1 分あたりの表面フィート数 (SFM) は、作業面からの材料除去速度が速いか遅いかを機械に伝えます。CNC オペレーターとエンジニアは、この用語をスピンドル ヘッドの速度とも認識しており、これはワークピースを成形するために歯がチップを形成する速さを意味します。
CNC SFM パラメータは、表面ミリメートル/分 (SMM) と呼ばれるミリメートル形式でも表されます。機械加工における SMM または SFM の計算と最適化は、高速で正確な製造に不可欠です。
さらに、SFM の概念、計算、そして CNC 加工操作において SFM がなぜそれほど重要なのかについても説明します。
切断速度と SFM は同じパラメータですか?
機械加工における切削速度と SFM は、どちらも大まかに同じことを扱いますが、数学的には完全に同じではありません。これらは材料除去速度を指定します。SFM は、工具の刃先がワークピースの表面を移動する速度で計算しますが、切削速度は、切削工具が材料を通過する速度 (インチ/分またはメートル/分) です。
SFMコンセプトの概略図
さらに、機械加工におけるSFMは、あらゆる加工物の最適な切削速度に関する明確な情報を提供します。 CNC機械加工プロセスエンジニアとオペレーターは、加工特性とワーク材質に基づいて最適なスピンドル RPM を見つけるために SFM を活用しています。
SFM を RPM に変換する
CNC 加工では、SFM と RPM は相互に関連する用語です。表面フィート/メートルの値は、数式によってスピンドル RPM (移動するツールまたはワークが回転する速度) に変換できます。
RPM = SFM / (カッター直径 x π)
または、SFM = RPM x カッター直径 x π
(注: ここでは、カッターの直径はフィート単位です。インチ単位の場合は、カッターの直径を 12 で割る必要があります。)
さらに、SFM と RPM の関係から、カッターの直径が式を定義する主な要因であることがわかります。
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機械加工における SFM とは何ですか?
SFM は、提供されたツール移動入力に基づいて CNC マシンで計算されます。このパラメータは、1 分間に加工される単位フィートの量を示します。回転要素 (ツールまたはワークピース) の直径も加工プロセスに影響するため、SFM は計算中に回転直径を考慮します。
マシンが単一のワークピースで複数の CNC 操作を実行する必要がある場合、混乱が生じる可能性があります。ツールのバリエーションを使用すると、どの CNC プロセスとツールが使用されるかを考慮する必要があるため、SFM の計算がさらに難しくなります。
機械加工プロセスで毎分の表面フィートを計算する方法は?
機械加工におけるSFMの計算
計算の基本式 CNC SFM値 旋盤、フライス加工、ルーティング、その他のプロセスのいずれを使用する場合でも、RPM と切削工具の直径との関係です。
重要な点は、最初に二次パラメータである RPM とカッター直径 (D) を特定する必要があることです。次に、次の式で計算できます。
毎分表面フィート数 (SFM) = (RPM x カッター直径 x π)/12 インチ (⌀ がインチの場合)
この SFM 値は、1 分あたりの表面メートルと 1 分あたりの表面ミリメートルに変換できます。
以下の表は、SFM を他の単位に変換する方法、およびその逆の方法を示しています。
| から変換 | に | 式 |
| SFM (フィート/分) | ミリメートル/分 | mm/分 = SFM × 304.8 |
| SFM (フィート/分) | m / min | m/分 = SFM × 0.3048 |
| ミリメートル/分 | SFM (フィート/分) | SFM = mm/分 ÷ 304.8 |
| m / min | SFM (フィート/分) | SFM = m/分 ÷ 0.3048 |
| ミリメートル/分 | m / min | m/分 = mm/分 ÷ 1000 |
| m / min | ミリメートル/分 | mm/分 = m/分 × 1000 |
CNC SFM計算の例
例として、スピンドル速度 2000 RPM、エンドミル径 0.5 インチの CNC フライス加工の計算を見てみましょう。
ここで、SFM = RPM x カッター直径 x π / 12 ( 1ft=12 “ は “ /ft” 係数として)
= (2000 x 0.5” x 3.14)/12
= 261.67 フィート/分
したがって、この加工プロセスのカッティングヘッド速度または SFM は 261.67 フィート/分です。これをさらにメートル/分に変換する必要がある場合は、SFM × 0.3048 = 79.75 ~ 80 メートル/分となります。
さらに、「SFM計算用Excelシートここでは、入力を受け取るためのフォーマットされた構造があり、対応する SFM を提供します。
CNC加工におけるSFMの重要性
CNC加工におけるSFMは、カッター刃が加工面上でどれだけ速く移動するかを制御するため、除去率に直接影響します。 CNC加工公差、仕上げ品質、摩擦と熱の発生、および工具の摩耗。SFM 値が遅すぎるか高すぎると、加工結果に影響します。
熱の蓄積を抑える
過度の摩擦によるCNCツールの加熱
CNC SFM が高すぎると、カッターの歯が材料に噛み合って急速にチップが形成されますが、問題は熱の発生です。カッターと作業面の摩擦が大きいと、より多くの熱が発生し、加工領域での熱の蓄積が増加します。したがって、最適な SFM は最高の加工速度を提供します。
工具寿命
あらゆる加工作業に最適化されたSFMがなければ、工具は時間の経過とともに鈍くなり、頻繁に工具を交換する必要があります。 CNC精密加工さらに、高速回転により工具の摩耗も急速に進みます。
表面仕上げ品質
CNC機械加工仕上げ
機械加工における SFM が低すぎる場合も高すぎる場合も、機械加工後の表面仕上げには悪影響を及ぼします。低速ではカッターの刃先がワークピースに擦れ、高速では表面が粗くなる傾向があります。
加工効率
材料の種類と工具に基づいて最適な SFM を使用すると、効率的な材料除去により加工効率が最大化されます。
ワークピースの材質は SFM にどのように影響しますか?
推奨されるSFMおよびCNC材料
SFM 値も材料の種類によって異なります。これは、ワーク材料に基づいて RPM 速度が異なるためです。アルミニウムなどの柔らかく機械加工性の高い材料は SFM 値が高くなりますが、より硬い材料では SFM 値は継続的に低下します。
以下の表は、一般的な CNC 加工材料の典型的な SFM 範囲を示しています。
| 材料 | 推奨SFM |
| アルミ | 600〜1000フィート/分 |
| 真鍮 | 300〜600フィート/分 |
| 銅 | 200〜400フィート/分 |
| プラスチック | 300〜600フィート/分 |
| チタン | 50〜100フィート/分 |
| ステンレス鋼 | 50〜100フィート/分 |
| 鋳鉄 | 50〜150フィート/分 |
| 工具鋼 | 30〜50フィート/分 |
ミリングSFMチャート
フライス加工 SFM チャートは、作業者がワークの材質とカッターのサイズに基づいて適切な SFM 値を選択するために使用するツールまたは体系的な表です。
以下は、対応するエンド ミルのサイズに対応する ft/min を示す、一般的なミリング SFM チャートです。
SFMミリングチャート
ミリング SFM チャートの使用方法
- 作業材料の種類を決定し、表の最初の列から識別します。
- 操作に使用するカッター材質 (HSS、超硬合金、コバルトなど) と送り (1/16 インチ、1/18 インチ/歯など) を選択します。
- CNC 操作に最適なスピンドル RPM を選択します。
- 上記の識別に基づいて、対応する SFM 値を探します。
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まとめ
全体として、機械加工における SFM は、フライス加工、旋削、タッピングなどの材料除去に最適なスピンドル RPM を提供します。これにより、オペレーターとエンジニアは、ツール寿命と加工速度を損なうことなく、精密な部品を作成できます。さらに、表面粗さのレベルと熱発生も決定します。
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よくあるご質問
機械加工における送り速度は SFM と同じですか?
送り速度は、工具が 1 回転または 1 単位時間あたりに進む距離を測定します。一方、SFM は、歯のエッジがワークピースの表面に接触する直線速度です。
SFM と Spindle RPM の違いは何ですか?
SFM は回転速度ではなく、ワークピース全体の切断面に関するものです。
SFM を RPM に変換するにはどうすればいいですか?
SDMとRPMの数学的関係を利用してSFMを変換または計算することができます。
SFM は旋削とフライス加工で異なりますか?
はい、工具の動きと材料のかみ合いの違いにより、旋削とフライス加工では SFM が異なります。