読みもの
英和
切削抵抗・所要動力の計算
材料と切削条件から、主分力（切削抵抗）・所要動力・主軸トルクを出します。「この条件で機械のモーターが足りるか」を確かめるときに。値は工具メーカーの資料の比切削抵抗による目安で、工具の形・摩耗・切れ味で変わります。
条件を入れる
資料ごとの比較（同じ条件で計算）
工具メーカーごとに比切削抵抗の値が 2〜4 割ほど違います。1つの値に決めず、幅で見てください。表の値は送りの段の間を直線でつなぎ、範囲の外は端の値を使います。フライスの表は 1 刃送り fz ごとの値で、平均切りくず厚さから出す Kienzle の式とは求め方が違うため、低めに出ます。
| 資料 | 求め方 | kc N/mm² | Pc kW | Pc/η kW |
|---|
切りくず厚さと比切削抵抗
切りくずが薄いほど kc は大きくなります（Kienzle の式 kc = kc1 × h^−mc）。縦の点線が今の条件の切りくず厚さ。
切削抵抗の3つの分力
- 主分力 Fc：切削速度の向きにかかる力。所要動力とトルクはこの力で決まります。
- 送り分力 Ff：送りの向き。ドリルでは「推力（スラスト）」と呼び、送り軸やワークの固定に効きます。
- 背分力 Fp：工具を押し返す向き。細いワークのたわみ・びびりの原因になります。
計算のしかた
切りくず厚さ h = f × sin κr （フライスは平均切りくず厚さ hm ≒ hex ÷ 2）
比切削抵抗 kc = kc1 × h−mc × (1 − γ0/100)
旋削 Fc = kc × ap × f Pc = vc × ap × f × kc ÷ (60 × 10³)
フライス Pc = ap × ae × vf × kc ÷ (60 × 10⁶)
ドリル Pc = f × vc × D × kc ÷ (240 × 10³) 推力 Ff ≒ 0.5 × kc × (D/2) × f × sin κr
トルク M = Pc × 30 × 10³ ÷ (π × n) 必要なモーター出力 = Pc ÷ η
- フライスの最大切りくず厚さは hex = fz × sin κr × 2√(D·ae − ae²) ÷ D（ae が D/2 より小さいとき。それ以上なら hex = fz × sin κr）。平均の厚さは hex の半分で近似しています（実際より薄めに見積もるので、kc・動力は大きめ＝安全側に出ます）。
- ドリルは 2 枚刃として、1 刃の切りくず厚さを (f ÷ 2) × sin(先端角 ÷ 2) で出しています。
- η は機械の伝達効率。工具メーカーの資料では 0.7〜0.9（ベルト・ギヤの旋盤で 0.7〜0.8、ビルトインモーターの主軸で 0.9 近く）を使います。
- モーターには定格出力と短時間（30分・15分）出力があります。連続で削るなら定格出力と比べ、余裕をみてください。低速ではモーターのトルクが足りなくなるので、出力だけでなくトルクも確かめます。
関連する計算
出典
既定の kc1・mc は Sandvik Coromant の材料分類（MC コード）の値です。Sandvik の表に mc の無いチタン合金は ISCAR の値を使っています。材料の割り当ては、各社の分類の説明（炭素量・熱処理・硬さ）から決めました。
- Sandvik Coromant「Specific cutting force（kc の式と正味動力の式）」
https://www.sandvik.coromant.com/en-gb/knowledge/materials/specific-cutting-force - Sandvik Coromant「Workpiece materials（MC コードごとの kc1・mc・硬さの表）」
https://www.sandvik.coromant.com/en-us/knowledge/materials/workpiece-materials - Sandvik Coromant「Turning formulas and definitions」
https://www.sandvik.coromant.com/en-gb/knowledge/machining-formulas-definitions/general-turning-formulas-definitions - Sandvik Coromant「Milling formulas and definitions」
https://www.sandvik.coromant.com/en-gb/knowledge/machining-formulas-definitions/milling-formulas-definitions - Sandvik Coromant「Drilling formulas and definitions」
https://www.sandvik.coromant.com/en-gb/knowledge/machining-formulas-definitions/drilling-formulas-definitions - ISCAR「Materials and Grades: Material Groups（DIN/ISO 513・VDI 3323 による材料番号 1〜41 の Kc1・mc）」
https://www.iscar.com/lms/wp-content/uploads/2021/04/Materials-group.pdf - ISCAR「Milling Applications and Cutter Basics Guide（Milling Calculations：切りくず厚さ・切削力・トルク・動力）」
https://www.iscar.com/Catalogs/Publication/english_1/Milling_Applications_and_Cutter_Basics_Guide/Milling_Applications_and_Cutter_Basics_Guide.pdf - ISCAR「Cutting Tools User Guide（Machining Calculations：比切削抵抗・すくい角補正・動力）」
https://www.iscar.com/Catalogs/Publication/english_1/Cutting_tools_user_guide/Cutting_tools_user_guide.pdf - 三菱マテリアル「技術情報 計算式：旋削加工の所要動力(Pc)（比切削抵抗 Kc の表・例題つき）」
https://www.mmc-carbide.com/jp/technical_information/formula/tec_turning_cutting_power_formula - 三菱マテリアル「技術情報 計算式：フライス加工の所要動力(Pc)（比切削抵抗 Kc の表・例題つき）」
https://www.mmc-carbide.com/jp/technical_information/formula/tec_milling_power_formula - タンガロイ「総合カタログ 2023-2024 L章 ユーザガイド（L005・L006 旋削、L058 フライス、L071 ドリル、L085 ドリルの切削抵抗の目安）」
https://tungaloy.com/wpdata/wp-content/uploads/GC_2023-2024_J_L_UsersGuide.pdf - 住友電工ハードメタル「総合カタログ N章 テクニカルガイダンス（N18 旋削、N23 フライス、N31・N33 穴あけ）」
https://www.sumitool.com/downloads/cutting-tools/general-catalog/assets/pdf/n2.pdf - 京セラ「切削工具 総合カタログ 2024-2026 R章 技術資料（R6 切削記号、R30 ホルダ剛性、R42 旋削の計算式、R44 ミーリングの計算式）」
https://www.kyocera.co.jp/prdct/tool/wp-content/uploads/2014/07/2024-2026_R.pdf