CNC 切削条件(送り・回転数)— 完全実務ガイド

Q: CNC 切削条件(送り・回転数)の算出式は何ですか?

2 つの算出式。 RPM = (3.82 × SFM) ÷ 工具直径(インチ)、メートル法では n = (1000 × V c ) ÷ (π × D)。 送り速度 = RPM × 刃数 × 刃あたり送り。SFM(または m/min の V c )と 刃あたり送りは被削材から決まります ― 本ページの材料別 Vc テーブルと直径別 fz テーブルを参照してください。3.82 という定数は 12 ÷ π に由来します。

Q: 切削条件計算機が非常に高い数値を出すのはなぜですか?

理想条件を仮定しているためです ― 剛性ある機械、完全な工具ホルダー、主軸貫通切削油、全工具噛み合い、新品コーティング。実際の機械、特に古いまたは軽量な VMC はその数値を保持できません。コミュニティの经验則は、計算値の 約 80% で開始し、浅い切込深さで切削音を聴きながら上げることです。計算機は開始点であって命令ではありません。

Q: 1/2 インチのエンドミルにはどの 刃あたり送りを使うべきですか?

開始点として工具直径のおよそ 1–3% 、硬い材料ではそれ以下。1/2″ 超硬エンドミルではおよそ:アルミニウム 0.004–0.008″/tooth、鋼 0.0025–0.005″、ステンレス 0.002–0.004″、チタン/Inconel 0.0015–0.003″。直径と材料別の完全な内訳は本ページの 刃あたり送りテーブルを参照してください。

Q: 工具が切削する代わりに擦るのはなぜですか?

刃あたり送りが低すぎます ― 刃あたり約 0.0003″ (0.008 mm) を下回ると、刃先が材料に貫入できず、表面を磨き始めます。摩擦が急上昇し、ステンレス/Inconel が加工硬化し、刃を破壊します。修正は通常さらに遅くすることではありません:RPM と 送りを一緒に下げて 刃あたり送りを擦り閾値より上に保つ、または 刃あたりに必要な材料が少ない小径工具を使用します。

Q: アルミニウム vs 鋼 vs ステンレスに対してどの SFM を実行すべきですか?

超硬エンドミルで安定条件下: アルミニウム 6061/7075 約 600–3000+ SFM 、 鋼 1018/1045 約 300–900 SFM 、 ステンレス 304/316 約 200–500 SFM 、 チタン約 150–300 SFM 、 Inconel 718 約 80–200 SFM 。広い範囲は硬度、合金含有量、コーティングの差を反映しています。必ず工具メーカーデータシートで確認してください。

Q: ラジアルチップシニングとは何ですか?なぜ重要ですか?

ラジアル切込量が工具直径の 50% 未満のとき ― 側面切削では通常のケース ― 実際の切りくず厚さはプログラムされた 刃あたり送りより薄くなります。切りくずを切削範囲に保つため、プログラムされた送りを約 √(D ÷ 2ae) の係数で 増やす 必要があります。ae = D の 10% で係数は約 2.2×。Fusion 360 や Mastercam などの CAM システムはこれを自動で適用します;手書き G コードは適用しないため、幅広切削が工具を破損することがよくあります。

Q: CNC フライス加工のびびりを止めるにはどうすればよいですか?

びびりは主軸回転数、工具突き出し長、被削材剛性の相互作用によって駆動される自励振動です。効果順の修正:(1) 工具突き出し長を直径の 3× 以下に減らす;(2) 高調波ローブを破壊する可変ヘリックスエンドミルを使用;(3) 主軸 RPM を変更して安定性線図の安定ローブを見つける;(4) ダイナミックミル加工ではラジアル噛み合い(ae)を減らし、アクシアル(ap)を増やす;(5) ワーク固定剛性を改善。突き出し長に対処せず送りを減らしても通常は効果ありません。

切削条件はあらゆる加工フォーラムで最も多く尋ねられる質問であり、最も誤解されている数字が「刃あたり送り(fz)」です。本ページでは、算出式、材料別テーブル、そして ― さらに重要なことに ― 正しい計算を工具破損に変える 6 つの間違いを解説します。

実例:正しい計算でも工具が折れたケース

新人プログラマーが 6061 アルミニウム中の 1/2″ 4 枚刃超硬エンドミルに対して切削条件を計算します。教科書では 800 SFM、刃あたり送り 0.005″ とされています。RPM = (3.82 × 800) / 0.5 = 6112 となり、送り = 6112 × 4 × 0.005 = 122 IPM となります。数字は教科書通りです。工具は 2 パス目で折れます。

何が悪かったのか?計算は正しかったが、適用が間違っていました ― 全幅切削(ae = 12.7 mm)、全深さ(ap = 25 mm)、6″ 工具突き出し長の Haas VMC 上。刃あたり送りは刃ごとに正しかったが、ラジアルチップシニング、工具たわみ、そしてセットアップの剛性が算式に含まれていませんでした。これが「切削条件」があらゆる加工フォーラムで繰り返し話題になる理由です ― 算出式は単純だが、適用は決して単純ではない。

ドラフト注記(Sinbo レビュー保留) 本ページのパラメータ範囲、パーセンテージ、ケースパターンは、公開フォーラムでの議論(r/Machinists、Practical Machinist)および標準的な切削参考资料(Machinery's Handbook、Sandvik Coromant アプリケーションノート)から合成したものであり、Sinbo の内部パラメータデータベースに基づくものではありません。Sinbo エンジニアは、本ページが量産翻訳に進む前に、説明用の数値を実作業場のデータに置き換えてください。

2 つの数字 ― 回転数と送り

「切削条件」は同時に計算しなければならない 2 つの独立したパラメータの略語です:

パラメータ	制御するもの	高すぎ	低すぎ
回転数(RPM、切削速度 Vc / SFM から算出)	刃先の発熱、工具摩耗速度、仕上げ面粗さ	急速な逃げ面摩耗、刃先の塑性変形、アルミニウムの構成刃先	加工硬化(ステンレス、Inconel)、擦り、仕上げ不良、工具寿命短縮
送り(IPM / mm/min、刃あたり送り fz から算出)	切りくず厚さ、切削力、MRR	びびり、刃欠け、チップ欠損、エンドミル折損	擦り(工具が切削せず磨耗する)、加工硬化、工具焼損

自明でない洞察:遅すぎても速すぎても同じくらい悪い。低すぎる送りは工具を切削ではなく擦らせ、特にステンレスと Inconel で表面を加工硬化させ、刃を破壊します。初心者の破損の大半は送りすぎではなく送り不足が原因です。

算出式(インチとメートル)

インチ(US):RPM = (3.82 × SFM) ÷ 工具直径(インチ)
送り(IPM) = RPM × 刃数 × 刃あたり送り(in/tooth)

3.82 という定数は 12 ÷ π に由来 ― 表面フィート/分をインチ測定直径の回転数に変換する。

メートル:n (RPM) = (1000 × V_c) ÷ (π × D)V_f (mm/min) = n × z × f_z

V_c は m/min、D は mm、z = 刃数、f_z = 一刃あたり送り(mm)。

計算例(6061 アルミニウム、1/2″ 3 枚刃超硬エンドミル)。 後述のテーブルから:Vc = 1000 SFM、fz = 0.006″。RPM = (3.82 × 1000) / 0.5 = 7640 RPM。送り = 7640 × 3 × 0.006 = 137 IPM。さて、最初のパスはこの数字の 80%で開始:約 6100 RPM、約 110 IPM、浅い切り込み、切削音を聴き、それから上げていく。

切削速度(Vc / SFM)材料別 ― ISO 513 グループ

ISO 513:2012 はすべての被削材を 6 つのグループに分類し、それぞれ切削工具の包装に色分けされています。下記の Vc 範囲は安定したフライス条件での超硬エンドミル用;HSS 工具は約 5–10× 遅くなります。

ISO グループ	色	材料	Vc (SFM)	Vc (m/min)
P	青	鋼:1018、1045、4140、A36、焼ならし工具鋼	300–900	90–275
M	黄	ステンレス:304、316、17-4PH(溶体化処理)、二相	200–500	60–150
K	赤	鋳鉄:ねずみ、球状、黒鉛可鍛	250–800	75–245
N	緑	非鉄:6061/7075 アルミニウム、銅、黄銅	600–3000+	180–900+
S	茶	超合金:チタン Gr 2/5、Inconel 718、Hastelloy	80–300	25–90
H	白/灰	高硬度材料:>45 HRC の焼入鋼、硬質鋳鉄	150–500(セラミックはさらに高)	45–150

以下に対して照合済み:ISO 513:2012、Sandvik Coromant Metalcutting Technical Guide、Kennametal 切削条件計算機、Machining Doctor 材料データシート、Machinery's Handbook 第 31 版。範囲が広いのは、各グループ内でも硬度、合金含有量、熱処理状態、工具コーティングによって推奨 Vc が 2× 以上変動するためです。必ず切削工具メーカーのデータシートで特定のグレードを確認してください。

刃あたり送り(f_z)― 最も誤解されている数字

刃あたり送りは、各刃が実際に除去する切りくずの厚さで、インチまたは mm/刃で測定されます。送り速度ではありません。送り速度は刃あたり送り × RPM × 刃数です。この 2 つは絶えず混同されており、その混乱が間違った RPM よりも多くの工具を壊します。

工具直径	アルミニウム (N)	鋼 (P)	ステンレス (M)	チタン / Inconel (S)
1/8″ (3 mm)	0.0006–0.0015	0.0004–0.0010	0.0003–0.0008	0.0002–0.0006
1/4″ (6 mm)	0.0020–0.0040	0.0012–0.0025	0.0010–0.0020	0.0006–0.0015
1/2″ (12 mm)	0.0040–0.0080	0.0025–0.0050	0.0020–0.0040	0.0015–0.0030
3/4″ (20 mm)	0.0060–0.0120	0.0040–0.0080	0.0030–0.0060	0.0020–0.0045
1″ (25 mm)	0.0080–0.0160	0.0050–0.0100	0.0040–0.0080	0.0030–0.0060

工場で広く使われる開始点:刃あたり送りは工具直径のおよそ 1–3% がアルミニウム、硬い材料ではそれ以下。2 枚刃は高めの刃あたり送りを取れる;4 枚刃は低めの刃あたり送りだが高い総送り速度を取れる。

刃あたり送りが低すぎる罠。 刃あたり送りが約 0.0003″ (0.008 mm) を下回ると、工具は切削を止め擦りを始めます ― 表面を切りくず形成ではなく磨耗します。摩擦が急上昇し、刃が過熱し、ステンレスや Inconel では加工硬化層が形成されます。次のパスはより硬い材料を切削し、摩耗を加速します。これが「安全のため遅くする」が事態を悪化させることが多い理由です。

正しい計算を工具破損に変える 6 つの間違い

#	間違い	何が起きるか	修正
1	刃あたり送りが低すぎる(「安全のため遅くする」)	擦り、加工硬化、刃焼損、そして破損	最小 fz を約 0.0003″ 維持。RPM と送りを一緒に下げる、送りのみ決して下げない。
2	ae < 直径の 30% の時にラジアルチップシニングを無視	実際の切りくずがプログラム fz より薄い;擦りが再発	<30% の幅で側面切削する時、fz を増やす(チップシニング係数)。
3	工具突き出し長が大きすぎる	工具が撓み、切削背面を擦り、びびり、折損	突き出し長を鋼で ≤ 3× 直径、アルミニウムで 4× 直径に保つ。長い突き出しには大径シャンクまたはネック付き工具を使用。
4	計算機を gospel として扱う	計算機が「理想」値を出す;実機がそれを保持できない(剛性、ホルダー振れ、切削油)	計算値のおよそ 80% で開始、浅い切り込み、切削音を聴きながら上げる。
5	材料に対して間違った工具(例:アルミニウムに 4 枚刃)	溝に切りくずが詰まり、再切削、工具破損	アルミニウム → 2–3 枚刃、鏡面研磨。鋼 → 3–4 枚刃。ステンレス → 鋭いポジティブ、可変ヘリックス。
6	切削液戦略を考慮しない	超硬への熱衝撃(断続切削油)、または構成刃先(アルミニウム無切削油)	ステンレス/Inconel には高圧内部給油。アルミニウムにはエアブラストまたは MQL。決して切削中超硬工具への切削油を中断しない。

ラジアルチップシニング ― なぜ幅広切削は高い送りを必要とするか

ラジアル切込量(ae)が工具直径の 50% 未満のとき ― 側面切削と倣い加工ではほとんどの場合 ― 実際の切りくず厚さはプログラムされた fz より薄くなります。工具経路の形状が切りくずを薄くします。これを補償しないと、工具は擦ります。

f_z,adjusted = f_z,nominal × √(D ÷ (2 × a_e))

近似チップシニング係数。ae = D の 10% で、係数は約 2.2×;プログラム送りをそれに応じて増やして実際の切りくず厚さを切削範囲に維持する必要があります。

これが「教科書通り」の送り速度が実際の幅広ポケット加工で工具を破損する最大の理由です。Fusion 365、Mastercam、hyperMILL などの CAM システムはこれを自動で適用しますが、手書き G コードや古い CAM を使うオペレーターは依然としてこれに引っかかります。

計算例 ― 304 ステンレス中の 1/2″ エンドミル設定

ISO グループを特定。 304 ステンレスは M(黄)。テーブルからの Vc 範囲:200–500 SFM。初パス目は保守的に 300 SFM を選択。
刃あたり送りを選択。 1/2″ 超硬 M グループ:fz = 0.002–0.004 in/tooth。加工硬化性材料の安定性のため 0.0025″ を使用。
RPM を計算。 RPM = (3.82 × 300) / 0.5 = 2292 RPM。80% で開始:約 1830 RPM。
送りを計算。 送り = 1830 × 4 枚刃 × 0.0025 = 18 IPM。80% で開始:約 15 IPM。
切込深さを選択。 溝入れで ap = 直径の 5% ラジアル、ae = 全直径アクシアル、またはダイナミックミルで ap = 1×D および ae = 10%。浅く均一、滞留を避ける。
工具選択。 鋭いポジティブ形状、可変ヘリックス(35/38°)でびびり高調波を破壊、AlTiN コーティング、利用可能なら主軸貫通 >70 bar の切削油。
初パス目。 1830 RPM / 15 IPM / ap 5% / ae 100%。聴く。音がきれいであれば 2292 RPM / 18 IPM に増やす。びびりがあれば、送りを下げる前に ae を 50% に下げる。

単一のルール。 ステンレスと Inconel では、工具を滞留させたり擦らせたりしないでください。工具を切削に保ち、切りくずを流し、切削油を供給し続けてください。RPM を下げずに送りを下げることは、これらの材料で加工硬化と刃焼損による破損の #1 原因です。

数字を変える工具側の変数

変数	Vc / fz への影響
工具材料:HSS → 超硬 → セラミック → CBN	HSS から超硬で Vc は約 5–10× 増加;硬材料へのセラミック/CBN でさらに 2–5×
コーティング:無コーティング → TiN → TiAlN → AlTiN → DLC	TiAlN/AlTiN は鋼/ステンレスで +20–50% Vc を可能に;DLC はアルミニウム用(構成刃先防止)
刃数:2 → 3 → 4 → 5+	刃数増 = 総送り増だが切りくずスペース小。アルミニウムは 2–3;鋼は 3–4;仕上げは 4+。
ヘリックス角:30° 標準 → 45° 高 → 可変	高/可変ヘリックスはステンレスと Inconel でびびりを低減。黄銅には低ヘリックス(自送りしない)。
ホルダー剛性:コレット → シュリンクフィット → 油圧	シュリンクフィットと油圧は振れを低減し剛性を改善することで、より高い Vc と DOC を可能に。
機械剛性	40 テーパ VMC は計算値を保持できる;ホビールーターは不可。軽量機では 50–60% にスケール。

解決ワークフロー ― 工具が折れた時

停止して破面を見る。 きれいな斜めせん断 = 過負荷(送り過大または DOC 過大)。焼け/変色刃 = 熱破壊(Vc 過大または刃あたり送り過小)。刃欠け = 衝撃または構成刃先。
上記の 6 つの間違いに対して原因を診断。 破損の 80% は刃あたり送り過小、ラジアルチップシニングの無視、または突き出し長に起因する。
ゼロから再計算。 単に「10% 戻す」のではなくない。材料テーブルから Vc と fz を再選択し、ラジアルチップシニングを確認し、突き出し長を確認し、80% で開始。
単一パステストを実行。 浅い DOC、単一パス、聴く、測定。1 度に 1 変数を調整。
動作パラメータを記録。 そのジョブのセットアップシート。次のオペレーターが今わかったことを再導出する必要がないように。

プログラマーとオペレーター向け防止チェックリスト

段階	確認
プログラミング前	ISO 材料グループ(P/M/K/N/S/H)が特定されているか?Vc 範囲を工具メーカーデータシートから取得?
プログラミング前	工具突き出し長が鋼で ≤ 3× 直径、アルミニウムで 4× 直径か?
プログラミング前	ae < 30% の場合、ラジアルチップシニングが適用されているか?
初品	計算値が初パス目用に 80% に下げられているか?
初品	切削油戦略が材料に一致しているか(ステンレス/Inconel は内部高圧;アルミニウムはエア/MQL)?
初品	オペレーターがびびりと擦りを聴いているか?
量産	工具摩耗が追跡されているか(インサート摩耗 VB、エンドミル刃先摩耗)?
量産	セットアップシートが次のオペレーター用に動作 RPM/送り/DOC を記録しているか?

規格とソース

主要規格ISO 513:2012 Application classification of hard cutting materials(P/M/K/N/S/H システム)。
ISO 8688-1/-2 Tool life testing in face/end milling ― Vc/fz 試験方法論の基礎。

アプリケーション参考资料Machinery's Handbook 第 31 版(Industrial Press、2020)、Cutting Speeds and Feeds セクション。
Sandvik Coromant Modern Metal Cutting / Metalcutting Technical Guide ― CMC 材料コード別の Vc と fz テーブル。
Kennametal Engineering Calculator(kennametal.com) ― 材料/工具別のインタラクティブ Vc と fz。

フォーラム / コミュニティソース(ケースパターン)r/Machinists 繰り返しの「feeds and speeds」スレッド(例:/r/Machinists/comments/1drmnfh/、/7umhl9/、/1lz04ik/、/1emd2bx/)― 80% ルール、計算機懐疑論、擦り/刃あたり送り過小パターン。
Practical Machinist スレッド 84555「Feed and speed calculation and DOC」および 183374「Recommended SFM for 6061 milling/drilling」。

Frequently Asked Questions

CNC 切削条件(送り・回転数)の算出式は何ですか?

2 つの算出式。RPM = (3.82 × SFM) ÷ 工具直径(インチ)、メートル法では n = (1000 × V_c) ÷ (π × D)。送り速度 = RPM × 刃数 × 刃あたり送り。SFM(または m/min の V_c)と刃あたり送りは被削材から決まります ― 本ページの材料別 Vc テーブルと直径別 fz テーブルを参照してください。3.82 という定数は 12 ÷ π に由来します。

切削条件計算機が非常に高い数値を出すのはなぜですか?

理想条件を仮定しているためです ― 剛性ある機械、完全な工具ホルダー、主軸貫通切削油、全工具噛み合い、新品コーティング。実際の機械、特に古いまたは軽量な VMC はその数値を保持できません。コミュニティの经验則は、計算値の約 80%で開始し、浅い切込深さで切削音を聴きながら上げることです。計算機は開始点であって命令ではありません。

1/2 インチのエンドミルにはどの刃あたり送りを使うべきですか?

開始点として工具直径のおよそ 1–3%、硬い材料ではそれ以下。1/2″ 超硬エンドミルではおよそ:アルミニウム 0.004–0.008″/tooth、鋼 0.0025–0.005″、ステンレス 0.002–0.004″、チタン/Inconel 0.0015–0.003″。直径と材料別の完全な内訳は本ページの刃あたり送りテーブルを参照してください。

工具が切削する代わりに擦るのはなぜですか?

刃あたり送りが低すぎます ― 刃あたり約 0.0003″ (0.008 mm) を下回ると、刃先が材料に貫入できず、表面を磨き始めます。摩擦が急上昇し、ステンレス/Inconel が加工硬化し、刃を破壊します。修正は通常さらに遅くすることではありません:RPM と送りを一緒に下げて刃あたり送りを擦り閾値より上に保つ、または刃あたりに必要な材料が少ない小径工具を使用します。

アルミニウム vs 鋼 vs ステンレスに対してどの SFM を実行すべきですか?

超硬エンドミルで安定条件下:アルミニウム 6061/7075 約 600–3000+ SFM、鋼 1018/1045 約 300–900 SFM、ステンレス 304/316 約 200–500 SFM、チタン約 150–300 SFM、Inconel 718 約 80–200 SFM。広い範囲は硬度、合金含有量、コーティングの差を反映しています。必ず工具メーカーデータシートで確認してください。

ラジアルチップシニングとは何ですか?なぜ重要ですか?

ラジアル切込量が工具直径の 50% 未満のとき ― 側面切削では通常のケース ― 実際の切りくず厚さはプログラムされた刃あたり送りより薄くなります。切りくずを切削範囲に保つため、プログラムされた送りを約 √(D ÷ 2ae) の係数で増やす必要があります。ae = D の 10% で係数は約 2.2×。Fusion 360 や Mastercam などの CAM システムはこれを自動で適用します;手書き G コードは適用しないため、幅広切削が工具を破損することがよくあります。

CNC フライス加工のびびりを止めるにはどうすればよいですか?