工具データの切削速度に満たない速度で超硬工具を使った場合の問題とは？

基本的に、切削速度(=回転数)や送りというのは、
メーカーの指定する適用可能範囲“以下”であれば、
期待される性能を発揮できない可能性があるだけで、
それ以上の問題というのは少ないですね.
これが、適用可能範囲を超えると、事故につながったりもしますけれど.

とくに切削速度というのは、メーカーが提示して来る数値というのは
目標寿命をかなり短く設定してのものである事が少なくないですし、
機械的な性能の限界もありますので、
基本的にはカタログ記載値よりも低い水準で使います.
メーカーの提示が400m/分超でも、
実際の使用に際しては150m/分程度という事もザラです.
ただし、切削速度を下げますと切削抵抗が大きくなりますので、
一回転あたりの送りを高く設定しますと破損につながる事もあります.

送りに関しては、チップブレーカの処理範囲を上回ると即破損する事もありますが、
下回る分には、期待した通りの切り屑が発生しないくらいです.
ただ、チップブレーカが切り屑形状を制御できず、
長く伸びた切り屑を噛み込む事で切れ刃が欠損する事はあります.

また、カタログには書かれていませんが、工具毎に切り込み量の下限というのがあります.
これはとくに非研磨チップで顕著で、超硬の刃先というのは基本的に丸めてあったり、
カドを落としてあったり、あえて切れの鈍い部分を設けてある事が多いのですが、
切り込みがこの切れの鈍い部分の幅を上回れば、クサビの効果により
被削材がきれいに引き剥がされてもいくのですが、この幅を下回りますと、
ただ被削材を押し潰すだけの様な事態にもなります.
仕上がりは悪い、刃持ちは悪い、ワークは加工硬化著しい、と全く良い事がありません.
送りにも同じ事は言えます.
つまり、ランド幅0.15mmの工具なら、
切り込みも送りも0.15mm(旋削なら“一回転あたり”、転削なら“一刃あたり”)を上回る事が必要な訳です.
ただ、それで工具が即破損という事はまず無いです.

ま、いずれにしても、条件が低い分には即破損に至る事はまずありませんので、
カタログ値よりも条件が低い事を不安視する必要というのはありません.
あまりにも高い条件を設定して機械や工具を壊すよりは、
仕上がり品位などの要求を満たさない製品が出来上がる方がマシというものです.

ども、旋盤屋をやっております。

切削速度が低いと切削切削抵抗が増大します、
これは剪断がうまく起こらないためだと言われてます。
そのため、音、熱、振動が起こり。
ビビリやむしれなどの仕上げ面の劣化がよそうされます。
特に切り込み量の多い粗挽きやねじ切りでビビリや異音として出るようで。
超硬の場合、熱によるクラック摩耗で工具の「欠け」が発生しやすいのではないでしょうか。

基本的には周速と送り量の関係を守っていれば問題ないと思います。

ただひとつ・・・とあるスローアウェイ工具で、メーカーの人に教えてもらった話があります。

粗加工などは、切削熱によってワークを柔らかくすることで、深切込みや高速加工ができているらしいです。
そのため、あまりに低い条件下だと十分にワークが柔らかくならず、硬いまま切削するのでチップが逆に持たないとのことでした。

ま、加工硬化しやすい材質にはこの話は当てはまらないでしょうけどね・・・後工程が大変ですから。

メーカ発行資料には、次のようになってます。
切削速度による影響
　切削速度が低いと（20～40m/min）びびり振動が発生しやすく、工具寿命は
　短くなる

旋盤なら大径を加工する大型機械で回転が上がらず上げられず、芯まで面削りする場合にそうなりますが、連続削りなのでびびりは出にくく、あまり寿命が短くなるとは感じないはずです。切れ味、面粗度の変化は明かですが。

なので、余程の場合はハイスに変えたりするが、そのまま削ってしまいます。

フライス盤は断続切削なので、びびりが出るが、切削速度が出せないことは希で、これもあまり実感しないです。