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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81.エンドミル_その4(総括)    長くなりましたので適当に読んで下さい。

皆さん、貴重なコメントをありがとうございました。今回の総括の参考にさせてもらいます。前回までで木材に適用する場合のエンドミルの適正使用回転数は約5〜6,000回転としました。しかし厳密にはこの数値はアサヒ工具製作所の製品をベースに検討しただけであって、他のメーカの物にもそのまま適用できるかどうかは判断できませんが、多分一般的にもこの程度の回転数で適用できるのではと思っています。

ビットそのものにも、材質(超硬やハイス、その他の合金等)やコーティング(これで寿命が2倍や5倍と謳っている製品もありますね)等メーカのカタログを見れば本当にいろいろあり、個々に検討することは不可能に近いです。

ではエンドミルを木工に使用に当たっての条件と言うか考え方を若干説明しておきます。

1.エンドミルとは?
 今更ですが、エンドミルとはどのように使うかと言えば、本来金工のフライス盤で使用しますので、基本的に金属の板の平面や側面の切削となります。特にドリルとの違いは、ビットの先にも刃が平面に付いているため、この刃で平面を削って行く事が一般的な使い方です。エンドミルのエンドはここから来ているとのことです。ボール型と言って先がボールの様に丸くなった物もあります。

2.寿命について
 エンドミルは寿命品です。つまり使用すると刃が摩耗します。摩耗すると再研磨あるいは新品を購入することになりますが、一般に金工用で使用する場合、どの位の時間でどの位の刃先が摩耗するかと言えば、一つのサンプルですが以下の資料をご覧下さい。
イメージ 1
湿式と乾式(以下で説明)がありますが、この場合は、33分使用で約100μmちょっとの摩耗です。これが寿命かどうかは判りませんが、他の資料等を参考にすれば、エンドミルの寿命としては、せいぜい長くても連続使用で200分位と見ます。当然、材質やコーティング、またメーカによっても数値はばらばらですが、とりあえず200分を基準にします。

一般的に木工で使用する場合、溝を掘る場合が一番多いのではないかと思われますが、この場合、全使用時間を仮に5分とします。つまり、1回の作業で5分しか使わないと仮定します。次にこの作業の頻度が週に1回とします。もちろん今までの仮定は全て平均です。そうすると、200分の5分ですから、40回使用でき、1週間に1回ですから、40週となり、約10ヶ月間使用できることになります。

これはあくまで金工をベースにした場合ですが、木工の場合は上記の摩耗と同じかどうかは判断できません。私の主観ではより延びるのではないかと思いますが、本当に延びるのか?ではどの位延びるのか?等真意の程は判りません。

寿命が来た場合ハイスの場合は自分でも研磨可能ですが(と言っても簡単ではない?)、超硬の場合は専門家に任せるしかないでしょうから、寿命品と割り切って新品を購入する手もあるのではないでしょうか。エンドミルは結構安く手に入りますので、再研磨代より新品の方が安い場合もあるでしょう。

寿命について二つの事例を以下に紹介します。
一つは大江さんの場合です。これはコメントを頂いていますので、コメントをコピーし紹介します。
「私が使ったエンドミルははじめこそ快適でしたがすぐに切れなくなってしまい、今はもう使っていません。径12mmの2枚刃ですが、同じくらいの木工用のビットより切れやむのが早かったです。
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。」

もう一つは齋田さんの事例です。
以前のブログを参照下さい。
http://blog.itsuki.main.jp/?day=20071222
齋田さんも多分ルータで数万回転で使用していたと思われますが同じように切れ止むのが早いと言うことです。結果的に宮本家具工房さん のアドバイスで、角のみ盤で使用することで快適になったとあります。

何れもオーバ回転で使用するがための急激な摩耗による寿命と考えられますので、私の適正回転数以下で使用されることがベターと思われます。但し私の数値がが正しいかどうかは、今後の皆さんの経緯を見ないと判断できませんが。

また、オーバ回転で使用した場合どうなるかと言うことですが、私は使ったことがないので何とも言えませんが、刃が摩耗すれば当然切れにくくなり、焼けや木肌が荒れて来る事は充分推測できますね。

3.乾式と湿式
 先の寿命にも関係しますが、金工で作業する場合湿式と乾式があります。実際には、もう一つミストと言うやり方があり、これらは、湿式は油を掛ける。乾式はエアブローする。ミストとは、空気に油を混ぜて霧のような状態にして切削点に噴霧することです。このように金工の場合は必ず冷却をやりながら切削しているのです。木工の場合は、冷却に関しては、多分なにもしていない人が殆どでしょう。

これを木工に適用する場合は当然乾式と成ります。でも幾ら木材と言っても切削点に於ける摩擦熱は当然あるはずで、この耐熱特性が寿命とも密接に絡んできます。高回転に成ればなるほど熱が発生し、製品の耐熱摩耗が低いほど寿命が延びると言うわけです。

金工の場合、材質や製品によって乾式を使う物があるようですが、やはり寿命的には上図のように幾分かは湿式より短くなりますが、エアブローを使うことにより当初の製品品質レベルにはできると思います。

エンドミルを使用する場合は、エアブローをすることで寿命が長くなる

ちなみにオイル式コンプレッサのエアーを使えばはオイルミストに近い物に成りますね(笑)←この時だけエアーフィルタを外せば、正直いいかもね。

4.刃数
エンドミルには刃数があります。偶数が多いようですが、偶数に限らず2枚〜8枚位あるようです。個々でのメリットデメリットですが、枚数が多くなればなるほど1回転辺りの切削量が増えます。当然ですね。つまり同じ回転数なら、送りを早くすることが可能です。論理的には送り速度は刃数に比例します。同じ回転数、送り量なら当然切削面が綺麗になります。かんな盤で送り速度を下げたイメージです。

しかし、特に木材で使用する場合は削り屑の排出が非常に重要です。金工に比べて単位時間当たりの切削体積は比較にならないほど多いはずです。刃数が多くなればなるほど、この排出する溝が物理的に小さくなり排出しにくくなります。ですから溝掘りの場合を考えると、一般には2枚刃の方がベターです。逆に側面をトリミングする様な使い方は、切削量がそんなに多くないことと、刃全体が外に剥き出ているため、木屑の排出にそんなに気にしないで良いため、4枚や6枚でも使用可能です。
また溝掘りの「仕上げ」に使用する場合には同様に切削量が少ないことを考えると、4枚刃でも良さそうです。切れ味や切れ肌を良くするために刃数を上げたいですね。

もう一つ回転数を上げれば上げるほど木くずの排出がより困難になりますので、回転数を下げて使用する事(切削の切れ肌に効いてくる)も必要ですので臨機応変に対応下さい。また、回転数を下げる場合は、当然送り速度も下げなければいけません。

5.アップカットとダウンカット
 これは、ルータビットと全く同じ考えですから皆さんもうご存じですよね。説明は省略します。(アップカットビット(ねじれ)やダウンカットビット(ねじれ)とは違います。尚、エンドミルは殆どがアップカットねじれですが、探せばダウンカットねじれもあるようです)

6.使用回転数
最後になりますが、使用回転数について整理します。
一般的には、最初に書いたように5〜6,000回転/分で使用すれば問題ないと思われますが、あくまでエアブローした場合です。ですからエアブロー無しで完全乾式で使用する場合は、やはり寿命の関係で回転数を下げて使用する方がベターと思われます。むやみやたら回転数を上げての使用は必要ないのかも知れません。

なお、メーカのHPには 切削条件 が載っていますので、これを参考に切削条件を決めて下さい。もちろん木材については載っていませんが、切削速度、回転数については、アルミをベースに木工の場合は2倍位でやってみたらどうでしょう。

なお、溝掘りの場合の一回に彫り込む量は、ルータと同様に1D〜1/2D 以下(D=刃径)にした方が無難です。ビットによってはそれ以上できると示された物もありますが、各自責任の範囲でご使用下さい。

回転数を決める一番良いやり方は、ドリル盤や角のみ盤にて実際の材料でテスト使用し、切れ味に問題無い場合はそのまま使用する、と言う使い方が良さそうです。どうしても切れ味が悪い場合は、ルータやトリマでも結構ですが、回転数が調整できる機器を使い、徐々に回転数を上げて使用する等の試みも必要かも知れません。大江さんがコメントされていますが、使用機械はできるだけ剛性のある物を使うことも大事です。

最後になりますが、今回の経過及び結果は単にインターネット上の情報から私が勝手に推察した物であり、実際の使用とのマッチングについては一切これを保証するものではありませんので、各自責任の範囲内でお願いします。

参考資料:
(1)特許庁の技術集
なお、このエンドミルシリーズはダウンロードできるように一つのファイルに編集し直し、また別途アップロードします。その時に頂いたコメントも一部掲載するかも知れませんが、皆さんご了承お願いします。

閉じる コメント(21)

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hrvさん、嬉しいお言葉ありがとうございます。励みになりました。

2008/8/12(火) 午前 11:35 [ toshim ] 返信する

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大変勉強になりました、適当に使ってる私とは随分違いますね
お盆は帰らないのですか?

2008/8/12(火) 午後 7:01 koubou-yuu 返信する

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雄さん、単に使っているのを適当な言葉で言っただけです。
はい、お盆は韓国です。

2008/8/12(火) 午後 7:44 [ toshim ] 返信する

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詳細なレポート、お疲れ様です。
大変参考になりました。

回転スピードは、やはり結構遅めでいいのかもしれませんね。
今度、ボール盤の最高速度(3000rpmぐらいだったかな?)で削ってみます。

2008/8/12(火) 午後 8:26 [ katsu ] 返信する

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katsuさん、まずは低速でやってみて、削れなかったら回転数を上げて行くってのが良いと思います。ボール盤はいいかもね。

2008/8/12(火) 午後 9:28 [ toshim ] 返信する

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とても参考になりました。
有意義な研究・考察に敬意そして感謝します。
金属用エンドミルだけでなく、これは木工用のビットでも同じと考えていいだと思いますが、どうでしょう?
またスパイラルやストレートビットではない場合は最大径〜最小径どちら、どのへんに合わせた方が良いのか?
トリマーの移動速度との関連・・逆目ではゆっくりがいいのか?
などなどさらに詳しく知りたくなります。
トリマーは高回転で焼けと逆目の荒れに悩まされますが、これを少しでも少なくするには、ビット径や材質によって回転数を調節して使う方がいいでしょうね。
やはり回転数制御機器を手に入れて試してみないといけませんね。

2008/8/13(水) 午前 0:03 [ noh*ho*_*ukuok* ] 返信する

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おはようございます、のほほんさん。こちらこそ読んで頂いて感謝します。
エンドミルと木工ビットは同じか?難しい問題ですが、私個人としては、全く違うと思っています。理由は二つあります。
一つは、エンドミルを高速で使うと切れ止むのが早いと言う情報が2件。
もう一つは、ルータビットの場合は一般にビット径によりRecommend Max.回転数成る物がメーカにはありますので、それに従うのが本筋と思います。どこのメーカ(アメリカですが)でも、似たようなデータですが、大体大まかには以下にの数値です。
1"以下:24,000、2"以下:18,000、2.5"以下:1,6000、3.5"以下:12,000 ですね。つまり、1"以下では約24,000回転がMax推奨値なのですが、この通りに使えと言うことではなく、実際には余裕を見込んでこの90〜95%で使う位がベストの様です。
つまり、エンドミルは高速ではもたないが、ルータビットは高速を推奨しているのです。しかも普通は冷却も無しです。

続く

2008/8/13(水) 午前 10:04 [ toshim ] 返信する

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同じような構造のビットで、なぜこうなるのか、私には不明です。なぜでしょうね。でも、現実には、使い分けが必要と思います。

ルータビットの径が違うビットの最高回転数は、上記から大きい方の径を見て回転数を選択して下さい。

以上2件でルータビットとエンドミルが違う事がお分かりと思いますが、あくまで私がそう思っているだけです。

確かに木材でのルータやトリマは、焼けが発生します。これは同じ場所に長時間居た場合、ビットの摩擦熱で木が焦げるというものですが、これを防ぐには、送り速度を早くするしか無いと思います。ひょとして切削面にエアブローすることで改善されるでしょうか?

また逆目の場合は送り速度を下げてやればそれなりに綺麗な方向になると思いますが、先の焼けが発生する可能性があり悩ましいところですね。結局は、個別に都度対処するしか方法は無いのではないでしょうか。回転数制御器は良い選択と思います。

2008/8/13(水) 午前 10:11 [ toshim ] 返信する

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今一つ疑問に感じましたが、例えば自動かんな盤で送りを超低速にしても、全く焦げませんね。なぜでしょう?
刃の体積が比較にならない位大きいから、摩擦熱が自分の刃の表面積を通して逃げるので、刃先の温度が高くならないのでしょうか?それしか考えられませんね、ねえ、isuakiraさん、

今度いつでも結構ですので、自動かんな(手押しでも良いですが)の刃先と、ルータビットの刃先の温度を測って貰えませんか>たーじぃさん。350度じゃ足りませんかね?

2008/8/13(水) 午前 10:16 [ toshim ] 返信する

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エンドミルの木工使用大研究!かなり追い詰めましたね。それにエアブロー冷却のアイデアも気になりますね。
ところでコメント求められました「自動かんなは超低速送りでも焦げない」現象ですが、専門では無いので憶測ですが刃の表面積が大きい点と直径のあるシャフトに取り付けられて回転するので空冷されるのではないでしょうか。ルータービットやエンドミルは直径が小さいので冷える間がなく加熱が進みます。toshimさんの推理と同じですが納得していただけますでしょうか。

2008/8/13(水) 午後 0:10 isu**ira 返信する

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isuakiraさん、ご足労ありがとうございます(笑)
確かに、回すだけで風切り音の様な音も聞こえますからそれ自体で風冷になっていると言う意味は理解できますね。
ということは、ルータビットで、コンプレッサによるエアーで冷却してテストしてみるのも面白いかも知れませんね。

2008/8/13(水) 午後 0:29 [ toshim ] 返信する

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上ののほほんさんへのコメントで、焦げを解消するには、送り速度を遅くするしかない、と書きましたが訂正します。

送り速度を遅くするかあるいは回転数を下げるの2案ありますね、もちろん複合でも構いません。それとこれは難しいですが、できるだけ一定速度の送りを心がける事です。皆さん多分気持ちでは判っておられるでしょうが、直線以外もあるので一定に送ると言うのは中々難しいもの物がありますね。

2008/8/13(水) 午後 0:34 [ toshim ] 返信する

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金工用の刃物と木工用の刃物とでは外見は同じようにみえても、素材の違いや焼き入れの仕方、刃先の角度など、それぞれ微妙に違っているのではないでしょうか。
それと鉋盤で送りを低速にしても材料が焦げないのはなぜか?という話がありますが、たまに自動鉋盤での削りで送りがうまくいかず材料が停止状態になってしまうことがあります。後でその停止した部分を見るとかすかにですが焦げていることがあります。このことから逆に普通は超低速でも焦げが発生しないのは、みなさんがおっしゃっているように刃が大きいことと空冷のためと考えて間違いはないと思います。 削除

2008/8/13(水) 午後 8:37 [ 木工房オーツー:大江進 ] 返信する

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質問に丁寧に答えていただきありがとうございます。
なるほどエンドミルと木工ビットは違うのですね。
焼け対策にエアブロー冷却があるのか?興味がわきますね。
興味深い内容が一杯で、私も回転数制御機器を手に入れて試してみながらまた色々考えて見たいと思います。

2008/8/13(水) 午後 8:44 [ noh*ho*_*ukuok* ] 返信する

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温度測定の件ですが無理です。私の使っている温度計は測定部が広がってしまうので、ピンポイントは厳しいです。レーサー自体はピンなのですが、測定部分は最低1cm2位ないと駄目です。

2008/8/14(木) 午前 2:17 た〜じぃ 返信する

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大江さん、金工用と木工用はやはり何かが違うのでしょうね。焼けに着いては、やはり冷却の問題ということで、ではルータビットを冷やせば解消されるか等またまたおもしろい課題ができました。ありがとうございました。

2008/8/14(木) 午前 8:57 [ toshim ] 返信する

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のほほんさん、おはようございます。
上のコメントにも書きましたが、冷却についてまたおもしろい課題が出ましたので、いつか試してみたいですね。

それから、いつか仰っていた消磁機器を買いましたので、消磁したい(ドライバーでしたっけ)物を持ってお越し下さい。着磁もできますよ。

2008/8/14(木) 午前 9:02 [ toshim ] 返信する

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たーじぃさん、ピンポイントではないんですね、了解です。
しかしです、それでも、そういう条件ということで、刃の温度がどうなっているのか知りたいです。
もし、機会がありましたら測定お願いします。

PS.NHKの「アインシュタインの眼」のサーモカメラが欲しいですね(笑)

2008/8/14(木) 午前 9:07 [ toshim ] 返信する

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結局は。どうなんですかね?
12mmのエンドミルと 12mmのストレートビットとは、どちらの方がいいのですか?どちらがよくきれるのですか? 研磨代金はどちらが安いのですか? ボクが経験で、よく知っているのは、ドリルのキリです。 コンクリ用 木用 鉄用 です。・・・木用はそれ以外には使えない・・・コンクリ用もそれ以外につかっても余り切れない・・・・鉄用は木にはOK、コンクリには×・・・・こんな程度の知識しか、ありません。

2008/8/30(土) 午後 2:56 [ ryuusei ] 返信する

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論兇気鵝
どちらがいい?とは難しい質問ですね。良いよいう定義は比較する内容に寄って違いますから。
ルータやトリマで溝を突くと言うことで考えると、ストレートビットとスパイラルビットを比べると明らかにスパイラルビットの方が切れ味があります。研磨代金については研磨したことがないのでわかりません。ただ、スパイラルビットの研磨はスパイラルになっていて技術的に難しそうなので、高いかも知れませんね。

スパイラルビットのデメリットは値段が高いと言うことです。その代わりにエンドミルがでてきたわけですから、このスパイラルビットとエンドミルを比較すると言うことでしょうね。どちらも超硬を使うとすれば(長切れのため)研ぎができるかどうか、個別の研ぎ屋さんに聞かなければ私には判りません。ハイスのエンドミルでは、切れ止むことで実用的には使えないと思います。

2008/8/30(土) 午後 3:44 [ toshim ] 返信する

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