T's 韓国日記

もう桜も終わりました。気持ちよく仕事をして気持ちよく遊びましょう

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80.エンドミル_その3(木工には?)

前回の続きです。前回は、物理特性で同じ土俵に乗った話でした。でも昔の単位系では古すぎますので、SI単位系に書き換えました。
イメージ 1

今回この物理特性に、最初の表3の推奨切削速度を各被切削材毎に私の主幹で平均化し以下に載せます。
イメージ 2
木材も適当な数値で一つにしています。ここで、グラファイトがブランクになっていますので、この物理特性を調査しました。
まずは、硬度です。
http://www.istone.org/graphite.html
上記URLでグラファイトは滑石と同様に鉱石で一番柔らかい硬度とあります。
もう一つ
http://www4.ocn.ne.jp/~katonet/kagaku/mo-su.htm
上記に10段階のモース高度計を表します。モース硬度はこのような鉱石に用いられます。ダイアモンドが硬度10と良く言われますよね、これがモース硬度です。モース硬度は実際の硬さとは違って単に番号で決めただけです。実際の硬さは、上記表を見ると、滑石はブランクですがこれを強引に1とします。この1に対してガラスの類の石英や長石辺りを500とすると、グラファイトの硬度は、ガラスに対して約1/500となります。
ということで、一番上の表より、硬度P(N)はガラス300万(N)の1/500ということで6,000(N)となります。

一方弾性係数は精密工学会誌,Vol. 70, No. 4(2004)573の表1から
http://www.jsme.or.jp/mpd/NL/28/MPD_NL_No28.pdf
ヤング率10GPaとあります。ヤング率=弾性係数です。10G(ギガ)Pa=10,000MPaですので、これらの値を上表に入れると
イメージ 3
となります。

上表の水色の部分をご覧下さい。こんなに合うとは思っていませんでした。私の当初のもくろみは出てきた金属の数値を比例や反比例等で木材相当に換算し目的の数値を出そうかと思っていましたが、ここまで数値が合うなら、単純にこのグラファイトの数値を使うことにしました。

これが結論です。木材の物理特性はなんとグラファイトとほぼ同じと見て良さそうです。ですから推奨切削速度はグラファイトと同じ250m/min(200〜300m/min)位になります。これが周速ですから後は簡単、回転数は、
N(min-1)=V(m/min)*1000/(π*D(mm))となり、以下にエンドミル径3mmから12mmまでの切削速度200m/minと250m/minの場合の推奨回転数を載せます。推奨と言うより上限の方が適切かも知れません。
イメージ 4

続く
今回で結論は出ましたので、次回は総括にしたいと思います。

PS.最後のこの回転数の表をご覧頂ければ、皆さんの経験と重なる部分もあろうかと思います。何かお気づきの方は(何でも結構です)、遠慮なくコメント頂ければ次回の総括に生かされると思いますのでよろしくお願いします。


参考資料:
(1) http://www.istone.org/graphite.html
(2) http://www4.ocn.ne.jp/~katonet/kagaku/mo-su.htm
(3) 精密工学会誌,Vol. 70, No. 4(2004)573 表1
  http://www.jsme.or.jp/mpd/NL/28/MPD_NL_No28.pdf
(4)(株)あさひ工具製作所内HP 表3

閉じる コメント(8)

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ちなみに 紫檀・黒檀はどのくらいの硬さですか。

2008/8/11(月) 午後 5:59 koubou-yuu 返信する

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雄さん、探してみましたが見つけられませんでした。銅位でしょうか。

2008/8/11(月) 午後 7:45 [ toshim ] 返信する

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いやあ、労作ですね。途中はよく理解できませんでしたが、結論だけいただきます。私が使ったのは12mmクラスのルーターに12mm径・2枚刃の超硬エンドミルですが、ルーターの回転数は毎分22000回転くらいあったと思うので、松本さんの表の4倍もの速さです。
たしか以前、齋田さんもブログでエンドミルのことを書かれていたと思いますが、角ノミに付けて使っていました。基本的に金属加工用のエンドミルを木工のルーターやトリマーに使うのは、周速や耐熱性・切削屑の排出などで無理があるかもしれません。使って使えないことはないが適切ではない、ということでしょうか。回転数を変えられるルーターや高剛性のボール盤などならなんとかなるかな。 削除

2008/8/11(月) 午後 8:14 [ 木工房オーツー:大江進 ] 返信する

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私のTRE-55の回転数は2400RPMなので、6mmビットでは2倍くらいの回転数になっていると言う考え方でよろしいですよね?

ちなみに、2枚刃と4枚刃の違いはどうなのでしょう?
1枚の刃への推奨切削速度は変わらないでしょうから、切削くずの排出の条件のみでしょうか?

2008/8/11(月) 午後 8:58 [ katsu ] 返信する

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大江さんに労作と言われると嬉しいです(笑)。そうですね、その当たりについて、明日総括としてまとめさせてもらいます。

2008/8/11(月) 午後 9:30 [ toshim ] 返信する

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katsuさん、それで良いと思います。刃数その他使い方等について、明日総括でまた説明しますのでお楽しみに。基本的にはkatsuさんの考え方で良いと思います。

2008/8/11(月) 午後 9:33 [ toshim ] 返信する

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金属と木では随分違いようにも感じますが、石墨や滑石と木材の硬度がほぼ同じなのですね。硬度1は爪で傷を付けられるほどですから実感としても納得できます。面白い!
やはりトリマーの回転数を制御した方がいいのでしょうか?適正回転数を外れると削り面、焼け、ミルの耐久性などどうなるのか?
それも知りたくなりますね。
総括たのしみにしています。

2008/8/12(火) 午前 0:08 [ noh*ho*_*ukuok* ] 返信する

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のほほんさん、興味を示して頂きありがとうございます。
皆さん適正回転数以上でお使いに成られていますので、物理的には破壊される等の問題は無いと思いますが、やはり寿命に効いてくるだろうと推測しますが、この辺りは総括でまとめさせて貰います。もうちょっとかかりますので、しばらくお待ち下さい。

2008/8/12(火) 午前 8:38 [ toshim ] 返信する

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