段取りノート

切削速度を上げると工具寿命はなぜ縮むのか｜原価が最も安い速度は「刃先1つが何分もつか」で決まる

公開 2026/11/4 ・ 小次郎 ・ 加工・段取り ・ およそ7分で読めます

製造原価計算で、自分の数字でそのまま計算できます（登録は要りません）。

切削速度を上げれば、加工時間は縮みます。そのかわり、刃先は早く減ります。

どこまで上げるのが得なのか。時間と工具費は同時に動くので、片方だけを見ても答えは出ません。

この記事では、速度を上げると寿命がどれだけ縮むのかと、原価が最も安くなるのはどの速度かを、式で計算します。

なぜ速度を上げると、寿命が縮むのか

速度を上げると、刃先が1分間に削る距離が延び、刃先の温度が上がります。温度が上がると、摩耗が速く進みます。

工具メーカーの資料でも、切削速度が高すぎると逃げ面とすくい面の摩耗が急に進み、刃先が熱で変形することもある、とされています。切削速度は、送りや切込みよりも寿命への影響が大きい、とも書かれています。

インコネルやチタンのような難削材では、この傾向がはっきり出ます。熱がこもりやすい材料ほど、少し上げただけで刃先の減り方が変わります。

寿命は、何で見ているか

現場で「寿命が来た」と判断する目安は、ひとつではありません。

  • 決めた個数を削った
  • 面が荒れてきた、寸法が動いてきた
  • 音が変わった、切りくずの色が変わった
  • 逃げ面の摩耗が進んでいる（チップを外して見る）

速度を2割上げると、寿命は半分になる

速度と寿命の関係は、テイラーの寿命式で表されます。

V × Tⁿ ＝ C

V  切削速度（m/min）
T  工具寿命（分）
n  工具と材料で決まる定数
C  定数

n が小さいほど、寿命は速度に敏感になります。n は工具と材料で変わります。ここでは例として n＝0.25 で計算します。

速度を2割上げたときの寿命は、こうなります。

寿命の比 ＝ 1.2 の (−1 ÷ 0.25) 乗 ＝ 1.2 の −4乗 ＝ 0.48

寿命（分）はおよそ半分になります。

一方で、加工時間は 1 ÷ 1.2 ＝ 0.83倍です。2割弱しか縮みません。

速度を2割上げると
加工時間0.83倍（2割弱短い）
刃先の寿命（分）0.48倍（半分ほど）
刃先1つで削れる個数0.58倍
1個あたりの工具費1.7倍

⚠ n＝0.25 は例です。n が大きい工具・材料なら、寿命の縮み方はもっと小さくなります。

時間と工具費は、同時に動く

カタログの切削条件をそのまま使えない理由では、寿命が縮んだ場合と、時間が延びた場合を別々に比べました。結論は「加工時間の方が、工具寿命よりはるかに効く」でした。

実際に速度を変えると、2つは同時に動きます。時間が縮んで得をする分と、刃先が早く減って損をする分を足すと、どこかにいちばん安い速度があります。

1個の切削が8分、刃先1つが60分もつ速度を基準にして、速度を上げていきます。

1分あたりの費用   68.3円（固定費ぶんの機械チャージ 1,600円/時 ＋ 人件費 2,500円/時）
刃先1つ           200円
刃先の交換         3分
n                 0.25
速度1個の切削刃先の寿命時間の費用工具の費用（刃先＋交換）1個あたり
基準8.0分60分546円54円600円
1.2倍6.7分29分455円93円549円
1.35倍5.9分18分405円133円538円
1.5倍5.3分12分364円182円547円

1.35倍あたりが底です。基準より1個あたり60円あまり安くなります。

1分あたりの費用と交換3分の考え方は、刃先交換の3分は、どこに入れるかと同じです。

原価が最も安いのは「刃先1つが何分もつ速度」か

この底は、表を作らなくても1つの式で出せます。

原価が最も安い寿命 ＝ (1 ÷ n − 1) × (交換の時間 ＋ 刃先1つの値段 ÷ 1分あたりの費用)

上の条件を入れると、こうなります。

(1 ÷ 0.25 − 1) × (3 ＋ 200 ÷ 68.3) ＝ 3 × 5.93 ＝ 17.8分

刃先1つが18分ほどもつ速度が、原価の底です。表の1.35倍のところと一致します。

条件を変えると、答えはこう動きます。

条件原価が最も安い寿命
刃先1つ 200円・交換3分約18分
刃先1つ 200円・交換15分（削り始めるまで）約54分
工具1本 3,000円・交換3分約141分

刃先が安く、交換が速いほど、速く回して早く替える方が安い。工具が高く、交換に手間がかかるほど、ゆっくり長く使う方が安い、ということになります。

⚠ 刃先1つ200円は、チップのコーナー数やコーティング、仕入れの条件で変わります。交換の時間は、刃先を差し替えるだけなら3分でも、寸法を確かめて削り始めるまでに15分かかることもあります。

底は平ら。少し遅い側でも損は小さい

もう一度、表を見てください。

1.2倍    549円
1.35倍   538円   ← 底
1.5倍    547円

底のまわりは平らです。1.3倍でも1.4倍でも、差は1円ほどしかありません。

つまり、底をぴったり狙う必要はありません。面や寸法、欠けのことを考えて少し遅い側に寄せても、原価の損はわずかです。逆に、底より遅すぎる（刃先が何時間ももつ）なら、上げる余地があるかもしれません。

⚠ ここまでは摩耗だけを見た計算です。実際の条件は、式どおりには決まりません。

自分の現場で当てはめるなら

刃先1つの寿命は、切込み・工具の材質・材料で大きく変わります。一概に「何分」とは言えません。

それでも、自分の条件で1回測ってみる価値はあります。

1  いまの条件で、刃先1つが何分もっているかを数える（個数 × 1個の切削時間）
2  上の式で「原価が最も安い寿命」を出す（刃先の値段・交換の時間・1分あたりの費用）
3  比べる
     いまの方がずっと長い → 速度を上げる余地があるかもしれない
     いまの方がずっと短い → 速すぎるかもしれない

⚠ n は工具と材料で変わります。分からなければ、0.2・0.25・0.3 の3通りで計算して、答えの幅を見ておくと安心です。

出典

この記事の式と、速度と摩耗の関係は、次の資料で確認しています（確認日：2026年10月6日）。

⚠ n の値は工具・材料・条件で変わります。この記事の n＝0.25 は計算の例です。

まとめ

  • 速度を上げると刃先の温度が上がり、摩耗が速く進む。難削材ほどはっきり出る
  • 摩耗と欠けは別。式が表すのは摩耗だけ
  • テイラーの寿命式で n＝0.25 なら、速度2割増しで寿命は半分。時間は2割弱しか縮まない
  • 時間と工具費を足すと、いちばん安い速度がある
  • 原価が最も安い寿命 ＝ (1 ÷ n − 1) ×（交換の時間 ＋ 刃先の値段 ÷ 1分あたりの費用）。刃先1つ200円・交換3分なら約18分
  • 底は平ら。面や欠けを考えて少し遅い側に寄せても、損は小さい

小次郎 切削工具・測定工具の販売（卸売）と、 NC旋盤・マシニングセンタでの加工。両方の実務経験があります。 運営者情報