最大工具重量

Question

マシニングセンタの主軸にクランプさせて良い工具重量は
どのように計算すればよいのでしょうか？

円盤マガジン収納時に遠心力で外れない重量…というのはわかるのですが
主軸のクランプ力などでも制限がかかってくるものでしょうか？

よろしくお願いします。

Accepted Answer

マシニングセンタの使用最大工具質量は、おもにツールマガジン収納部の
把持力およびATC機構によって決定されます

一方で主軸スピンドルの工具クランプ力はサイズ毎におおよそ
・BT30　3,000～5,000N（300～500kgf)
・BT40　5,000～10,000N（500～1,000kgf)
・BT50  15,000～30,000N（1,500～3,000kgf）
ぐらいと最大工具質量に対し十分に余裕があり、それが切削力に対する
アドバンテージとなります

工具をテーブルに直置きして、ATCを用いずに主軸へ装着するのであれば、
制限以上の質量のものを装着することも可能です
ただし主軸スピンドルに対し無視できないほどの質量の工具を装着すると、
イナーシャなどの影響で、回転起動停止に支障が出る恐れがあるため、
回転速度を制限するなどの配慮が必要と考えます

なお、工具クランプ力は機械の仕様書に記載されています
古い機械になりますと、クランプに用いる皿バネが劣化したりして、
把持力が低下している場合があります
クランプ力は市販の工具ホルダ形状の測定器で測ることができます

機械によっては、大質量工具を特別に登録して、その工具をATCする
どきだけ動作を遅くするようなオプション対応も可能です

機械仕様書(または取扱説明書)におけるATCの項目に、大概、最大工具質量
とモーメントが記載されています

テーパ内部が中実のBTアーバは、回答(3)さん記載のロングアーバでも
ホルダのATC用グリップ部で比較的バランスが取れています
厄介なのは、中空ショートテーパのHSKやPSC(キャプト)シャンクで、
どうしても先端部が重たく、グリップ部に対して転倒モーメントが作用
します

回答(4)氏．．．うーん訳ワカメ

Answer

マシニングセンタの取扱説明書に書いてあるか、遠心力からの計算にて取扱説明書記載内容
の確認をするかでしょうね。

> 円盤マガジン収納時に遠心力で外れない重量
は、クランプ力 － クランプ部の遠心力をベクトル分解したクランプ力方向の力
が、円盤マガジン収納時の適正ホールド力

詳細は、加工機メーカーに聞き、各仕様値を把握する。
計算処理等の手段までは、加工機メーカーが教えてくれないかも？

後は遠心力にあまり左右されない手法とかの採用かな？
参考URLを掲載しておきます。

Answer

機械性能の表示項目は規定されるが具体性に乏しい。

JIS B6013 工作機械 ― 仕様項目
　　http://kikakurui.com/b6/B6013-2000-01.html

付表 39 立て形マシニングセンタ
　　　　、、、主軸回転速度、送り速度、など多数の項目に

自動工具交換装置
　　工具最大質量　　kg
　（注）主軸テーパ基準面からのモーメント荷重で表示してもよい

なのでメーカーは表記するが　モーメント荷重　の例は無いみたい。

このような相当重いものがあるが、仕様には重量の記載無。

http://www.manyo-tools.co.jp/web/p16-p18-v7.pdf
　　プランジアーバ

中空軽量ロングアーバ　がある他は中実で重量級？

機械への負荷はサイズ短、工具径が有利ながら、長大を使わざるを得ないこともあり、規定云々よりユーザー判断に委ねられてるということでしょう。

Answer

基本的に自分で計算するものではなくて、
機械の取説記載のスペックに従う物では？

それとも機械メーカーの設計の方ですか？

マシニングセンタの主軸のクランプ力制限について