ツーリングのスピンドル回転数制限について

ふう
突き出し長くったって
心が出てれば回るよ
ってことなんだが

30000rpmだって回りますよ

突き出し100でR2のボール30000rpmで回し加工は普通にしてましたよhttp://www.sodick.co.jp/product/machining/hs430l.html#FEATURE



その言い回しだと
突き出しが長い　＝　高回転回らない　と言ってるも同然です

問題になってるのはバランスと高回転
バランス崩れていれば突き出し短くても壊れるよ


そして高回転による自己崩壊も考えないとね

お礼

2012/04/21 08:15

ご回答ありがとうございます。
加工条件はやっぱり奥が深い・・・

質問者

揚げ足を取るわけではないですが...

＞では質問者の16000rpmは
＞PI()*20*16000/1000＝10054m/minとなります

計算間違い　上記の場合切削族度vc1,005m/min
となります。


＞こんな早い周速使いません
＞ここがぼろくそ言われた理由（加工知らないでしょ）

流石にvc10,0054m/minは常用で使用することは無謀であるが、
実験研究レベルでは実現しています。
（φ50で64,000min-1＝vc10,048m/minを聞いたことがあります）

また、アルミの加工であれば、
・φ25の超硬ソリッドエンドミルで30,000min-1 → vc2,355m/min
・φ50の刃先交換式カッタで30,000min-1 →　vc4,710m/min
といった恐ろしい切削加工が日常的に行われています。


また、刃先交換式のcBNボールエンドミル+超硬シャンクであれば、
鋳鉄の仕上げ加工において16,000min-1は十分あり得る回転速度です。
ここで問題になるのはやはり突き出し長さであり、これは実機で
適否を確認することが肝要と考えます。

書き間違いしました

誤）流石にvc10,0054m/minは常用で使用することは無謀であるが
正）流石にvc10,005m/minは常用で使用することは無謀であるが

失礼いたしました。

＞コスト削減を求められる世の中。
＞このような条件が主流となってくるのでしょうか・・・

上記例は些かエキセントリックかもしれません。
航空機のアルミ部品加工は、素材からの削りだしなので、
超高回転速度による超高能率加工が不可欠です。

一方で、素材のニアネットシェープ化も進み、さらに工作
機械の省エネ化も注目されていると感じています。
マシニングセンタ主軸の高回転速度化や高出力化も一息つい
ているかと。

わざと怪しい文章を認める回答者さんには一寸苛っとさせられます。

お礼

2012/02/05 21:31

ご回答ありがとうございます。
すごい条件ですね・・・
一度見てみたい。
コスト削減を求められる世の中。
このような条件が主流となってくるのでしょうか・・・

質問者

>>※ＣＤをぶん回すときにバランスはとってあるのかな？？

振れによる破壊ではなく遠心力に取る破壊


周速の一例


>>ホルダー自体は3万回転OKだし。シャンクや突出しに対しての
ここの疑問についての回答

ウイルス引っ掛かる前に読んだもの
地球の回転数って知ってますか
1RPDAYです

1日一回転です
RPMになおすと
1/24/60=0.000694444rpmです
非常に遅いと思うと思う人もいますが


これを周速に直すと別です

地球の半径は6,378,137m
赤道の周長は40075km
24時間で一回転なので
1669.791km/hです
とても速いですね

地球は球形なので
極点から1km（わかりやすく）の場合
周長は3.14km
です
速度は
0.13km/hになります

おなじ回転数でも
周速は径によって変わります




さて、工具メーカが出している加工条件は
周速で出しています

オペレータは工具径から回転数を求めます

樹脂あたりで300m/min　～600m/min
で
φ20φの工具では
1000*300/(PI()*20)=4774.648293rpm
です


http://www1.ocn.ne.jp/~fukono/mcservice/sesaku.html


では質問者の16000rpmは
PI()*20*16000/1000＝10054m/minとなります

こんな早い周速使いません
ここがぼろくそ言われた理由（加工知らないでしょ）


振れについてはちゃんと出せばいいので
かりにちゃんと出したら
16000rpmで回してもいいことになってしまいます

>>ホルダー自体は3万回転OKだし
http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/cutting_tool/ct_4_2.html

超鋼での加工条件100m/minに仮定すると
φ20で
1000*100/(PI()*20)=1591.549431rpm　（実際にはコーティングとか様々されて3000RPMぐらいが主流だと思う）
です


φ10　で　3000rpm
φ5　で　6000rpm
です

ではもっと小さい径ではどうでしょう
φ1で30000rpmです

↑周速は（ほぼ）一定です



>>ホルダー自体は3万回転OKだし

微細加工では
φ1のエンドミルをつかうこともあるので
もちろん3万rpmでも回せる仕様になってます

お呼びがあったようなので　回答 4)再出です。
別に読み飛ばしていた訳ではございません。

＞先端チップタイプの超硬シャンク

　この刃物が良く分からなかった・・・

ボーリングのバイトならホルダーが？

超硬シャンクのチップ式エンドミルか？
ならば16.000rpmで破損も単純に回転だけでの問題でも無いのでは？

加工中の負荷で破損なら納得もできようが


突き出し長さに関しては下記のURLに長い軸のスピンドルがある

http://www.aundesu.jp/employee/index.php?action_employee_article002=true

★突き出し長さ 600mm　軸径 40mm 回転数 約8.000rpm

材質は吟味してあるが、それほど特別な素材ではありません。
振れ精度や共振には細心の注意が払われるが実際の加工は見事なもの
対象ワークは工作機械のスピンドル内径加工
他社ではトンボして両側からの加工後ホーニング仕上げの工程を
片側から内研

定説・常識を持ち出せば旋盤のボーリングと同じく径の５倍までが安定領域と言われるが

現実に作った者勝ち

この会社の社長とお話して 目から鱗がぼろぼろと落ちた思いをしました。
物造りに対する拘りは別格に値する。


ちなみに
内研の砥石軸用モーター2.2Kw-2p　このモーターで
平ベルト用アルミプーリー φ270(60Hz用)を回転させる

270*3.14*3100/1000/60→43.8m/s(2.628m/min)

アンバラスでなければ回転や突き出し長さだけで容易には壊れません

今回の 超硬 φ20だと
20*3.14*16000/1000/60→16.8m/s(1.008m/min)

間違いなく ホルダーのほうが先に限界がくる




※ＣＤをぶん回すときにバランスはとってあるのかな？？

海外出張していたので参戦が遅れました。

各々の回答者さんが色々なアプローチで回答されており素晴らしいです。
小生も昔々15,000回転でツールを吹っ飛ばして、同様の経験をしました。

先ずは回答(6)さんの書かれている通り、人的災害が無かったことが
何よりです。

＞主軸自体も変な音がするようになってしまいました

これは、事故により主軸ベアリングまたは主軸テーパが痛んだ可能性
が考えられます。現象が酷くなるようであれば、残念ながらメーカに
判断してもらった方が良いでしょう。


さて、ツールホルダや切削工具に記載されている許容最高回転速度
は、単体でアンバランスの無い理想的な状態における値と考えて下
さい。

ツールホルダに切削工具を取り付けたときのアンバランスや突き出し
長の影響、ツールホルダ+切削工具を機械主軸に取り付けたときの回転
系全体のアンバランスを考慮すると、許容回転速度は自ずとメーカの
記載する許容値よりも低くなります。
また、マシニングセンタのツールホルダと切削工具は、加工していない
状態では片持ちになりますので、他の回答者さんがご指摘されている
通り、特に突き出しが長い場合は、遠心力の影響で大きな振動を生じ
る恐れがあります。
BT40ですと、主軸のツールホルダ把握力もそれほど大きくないので影響
を受けやすいと考えます。

また、機械構造物には固有振動数が存在しており、ツールホルダ+切削工
具の質量やゲージラインからの突き出し長によって、変化します。
時には、主軸の仕様回転速度内に固有振動数が生じることもあり、この
場合、共振現象により、大きな振動が生じます。


質問者さんは、回転速度による危険を身を以て体験されたので、これか
らは使用される工具の使用回転速度に応じて、適否をチェックされる
ことをお勧めします（低い回転速度から徐々に回転速度を上げて振動や
騒音を確認します）。


なお、航空機アルミ部品加工業界では、20,000回転以上+長い突き出し
でφ50のカッタを使ったりしますが、ツールホルダ+カッタでバランス
を調整しています（つりあい良さの規格でG2.5～G6.3が目安）。
時には、機械主軸に取り付けた状態で、さらにバランスを調整します。
超高回転速度では、主軸に取り付けた時の求心性が優れるHSKインター
フェースを用いることが主流です。


長文をお許しください。

お礼

2012/02/04 21:41

ご回答ありがとうございます。
確かに、以前　大きな工具でも2万回転くらい回して、
ガンガン加工しているデモ加工を見たことがありました。
アンバランスな状態で高回転にすれば大きな遠心力がかかることは良くわかります。
ですが、実際にそういった事（大径工具の高回転）が可能なんだーという気持ちがどこかにあったのかもしれません。

やはり、バランスを整えるなどの条件を付加してやっていたのかなー。って思います。

質問者