RPM = (60 × 1,000) / (π × 12) ≈ 1,590 RPM;送り = 1,590 × 0.15 ≒ 240 mm/min、約 9.4 IPM。回転あたりの送りは安定しているにもかかわらず、切削速度がアルミニウムの場合よりも大幅に低いことに注目してください (120 m/分以上に対して約 60 m/分)。ステンレスは自信に報います。送りを躊躇すると表面が硬くなり、エッジが傷みます。

例 3: 約 300 HB の 4140 合金鋼の 0.250 インチ超硬ドリル。 220 SFM では、RPM = (220 × 3.82) / 0.250 ≈ 3,360 RPM。 0.004 IPR、フィード ≈ 13 IPM で。ドリルがスピンドルから遠くに張り出している場合、または部品が高い万力でクランプされている場合は、最初に送りを半分にし、切りくずが適切に見えたら送りを元に戻します。

電卓が自動的に行ってくれない修正

すべての計算機は、堅固なセットアップ、刃先に到達するクーラント、直径の約 4 倍以下の穴の深さなど、理想的な条件を想定しています。実際の穴は手動で修正する必要があり、そのうちの 4 つは常に発生します。

深穴と切りくず排出

約 4×D を超えると、熱ではなくチップのパッキングが制限要因になります。送りを 20 ～ 30% 削減し、機械にスルーツールクーラントがない場合はリトラクト動作をプログラムして切りくずを破壊します。8×D 以降の場合は専用の深穴形状に切り替えます。その溝の輪郭と先端の構造は、2 つの遺跡を両方とも同じように扱う標準的なドリルとは十分に異なります。パイロット穴がメインドリルの前にある場合は、次の手順に従ってウェブを通過できるサイズにします。 下穴のサイジング方法 これは超硬工具の選択にも当てはまります。

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先端角、推力、送りの安定性

計算機はポイント角度を認識しません。 135° のスプリット ポイントはセルフセンタリングを行い、著しく低い推力で切削します。これにより、剛性の低い機械でも計算された送りを保持することができます。従来の 118° ポイントはより強力にプッシュし、スポットドリルスタートの恩恵を受けます。多くの超硬ドリルは、安定した低推力の進入のために 140° ポイントで差を分割します。各形状が超硬エッジを保護する場合を含むトレードオフは、次のように分類されます。 118° vs. 135° ドリル先端角度ガイド .

ステンレスの加工硬化

304 や 316 などのオーステナイト系グレードは、軽くこすって切断すると硬化します。計算された送りを穴を通して一定に保ち、絶対に突破口に留まらず、硬化層に再び入るような浅いペックの後退を避けてください。形状は数値と同じくらい役に立ちます。ステンレス用に特別に研磨されたドリルは、研磨されたフルートと、次のような適度な表面速度できれいにせん断するポイントを備えています。

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成果を静かに歪める 5 つの間違い

1. 超硬工具の HSS 表面速度を入力します。計算は完璧です。入力すると、ツールの機能の大部分が未使用のままになります。
2. 回転あたりの送りと刃あたりの送りを混同します。意図した IPR の半分で動作するドリルは、ハサミの代わりに摩擦します。これは、加工硬化ステンレスや欠けたマージンを生成する最速のルートです。
3. 刃径ではなくシャンクサイズなど、間違った径を使用している。 #7 ドリルのサイズは 0.1875 インチではなく 0.201 インチで、電卓は入力した内容を忠実に計算します。
4. ミキシングユニットシステム。インチ定数は 3.82 です。計量定数は 1,000/π です。メートル単位の切削速度にインチ定数を適用すると、RPM が 80 分の 1 以上低く表示されます。
5. 最初の出力を最終出力として扱います。薄くて糸状の切りくずは、送りが低すぎることを意味します。細かい粉、鳴き声、または煙がある場合は、速度が高すぎることを意味します。きつくカールしたチップが素材自体の色に近い場合は、近づいていることを意味します。

計算機の出力は出発点であり、仕様ではありません。当社が公表する超硬ソリッドドリルの切削値は、工具を製造するのと同じ多軸グラインダーで開発され、チタン構造物から自動車用アルミニウム、鋳鉄、金型鋼に至るまで、お客様が毎日機械加工する材料で検証されています。硬化ステンレスの深い穴やチタンの小径の穴の集合など、通常とは異なる作業の場合は、L/D 比、クーラント供給、機械の剛性について工具サプライヤーと短い会話をすることで、現場で試行錯誤するよりも多くの時間を節約できます。最初に数字を実行し、それからチップに数字を確認させます。