1.旋削加工

1-1.切りくず断面積


 (mm2)

f:1回転当たりの送り (mm/rev)
  t:切り込み深さ (mm)

ex.

切込み t=3 mm
送り  f=0.4mm/rev

A=3*0.4=1.2 (mm2)

1-2.比切削抵抗の推定値
(単位MPa

材料

引張強さ

または硬さ

送り(mm/rev)

0.04

0.1

0.2

0.4

1.0

炭素鋼

σB 400MPa

3500

2900

2500

2120

1730

σB 600MPa

4300

3560

3000

2550

2120

σB 800MPa

5000

4100

3500

3000

2450

合金鋼

σB 1000MPa

5500

4500

3850

3300

2700

σB 1400MPa

6500

5300

4600

3950

3200

σB 1800MPa

8550

7000

6000

5100

4200

鋳鉄

HB 120

1850

1420

1180

970

750

HB 160

2600

2000

1660

1370

1050

HB 200

3400

2600

2150

1780

1370

アルミ合金

HB 80

1380

1150

970

830

680

アルミニウム

 

1070

890

750

650

530

  参考:機械材料と加工技術 / 技術評論社


1-3.切削接線分力(主分力)


Ft= κs・A (N)

  Κs:比切削抵抗(MPa)
  A:切りくず断面積 (mm2)

ex.

Ks=2550 (MPa)
A=1.2 (mm2)


Ft=2550*1.2
   =3060 (N)


1-4切削3分力


 

Ft:切削接線分力(主分力)
 Fn:切削半径分力(背分力)
 Ff:切削送り分力(アキシアル荷重)

参考:機械実用便覧/日本機会学会

ex.

Fn=3060*3/10
  =918 (N)


Ff=3060/10
  =306 (N)


1-5.切削トルク

 (N・mm)

 Ft:切削接線分力(主分力)(N)
 D :切削径 (N・mm)

ex.

Ft=3060 (N)
D=36 (mm)

T=1200*36/2
  =21600 (N・mm)
  =21.6 (N・m)


1-6.所要動力


 (W)

  Ft:切削接線分力(主分力) (N)
  V:切削速度 (注:m/s)
  η:機械効率 =0.7〜0.9

ex.

Ft=3060 (N)
V=120 (m/min)
  =2 (m/sec)

η=0.7

P=3060*2/0.7
  =8743 (W)
  =8.7 (kW)


 2.穴あけ(ドリル)加工

2-1 スラスト力


 (kgf)        

  HB:被削材ブリネル硬さ
  D:ドリル直径 (mm)
  F:送り速度 (mm/rev)

機械設計に際しては上式で求められた値の1.4倍を目安にする

参考:住友イゲタロイ

ex.

HB=229
D=20 (mm)
F=0.3 (mm/rev)

F=0.24*229*200.95*0.30.61
   =454 (kgf) =4449 (N)

F=454*1.4
 =635.6 (kgf)


2-2 所要動力


 (kW)       

  HB:被削材ブリネル硬さ
  D:ドリル直径 (mm)
  V:切削速度 (m/min)
  F:送り速度 (mm/rev)

機械設計に際しては上式で求められた値の1.6倍を目安にする

参考:住友イゲタロイ

ex.

HB=229
D=20 (mm)
V=30 (m/min)
F=0.3 (mm/rev)

P=229*200.68*301.27
   *0.30.59/36000
  =1.8 (kW)

P=1.8*1.6
 =2.9 (kW)

2-3 スラスト力

M.C.Show & C.J.Oxfordの式

 (kgf)

  HB:ブリネル硬さ (kgf/mm2)
  f:送り量 (mm/rev)
  d:ドリル直径 (mm)

参考:穴加工ハンドブック/切削油技術研究会

ex.

HB=229
f=0.3 (mm/rev)
d=20 (mm)

T=0.711*229*0.30.8*200.8
   +0.0022*229*202
  =884 (kgf)
  =8665 (N)


2-4 切削トルク


M.C.Show & C.J.Oxfordの式

 (kgf・cm)         

  HB:ブリネル硬さ (kgf/mm2)
  f:   送り量 (mm/rev)
  d:   ドリル直径 (mm)

参考:穴加工ハンドブック/切削油技術研究会

ex.

HB=229
f=0.3 (mm/rev)
d=20 (mm)

Md=0.317*229*0.30.8
   *201.8/10
   =609 (kgf・cm)
  =59.7 (N・m)

2-5切削スラストにもとづく動力


 (kW)

  N:回転数 (min-1)
  f:送り量 (mm/rev)
  T:切削スラスト (kgf)

参考:穴加工ハンドブック/切削油技術研究会

ex.

HB=229
f=0.3 (mm/rev)
d=20 (mm)

Md=0.317*229*0.30.8
   *201.8/10
   =609 (kgf・cm)
  =59.7 (N・m)


2-6切削トルクにもとづく動力


 (kW)

  N:回転数 (min-1)
  Md:切削トルク (kgf・cm)

参考:穴加工ハンドブック/切削油技術研究会

ex.

V=30 (m/min)
N=1000*30/(π*20)
  =447 (min-1)
Md=609 (kgf・cm)

Nm=609*447/97400
 
  =2.8 (kW)

3.タッピング加工

3-1 最大切削トルク


 (N・m)

  D:タップ外径 (mm)
  D0:下穴径  (mm)
  θ:ねじ山の半角  (°)  (30°)
  Kc:比切削抵抗 (N/mm2)
   K:補正係数

参考:OSG

ex.

D=10 (mm)
D0=8.5 (mm)
θ=30 (°)
Kc=3900
K=1.15

T=tan30/24000*3900*1.15
   *(10-8.5)2*(10+2*8.5)
  =6.55 (N・m)

3-2所要動力


 (kW)         

  N:必要回転数
  T:最大切削トルク(N・m)

機械設計に際しては上式で求められた値の4倍を目安にする

参考:OSG

ex.

V=18 (m/min)
N=1000*18/(π*10)
  =573 (min-1)
T=6.55 (N・m)

W=0.000104*573*6.55
  =0.39 (kW)

W=0.39*4
  =1.7 (kW)

4.主軸
4-1 必要主軸回転数


 (min-1                         

  V:切削速度(m/min)
  D:切削径 (mm)

ex.

V=120 (m/min)
D=20 (mm)

N=1000*120/(π*20)
  =1910 (min-1)

 
4-2出力とトルクの換算


 (W)                  

  T:トルク (Nm)
  N:回転数 (min-1

ex.

T=21.6 (N・m)
N=1910 (min-1)

P=2π/60*21.6*1910
  =4320 (W)
  =4.3 (kW)