CNC主軸回転数計算ツールとは?
この計算ツールは、フライス加工・旋削加工・穴あけ加工において、加工材料の推奨切削速度と、工具または工作物の直径をもとに、最適な主軸回転数(RPM)を求めるものです。適切な回転数を選ぶことは、加工工程のなかでも特に重要なポイントの一つ。工具の寿命を守り、仕上げ面の品質を高め、主軸や材料の過熱を防ぐ効果があります。
なお、この計算式はインチ・SFM(フィート毎分)を基準としたヤード・ポンド法(インペリアル単位)に対応しています。日本国内でメートル法(m/min・mm)を使う場合は、後述のメートル法の式をご利用ください。
使い方
入力するのは2つの値だけです。1つ目は切削速度(SFM=表面フィート毎分)で、これは加工材料と工具の組み合わせに応じた切削条件表(ツーリングチャート)から読み取るのが一般的です。2つ目は工具径(インチ)です。値を入力すると、主軸回転数(RPM)が即座に表示されます。フライス加工や穴あけ加工では工具の直径を、旋盤での旋削加工では工作物の直径を入力してください。
計算式の解説
この式は、直線的な周速度を回転速度へ変換することで導かれます。
$$\text{RPM} = \frac{12 \times \text{Cutting Speed (SFM)}}{\pi \times \text{Tool Diameter (in)}}$$まずSFMに12を掛けてフィートをインチに換算し、それを工具の円周(\(\pi \times D\):単位インチ)で割ります。こうして得られるのが、目標とする切削周速度を実現するために必要な1分間あたりの回転数(RPM)です。
計算例
例えば、推奨切削速度が300 SFMのアルミニウムを、直径0.5インチのエンドミルでフライス加工する場合を考えてみましょう。$$\text{RPM} = \frac{300 \times 12}{\pi \times 0.5} = \frac{3600}{1.5708} \approx 2{,}292 \text{ RPM}$$となります。主軸を約2,300 RPMに設定し、そこからチップロード(1刃あたりの送り量)や仕上がり具合を見ながら微調整するとよいでしょう。
よくある質問(FAQ)
SFMとは何ですか? SFM(表面フィート毎分)とは、切れ刃が材料の表面を移動する直線的な速度のことです。材料と工具の組み合わせによって決まる値で、切削条件表に記載されています。
なぜ π × 直径 で割るのですか? \(\pi \times D\) は工具の円周にあたるためです。直線速度を円周で割ることで、1分間あたりに何回転するかが求められます。
メートル法でも使えますか? このバージョンはインチとSFM(ヤード・ポンド法)を使用しています。メートル法で計算する場合は、\(\text{RPM} = \frac{1000 \times V_c}{\pi \times D}\) を使ってください。ここでVcは切削速度(m/min)、Dは工具径(mm)です。