フライス加工 テーブル送り(vf)計算ツール
フライス加工におけるテーブル送り速度(vf)を、1刃当たり送り量・刃数・主軸回転速度から計算するツールです。トロコイド軌跡のリアルタイムアニメーションで切削の仕組みを視覚的に確認できます。
1刃送り(fz)・刃数(z)・回転速度(n)から vf = fz × z × n を計算。被削材別目安値表とトロコイド軌跡アニメーション付き。
※ トロコイド軌跡の模式図(上面図)。fzブラケットと vf = fz × z × n の計算式を表示。スケールは誇張しています。
使い方
- 「fz 1刃当たり送り」をスライダーまたは数値入力で設定します(0.01〜0.50 mm/t.)。
- 「z 刃数」ボタンでエンドミルの刃数を選択します(2〜8枚)。
- 「n 主軸回転速度」をスライダーまたは数値入力で設定します(200〜40,000 min⁻¹)。
- 右側の結果エリアに vf の計算結果がリアルタイムに表示されます。左側のトロコイド軌跡アニメーションで切削の様子も確認できます。
テーブル送り速度(vf)とは
テーブル送り速度(vf)は、フライス加工においてワーク(被削材)が1分間に送り方向へ移動する距離を表す指標です。単位は mm/min で表記し、NCプログラムの F コードで直接指令する値です。
vf は加工時間と加工能率に直結するパラメータです。vf が大きいほど加工時間は短縮されますが、各刃への負荷(fz)も連動して大きくなるため、工具寿命と仕上げ面品質とのバランスを考慮する必要があります。
vf は fz(1刃送り)× z(刃数)× n(回転速度)の積で求まります。つまり、工具カタログの推奨 fz と加工条件に応じた回転速度 n を決めれば、適切な vf を算出できます。
計算式と各変数の意味
vf は1刃当たり送り量(fz)に刃数(z)と主軸回転速度(n)を掛けることで求めます。
各変数の意味は以下のとおりです。
| 変数 | 単位 | 意味 |
|---|---|---|
| fz | mm/t. | 1刃当たり送り量 ── 1枚の刃が1回転で送り方向に進む距離 |
| vf | mm/min | テーブル送り速度 ── ワークが1分間に送り方向に移動する距離 |
| z | — | 刃数 ── エンドミルの切れ刃の枚数 |
| n | min⁻¹ | 主軸回転速度 ── エンドミルが1分間に回転する回数 |
この式を変形すると fz = vf / (z × n) となります。NC加工では F コードに vf を直接入力するため、このツールで適正な vf を事前に計算しておくとプログラム作成がスムーズです。
被削材別 vf の目安値
以下は超硬エンドミル(φ10 程度)を使用した場合の一般的な vf 目安値です。fz・刃数・回転速度の組み合わせにより変動します。
| 被削材 | vf 目安 [mm/min] |
|---|---|
| アルミ合金(A5052 等) | 200 – 2,000 |
| 炭素鋼(S45C 等) | 100 – 800 |
| ステンレス鋼(SUS304 等) | 50 – 400 |
| 鋳鉄(FC250 等) | 150 – 1,000 |
| チタン合金(Ti-6Al-4V 等) | 30 – 250 |
| 銅合金(C3604 等) | 150 – 1,200 |
※ 上記は超硬ソリッドエンドミル(φ10)での参考値です。工具径・コーティング・切込み条件によって大きく変わるため、必ず工具メーカーのカタログ推奨値を確認してください。
高送り加工用の特殊エンドミルでは、上記の数倍の vf を設定できる場合もあります。また、仕上げ加工では荒加工時の 30〜50% 程度に vf を下げるのが一般的です。
実際の加工条件例
本ツールを用いた代表的な計算例を3パターン紹介します。いずれも超硬ソリッドエンドミル(φ10)での条件です。
| 加工内容 | 被削材 | 工具径 | z | n [min⁻¹] | fz [mm/t.] | vf [mm/min] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| アルミ合金の側面加工 | A5052 | φ10 | 3 | 12,000 | 0.030 | 1,080 |
| 炭素鋼の溝加工(荒加工) | S45C | φ10 | 4 | 3,000 | 0.050 | 600 |
| ステンレス鋼の仕上げ加工 | SUS304 | φ10 | 4 | 2,000 | 0.040 | 320 |
アルミ合金は高送りでも安定した加工が可能で vf が大きくなります。ステンレス鋼は fz を低く抑える必要があるため、結果として vf も低くなります。
テーブル送り速度とサイクルタイム
NC加工で加工時間を左右する最大の要因が送り速度 vf です。直線切削区間の加工時間は単純に切削長 L を vf で割った値(L / vf)で決まるため、vf を 50% 上げればその区間の時間はおよそ 2/3 に短縮されます。
ただし vf だけを単独で上げると、fz が増大して工具負荷が変わります。切込み量 ap・ae とのバランスで工具のたわみや切削抵抗も変化するため、サイクルタイム短縮を狙う場合、fz を一定に保ったまま刃数 z や回転速度 n を上げて vf を稼ぐ方法もあります。
早送り区間(G00)は vf の影響を受けません。加工時間の内訳で早送り比率が大きい場合、vf の改善だけでは期待ほどの短縮にならないことがあります。サイクルタイムの内訳を分析してボトルネックを把握しておくと、改善の方向が見えやすくなります。
よくある質問
- vf(テーブル送り速度)とは?
- ワーク(被削材)が1分間に送り方向へ移動する距離のことです。vf = fz × z × n で計算し、NC加工の F コードに直接入力します。
- vf を上げすぎるとどうなる?
- 各刃への負荷(fz)が増大し、工具の折損やチッピング、仕上げ面粗さの悪化を招く可能性があります。機械の送り軸の推力限界にも注意が必要です。
- vf と fz の違いは?
- fz は「1刃が1回転で進む距離」、vf は「ワークが1分間に進む距離」です。vf = fz × z × n の関係にあり、fz は工具設計上の基本単位、vf は NC プログラムに指令する実用値です。
- このツールのアニメーションは何を表している?
- エンドミルの各刃先が描くトロコイド軌跡を上面図で表示しています。黄色のブラケットが隣接する刃の切削点間隔(=fz)を示しています。
- 回転速度 n はどう決める?
- 切削速度 Vc とカッタ径 D から n = 1000 × Vc / (π × D) で求めます。Vc は工具メーカーのカタログに被削材別の推奨値が掲載されています。
- 刃数が多い工具を使うと vf はどうなる?
- fz と n が同じなら、刃数 z が増えるほど vf は大きくなります。つまり刃数が多い工具は加工能率を高められますが、切りくずポケットが小さくなるため排出性には注意が必要です。
- vf が低すぎるとどうなる?
- fz が極端に小さくなり、切削ではなく摩擦(こすり)が主体になります。刃先温度が上昇して摩耗が加速し、構成刃先の発生や仕上げ面品質の低下を引き起こします。
フライス盤 fz計算ツール
テーブル送り速度から逆算して1刃当たり送り量(fz)を求めるツールです。加工条件の検証にご利用ください。
主軸回転速度(n)計算ツール
切削速度と工具径から主軸回転速度を求めるツールです。vf計算の入力値 n を決定する際にご利用ください。