肝心の切削条件、わりと感と気分で決めていたりするので
もう少し論理的に決めたいところであります。
完全に自己満足の世界にハマり込んでいますので
とっても解り難い事になっております。
総まとめに飛びたい場合は、後ろの方の【結果】へどうぞ。
ここ数週間は、色々と切削条件を探しまくりました。
この会社の技術情報に「切削条件」などがあり、
エンドミル切削条件表」のPDFが見つかりました。
色々とあるけど、サイズと被削材を見ていくとP25にある0.2～6.0mmで
複合材・グラファイト用エンドミルの条件を参考にするのがよさそうです。
ラジアスエンドミルという先端の角に僅かなＲがついていますが
まあいいでしょう。
「グラファイト」とは、ここの説明が判り易いようです。
鉛筆の芯、乾電池の芯棒 といったところのようです。
グラファイトとカーボンの違いとかも説明されています。
硬さ的には、MDFに近いだろうと勝手に思っております。
まず、PDFからEXCELに数値を拾い上げるとこんな表になります。
本当は、横長一列の表にしています。
同じD（先端径）でも、異なるNCK（ネック長）について３種類あります。
長くなるほど、たわむので、遅く切削しなさいというわけです。
HAM40-5480 2-Flute
| D[mm] | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
|---|---|---|---|
| NCK[mm] | 3 | 5 | 8 |
| SHK[mm] | 4 | 4 | 4 |
| Vc[m/min] | 780 | 625 | 470 |
| fz[mm/t] | 0.028 | 0.024 | 0.015 |
| Vf[mm/min] | 2800 | 2380 | 1540 |
| n[1/min] | min.50000 | min.50000 | min.50000 |
fz：一刃当たりの送り量
Vf：切削送り速度
n：スピンドル回転速度
Z：Flute数（刃数）
表中のVf、n、Zを使って
fz＝Vf/n/Z により正確な数値を計算できることがわかりました。
（n＝min.50000の所は、50000にして表と計算合いました）
fz（一刃当たりの送り量）がわかれば、所定のスピンドル回転数の場合の
Vf（切削送り速度：Feed）= fz ｘ Z ｘ n で求めることができるのです。
元表は、NCK（ネック長）がバラバラなので、NCK/D比で正規化するために、
各D（先端径）のNCK（ネック長）に対するfzの式を導き出します。
EXCELの近似曲線機能を使って２次関数で近似しました。
＊＊＊＊＊
D=0.2 ： fz = －0.0028*NCK+0.0098
D=0.3 ： fz = －0.0028*NCK+0.014
D=0.4 ： fz = －0.0014*NCK2+0.0042*NCK+0.014
D=0.5 ： fz = －0.000467*NCK2－0.001727*NCK+0.028
D=0.6 ： fz = －0.00014*NCK2－0.00098*NCK+0.0322
D=0.8 ： fz = －0.000175*NCK2+0.00021*NCK+0.03668
D=1.0 ： fz = +0.0000524*NCK2－0.003208*NCK+0.0593103
D=1.2 ： fz = +0.0000361*NCK2－0.002913*NCK+0.0658208
D=1.5 ： fz = +0.0000775*NCK2－0.003957*NCK+0.0759608
D=2.0 ： fz = －0.0000011*NCK2－0.0016969*NCK+0.0801156
D=2.5 ： fz = －0.000014*NCK2－0.00098*NCK+0.0812
D=3.0 ： fz = +0.0000482*NCK2－0.003393*NCK+0.1012293
D=4.0 ： fz = +0.0000241*NCK2－0.002351*NCK+0.1050483
D=5.0 ： fz = －0.0000248*NCK2－0.0007359*NCK+0.12201
D=6.0 ： fz = －0.0000143*NCK2－0.0009594*NCK+0.1396023
＊＊＊＊＊
これでNCK/D比を固定してD（先端径）とfz（一刃当たりの送り量）の
関係を導き出せそうです。
例えば、NCK/D＝５倍でDに対するfzを算出するには、
D=0.6 ： fz = －0.00014*NCK2－0.00098*NCK+0.0322 を使って
NCK=0.6 x 5 = 3 なので
fz = －0.00014*32－0.00098*3+0.0322 = 0.028 [mm] = 28[μm]
というわけです。
fzの単位を[μm]に変えています（表の横幅が長くなるので）
| D[mm] | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NCK/D | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| NCK[mm] | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.5 | 10.0 | 12.5 | 15 | 20 | 25 | 30 | |
| ①fz [μm/t] |
0.2-1.2 | 7 | 10 | 17 | 21 | 28 | 35 | 45 | 50 | |||||||
| 1.5-3.0 | 51 | 63 | 67 | 61 | ||||||||||||
| 4.0-6.0 | 68 | 88 | 98 | |||||||||||||
これをグラフにすると、なかなかよさそうな感じになりました。
第１グループ：D0.2～1.2mm、SHK（シャンク径：4mm）
第２グループ：D1.5～3.0mm、SHK（シャンク径：4mm）
第３グループ：D4.0～6.0mm、SHK（シャンク径：6mm）
に分けてEXCELさんに近似式を入れてもらいました。
D：2.5mm ～ 3.0mmで下がるのが気になりますが
エンドミルのたわみが小さくなるからでしょう。
エンドミルのたわみが大きくなるからでしょう。
これらは、スピンドル回転数が、基本50000rpm辺りだし、Max値と考えます。
工業用のマシンで剛性がしっかりしている場合だと考えられます。
CNC2418は、スピンドルのトルクも、構造上の剛性がかなり低いと思われるので、
この数値より軽減する必要があります。
前回の切削条件の整理では、
杉角材で、3.175mmミル、S800、F500、深さ－1.0mmの実績で
fz：0.0313mm/t の記録を叩き出しています。
たぶんにCNC2418の構造上の剛性での上限かなと思われます。
ということで
一番上のグラフのfzを50%にするとよさそうな感じがします。
2.5mm辺りのピークが0.033位になったので丁度いいかな。
深さは、今は気にせず、別途、考えないといけません。
2.5mm と 3.0mmでは、同じになるようにしました。
いい感じになりました。D：4～6mmは、使わないので無視して
これで行きましょう！
②fzは、①fzを50%してＤ：2.5mmと3.0mmを同じにしたわけです。
| D[mm] | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4 | 5 | 6 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NCK/D | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| NCK[mm] | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.5 | 10.0 | 12.5 | 15 | 20 | 25 | 30 | |
| ②fz [μm/t] |
0.2-3.0 | 3.5 | 4.9 | 8.4 | 10.4 | 14.0 | 17.4 | 22.3 | 24.8 | 31.5 | 33.4 | 33.4 | ||||
| 1.5 | 25.3 | |||||||||||||||
| 4.0-6.0 | 34 | 44 | 49 | |||||||||||||
上のグラフから
近似式：fz = 0.00109 x D3 - 0.01093 x D2 + 0.03543 x D - 0.00403 を得て
再計算してグラフにしたのがこれです。
そのグラフのデータは、これになります。
③fz = 0.00109 x D3 - 0.01093 x D2 + 0.03543 x D - 0.00403
さて、このfzからn（スピンドル回転数）=8000rpmで
Vf（切削送り速度：Feed）= fz ｘ Z ｘ n を求めます。
杉角材の時の実績、3.175mmミル、S800、F500、深さ－1.0mmで
fz：0.0313mm/t の記録とほぼ同じになりました。そう画策したわけですが。
ので、これを「木材」用のVf（Feed）にしようと思います。
深さは、一般に0.2Dってのが多いようですが
CNC2418には、fzの倍率にした方がしっくり行くように感じます。
ここまで試行錯誤して導き出した勝手な論理です(-_-;)
スピンドル回転数 n＝8000 [rpm]
③fz = 0.00109 x D3 - 0.01093 x D2 + 0.03543 x D - 0.00403
Vf = ③fz ｘ 2 ｘ 8000
そして、ＭＤＦは、もう少し速くできそうなのでVfを１５０％して
深さもギリギリを狙って fz x40にします。
硬い木材用として、fzを少なくしたfz x20のパターンも作ってみました。
③fz = 0.00109 x D3 - 0.01093 x D2 + 0.03543 x D - 0.00403
Vf = ③fz ｘ 2 ｘ 8000 x 150%
D：0.6mmの方はよさそうですが
2.5mm、3.175mmでのVf：800mm/minが速すぎる気もするので
実際に切削してみることにします。
CNC2418にMDFをセットして
ミルとFeedと深さを変えて、X軸方向に長さ100mmの溝を掘ります。
ミルと同じ径の溝掘りが一番負荷がかかるからです。
ちなみにこの場合のテスト用のGCodeは、
Candle v1.1.7に適当なGCodeを読み込んで、手入力でGCodeを編集します。
赤文字の所を変えていきます。
＊＊＊＊＊＊
(Engraving Test for End Mills)
G90 (In absolute distance mode)
G94 (units per minute mode)
G17 (Select the XY-plane)
G21 (use millimeters)
G54 (Select work offset #1)
(EndMill Corn-Type 3.175mm )
S800
M3
G0 X0 Y0 Z2
G1 Z-1.33 F300
F500
G1 X100
M5
G0 Z2
G0 X0 Y0
M30
＊＊＊＊＊＊
では、動画で。
いきなりF800は、ちと怖いので、まずは、F500から
MDF切削、エンドミル：3.175mm、S800 F500 深さ-1.33mm
次は、本命のF800 を動画で。
速いのを見た後では、ちょっと速くしたくなります。
MDF切削、エンドミル：3.175mm、S800 F300 深さ-1.33mm
上から F300、F800、F500 です。
毛羽立ちは、似た感じかな～ F800がわずかに多い気もします。
進行方向（写真で右方向）の右側に多いです。
ちょっとだけ深さを減らして -1.33 ⇒ -1.0mm にして、動画で。
やっぱ速いのは振動が大きくうるさいです。
MDF切削、エンドミル：3.175mm、S800 F800 深さ-1.00mm
2.0mmにして3.175mmの最速と同じ条件を動画で。
3.175mmの時ほどの振動音はないけど、もう少し落としたいなあって感じ。
CNC2418の剛性では、2.5～３mmをピークにして
それより径が大きいのは、Feedを落とした方がよさそうです。
MDF切削、エンドミル：2.0mm、S800 F800 深さ-1.33mm
最後は、0.6mmのを動画で。
これは、まだ余裕ありそうですが、エンドミルが微妙にたわむ可能性もあるので
細いのは、マシンの剛性よりもエンドミルのたわみとのトレードオフです。
ネック長が短ければ、まだ早くできそうです。
MDF切削、エンドミル：0.6mm、S800 F260 深さ-0.54mm
ということで、おおよその目安がついたので、ちょっと落とすことにして
MDFは、150%⇒120%にします。
MDFのとこは、ギリギリの条件を狙っている感じがするので（振動具合から）
止めて、一ランク落としてズラしました。
と、だんだん弱気になってくるマーティーであります(´-﹏-`；)
後は、Overridingバーで調子を見ながら可変できるからいいでしょう！
もはやネック長の条件は、どこかに飛んでおります。
Flute数、ネック長は、変数にせずにこの表で行くことにします。
マシンの剛性が低いので3Fluteや4Fluteも同じVfがいいと思われます。
＜木材・ＭＤＦ＞で採用
③fz = 0.00109 x D3 - 0.01093 x D2 + 0.03543 x D - 0.00403)
Vf = ③fz ｘ 2 ｘ 8000
アルミは、木材の③fzを50%にして、深さもfz x8にします。
0.6mmの時に0.1mmの実績がありますが
切削面があまり綺麗でなかったので0.05mmがいいかな～と
3.175mmミルで深さ－0.13mm F270がちょっと無理な気もしますが
今度、切削の機会が来たらまた考えたいと思います。
＜アルミ＞で採用
スピンドル回転数 n＝8000 [rpm]
④fz = (0.00109 x D3 - 0.01093 x D2 + 0.03543 x D - 0.00403) x50%
Vf = ④fz ｘ 2 ｘ 8000
プラスチックは、硬さよりも溶着しないようにする制約が優先です。
fzを木材の２倍にしてみると、やや大き過ぎるので、木材のfzの180%にしました。
n：回転数は、まだ、使用経験が少ないですが
溶着しやすかったと感じた順（PVC＞アクリル＞PE）で
スピンドル回転数を落とします。
硬さは、アクリル ＞ ＰＶＣ ＞ ＰＥ と感じています。
深さは、硬い木材と同等になるようfz x 11でいいでしょう。
結局、感になっていますが、以前よりは強気にできているかと(^^ゞ
＜ＰＶＣ・アクリル・ＡＢＳ・ポリエチレン＞で採用
エンドミル：スパイラル・タイプ（Flute：１or２）必須
⑤fz = (0.00109 x D3 - 0.01093 x D2 + 0.03543 x D - 0.00403) x180%
Vf = ⑤fz ｘ 2 ｘ n
＜ＰＣＢ＞ 前回の実績データを見直します。
パターン切削は、もう少し実験が必要ですが
35μmでのパターンは、銅だけど薄いし、実績があるのでそのまま。
アルミから考えると70μmパターン切削でfz＝18.8μmは、大き過ぎでしたね～
fzをアルミと同等にして落として深さも浅くします。
＜ＰＣＢ＞ 採用 ⇒ 2018.4.14の検討で改定（結果のところに記載）
Fusion360のCAM設定の一番大事な所「切削送り速度」と「深さ」が
終わりました！！！
【 結 果 】
苦労して決めてきた「切削条件」のまとめです。
「ランプ」は、傾斜部切削と、円を描きながら下降切削する時を意味するようです。
今回の肝心要の「設定表」です。
深さは、四捨五入しました。
マシンの剛性が低いので3Fluteや4Fluteやネック長比も同じ（無視）とします。
後は、実際に使って練り上げていくつもりです。
プラスチック系、アルミは、ちと不安もあり全部検証しているわけではないので
もし、折れたりしましたらm(_ _)m
設定表：＜木材・ＭＤＦ＞ n=8000rpm（GCode：S800）
木材：パイン集成材（赤松）辺りまでは、大丈夫かな？
もっと硬い、黒壇・紫檀・ツゲ・ケヤキは、下げる必要あります。
設定表：＜ＰＶＣ・アクリル・ＡＢＳ・ポリエチレン＞
エンドミル：スパイラル・タイプ（Flute：１or２）必須
設定表：＜アルミ＞ n＝8000 [rpm]
2018.3.23追加（理由は下の追伸）
特に2.0mm以上の深さ: 0.13mmは、厳しい気がしてきた。
深さ: 0.05mm～ 実切削して様子を見た方がいいと思われます。
設定表：＜アルミ＞ n＝10000 [rpm]
（2019.6.22見直し版）
2019.6.22 ここでアルミカプラーを切削、反省して見直し(-_-;)
・できるだけドリルで下穴を開けて、そこから側面切削で
［最大切削ピッチ］0.1～0.3mmでゆっくりやるのがいいみたい。
・特に径が大きめのミルでは底面全体で切削する時は、
マシンの剛性やスピンドルモータの力が弱いので
Feed：120～130mm/minに下げた方がいい。
設定表：＜ＰＣＢ＞ まだミルの選択含めて検討の余地がありますが
設定表：＜ＰＣＢ＞ （2018.4.14の検討で改定）（カットは、上表）
※1：V-Cutter 1flute 30°がいいらしいが、所持してなく。
※2：先端径0.2mmで切削すると箔間0.3mmになるため。
※3：テストは、５巡でやったが４巡にしている。たぶん大丈夫だろう。
※4：HeightMapの使用は、必須。
まだ見直すべき所があるとは思いますが
ひとまず、マーティー工房では、整理がついたので
モヤモヤしたものがスッキリした気分です。
＊＊＊＊＊追伸です（2018.3.23）＊＊＊＊＊
その後、テスト切削したMDFを眺めていたら
開始点（左端）が曲がっているのに気づきました。
切削開始点の拡大。左から開始して右方向に切削しています。
下から３つは、深さ -1.33mm、切削開始で一旦、右斜め上に動いています。
よーく見ると、下から２番目の深さ:-1.33mm、F800が最も顕著です。
下から４番目は、深さ -1.00mm、微妙にその傾向はありますが
切削の反動力（赤矢印）とエンドミルのたわみの反発力とが釣り合った所に
ズレ分が安定しているのだと思われます。
ということで、MDFでは、深さ；-1.0mm以上は止めた方がよさそうです。
もっと硬い物は、なおさら浅くしないといけないですね～
今までの弱気の設定は、精度という点で意外とよかったのかも。
となると、アルミの深さは気になるところです。
特に3.175mmで深さ-0.13mmは、無理っぽいなあ～？
（深さに”－”つけるのはおかしいかなあ？）
＊＊＊＊＊追伸 ここまで＊＊＊＊＊
《おまけの情報》
＜木材の硬さ＞
「木材博物館」という所の「強度」に木材が硬さ順に
「非常に硬い・硬い・やや硬い・並・やや柔らかい・柔らかい」で並べられています。
ホームセンターにありそうなのを抜粋すると、こんなもんでしょうか。
硬いと思っていた赤松は、並に近いですね～
（赤松はリストにないけど検索するとでてきます）
①非常に硬い ：ケヤキ、黒檀、紫檀、ツゲ
②硬い ：桜、ブナ、マホガニー
③やや硬い ：カラ松、椿、赤松（レッドパイン）
④並 ：桧
⑤やや柔らかい：エゾ松、黒松、杉、桂、白松（ホワイトパイン）
⑥柔らかい ：バルサ、ファルカタ、桐
ＭＤＦの切削する上での硬さは、感覚的には、
⑤やや柔らかい or ⑥柔らかい という気がしています。
比重で比較すると、桜とブナの間になるらしいのですが
上のサイトの「比重」順で並べたページをみると
硬さ順と比重順は、同じではありません。
アクリルやアルミの硬さを調べてみると
ここには、アクリル表面の硬さはアルミニウムとほぼ同じとあります。
こちらには、アクリルの表面硬度は鉛筆の２H程度。
人の爪の硬さと同等。爪で強く引っ掻くと傷がつく。
とあります。
合体すると、爪でアルミに傷がつく。ということになります。
マーティーの爪では、1円玉や放熱板をこすりましたが
爪の方が微妙に擦れてアルミが光沢する感じです。
アクリルでアルミに傷が入りますが、逆は入りませんね～
微妙な差である感触ですが、「傷つけ硬さ」は、
アクリル＞アルミ＞爪 の順のようです。
この辺などでモース硬度を調べると
この数字に比例した硬さというわけではないですが
２：爪
２：アクリル
２：鉛筆２Ｈ
２～２.９：アルミニウム
２.５～４：銅
３～４：真鍮
４～５：鉄
５：ニッケル
＜切削動力計算式＞
実は、ここから
［技術情報］⇒［技術資料］⇒［各種工具の切削動力計算］へたどって
［旋削］をクリックすると、こんな窓がでて「切削電力」なるものが
計算できるらしいのを見つけました。
更に、旋削に関する計算式は、ここのPDFに
フライス加工切削条件の選び方は、ここのPDFにありました。
ここにも同じものが
（MITSUBISHI MATERIALS 技術情報 > 技術資料 > 所要動力計算式 ）
あります。
そこで、切削動力を計算して
スピンドルのパワーや切削体積からCNC2418の限界値を導き出そう
なんて大それた事を考えましたが、難しすぎて途中で断念(´-﹏-`；)
その途中で、
＜スピンドルの定格＞
CNC2418のスピンドル：775を探してみました（775に似たものも）
775といっても沢山の種類があるんですね～
DZT's Storeには、次の情報だけがあります。
近似式：fz = 0.00109 x D3 - 0.01093 x D2 + 0.03543 x D - 0.00403 を得て
再計算してグラフにしたのがこれです。
③fz = 0.00109 x D3 - 0.01093 x D2 + 0.03543 x D - 0.00403
| D[mm] | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NCK/D | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| NCK[mm] | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.5 | 10.0 | 12.5 | 15 | 20 |
| ③fz [μm/t] |
2.6 | 5.6 | 8.5 | 11.1 | 13.5 | 17.9 | 21.6 | 24.6 | 28.2 | 31.8 | 33.3 | 33.3 | 32.6 |
さて、このfzからn（スピンドル回転数）=8000rpmで
Vf（切削送り速度：Feed）= fz ｘ Z ｘ n を求めます。
杉角材の時の実績、3.175mmミル、S800、F500、深さ－1.0mmで
fz：0.0313mm/t の記録とほぼ同じになりました。そう画策したわけですが。
ので、これを「木材」用のVf（Feed）にしようと思います。
深さは、一般に0.2Dってのが多いようですが
CNC2418には、fzの倍率にした方がしっくり行くように感じます。
ここまで試行錯誤して導き出した勝手な論理です(-_-;)
スピンドル回転数 n＝8000 [rpm]
| D[mm] | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.175 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ③fz[μm] | 13.5 | 17.9 | 21.6 | 24.6 | 28.2 | 31.8 | 33.3 | 33.3 | |
| Vf[mm/min] | 100% | 220 | 290 | 340 | 390 | 450 | 510 | 530 | 530 |
| 深さ[mm] | ③fz x30 | 0.41 | 0.54 | 0.65 | 0.74 | 0.85 | 0.95 | 1.00 | 0.99 |
Vf = ③fz ｘ 2 ｘ 8000
そして、ＭＤＦは、もう少し速くできそうなのでVfを１５０％して
深さもギリギリを狙って fz x40にします。
硬い木材用として、fzを少なくしたfz x20のパターンも作ってみました。
| D[mm] | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.175 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ③fz[μm] | 13.5 | 17.9 | 21.6 | 24.6 | 28.2 | 31.8 | 33.3 | 33.3 | ||
| Vf[mm/min] n=8000rpm |
100% | 220 | 290 | 340 | 390 | 450 | 510 | 530 | 530 | 木材 |
| 150% | 330 | 440 | 510 | 590 | 680 | 770 | 800 | 800 | MDF | |
| 深さ[mm] | ③fz x20 | 0.27 | 0.36 | 0.43 | 0.49 | 0.56 | 0.64 | 0.67 | 0.66 | 硬い木材 |
| ③fz x30 | 0.41 | 0.54 | 0.65 | 0.74 | 0.85 | 0.95 | 1.00 | 0.99 | 一般木材 | |
| ③fz x40 | 0.54 | 0.72 | 0.86 | 0.99 | 1.13 | 1.27 | 1.33 | 1.33 | MDF | |
Vf = ③fz ｘ 2 ｘ 8000 x 150%
D：0.6mmの方はよさそうですが
2.5mm、3.175mmでのVf：800mm/minが速すぎる気もするので
実際に切削してみることにします。
CNC2418にMDFをセットして
ミルと同じ径の溝掘りが一番負荷がかかるからです。
ちなみにこの場合のテスト用のGCodeは、
Candle v1.1.7に適当なGCodeを読み込んで、手入力でGCodeを編集します。
赤文字の所を変えていきます。
＊＊＊＊＊＊
(Engraving Test for End Mills)
G90 (In absolute distance mode)
G94 (units per minute mode)
G17 (Select the XY-plane)
G21 (use millimeters)
G54 (Select work offset #1)
(EndMill Corn-Type 3.175mm )
S800
M3
G0 X0 Y0 Z2
G1 Z-1.33 F300
F500
G1 X100
M5
G0 Z2
G0 X0 Y0
M30
＊＊＊＊＊＊
では、動画で。
いきなりF800は、ちと怖いので、まずは、F500から
MDF切削、エンドミル：3.175mm、S800 F500 深さ-1.33mm
ちょっと振動音が大きいかな～～
動画では、振動音はわからず、サクサクに感じるのですが
どうもスピンドルとエンドミルの性能より
機械の剛性に不安が残る速度です。
MDF切削、エンドミル：3.175mm、S800 F800 深さ-1.33mm
遅くしてみます。F300を動画で。
安心ちゃ安心ですね～動画では、振動音はわからず、サクサクに感じるのですが
どうもスピンドルとエンドミルの性能より
機械の剛性に不安が残る速度です。
MDF切削、エンドミル：3.175mm、S800 F800 深さ-1.33mm
速いのを見た後では、ちょっと速くしたくなります。
MDF切削、エンドミル：3.175mm、S800 F300 深さ-1.33mm
毛羽立ちは、似た感じかな～ F800がわずかに多い気もします。
進行方向（写真で右方向）の右側に多いです。
やっぱ速いのは振動が大きくうるさいです。
MDF切削、エンドミル：3.175mm、S800 F800 深さ-1.00mm
3.175mmの時ほどの振動音はないけど、もう少し落としたいなあって感じ。
CNC2418の剛性では、2.5～３mmをピークにして
それより径が大きいのは、Feedを落とした方がよさそうです。
MDF切削、エンドミル：2.0mm、S800 F800 深さ-1.33mm
細いのは、マシンの剛性よりもエンドミルのたわみとのトレードオフです。
ネック長が短ければ、まだ早くできそうです。
MDF切削、エンドミル：0.6mm、S800 F260 深さ-0.54mm
MDFは、150%⇒120%にします。
MDFのとこは、ギリギリの条件を狙っている感じがするので（振動具合から）
止めて、一ランク落としてズラしました。
と、だんだん弱気になってくるマーティーであります(´-﹏-`；)
後は、Overridingバーで調子を見ながら可変できるからいいでしょう！
もはやネック長の条件は、どこかに飛んでおります。
Flute数、ネック長は、変数にせずにこの表で行くことにします。
マシンの剛性が低いので3Fluteや4Fluteも同じVfがいいと思われます。
＜木材・ＭＤＦ＞で採用
| D[mm] | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.175 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ③fz[μm] | 13.5 | 17.9 | 21.6 | 24.6 | 28.2 | 31.8 | 33.3 | 33.3 | ||
| Vf[mm/min] n=8000rpm |
100% | 220 | 290 | 340 | 390 | 450 | 510 | 530 | 530 | 木材 |
| 120% | 260 | 350 | 410 | 470 | 540 | 610 | 640 | 640 | MDF | |
| 深さ[mm] | ③fz x20 | 0.27 | 0.36 | 0.43 | 0.49 | 0.56 | 0.64 | 0.67 | 0.66 | 木材 |
| ③fz x30 | 0.41 | 0.54 | 0.65 | 0.74 | 0.85 | 0.95 | 1.00 | 0.99 | MDF | |
Vf = ③fz ｘ 2 ｘ 8000
アルミは、木材の③fzを50%にして、深さもfz x8にします。
0.6mmの時に0.1mmの実績がありますが
切削面があまり綺麗でなかったので0.05mmがいいかな～と
3.175mmミルで深さ－0.13mm F270がちょっと無理な気もしますが
今度、切削の機会が来たらまた考えたいと思います。
＜アルミ＞で採用
スピンドル回転数 n＝8000 [rpm]
| D[mm] | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.175 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ④fz[μm] | 6.8 | 8.9 | 10.8 | 12.3 | 14.1 | 15.9 | 16.6 | 16.6 | |
| Vf[mm/min] | 110 | 140 | 170 | 200 | 230 | 250 | 270 | 270 | |
| 深さ[mm] | ④fz x8 | 0.05 | 0.07 | 0.09 | 0.10 | 0.11 | 0.13 | 0.13 | 0.13 |
Vf = ④fz ｘ 2 ｘ 8000
プラスチックは、硬さよりも溶着しないようにする制約が優先です。
fzを木材の２倍にしてみると、やや大き過ぎるので、木材のfzの180%にしました。
n：回転数は、まだ、使用経験が少ないですが
溶着しやすかったと感じた順（PVC＞アクリル＞PE）で
スピンドル回転数を落とします。
硬さは、アクリル ＞ ＰＶＣ ＞ ＰＥ と感じています。
深さは、硬い木材と同等になるようfz x 11でいいでしょう。
結局、感になっていますが、以前よりは強気にできているかと(^^ゞ
＜ＰＶＣ・アクリル・ＡＢＳ・ポリエチレン＞で採用
エンドミル：スパイラル・タイプ（Flute：１or２）必須
| D[mm] | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.175 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ⑤fz[μm] | 24 | 32 | 39 | 44 | 51 | 57 | 60 | 60 | ||
| Vf [mm/min] |
n:2000rpm | 100 | 130 | 160 | 180 | 200 | 230 | 240 | 240 | PVC |
| n:3000rpm | 150 | 190 | 230 | 270 | 300 | 340 | 360 | 360 | アクリル ＡＢＳ |
|
| n:4000rpm | 190 | 260 | 310 | 350 | 410 | 460 | 480 | 480 | PE | |
| 深さ[mm] | ⑤fz x11 | 0.27 | 0.35 | 0.43 | 0.49 | 0.56 | 0.63 | 0.66 | 0.66 | |
Vf = ⑤fz ｘ 2 ｘ n
＜ＰＣＢ＞ 前回の実績データを見直します。
| 部材 | パターン | カット | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 銅箔 | 35μm | 70μm | 35μm | 70μm | |||
| ミルタイプ | トウモロコシ | Ｖ 20° | トウモロコシ | ||||
| D[mm] | 0.6 | 0.2 | 1.0 | ||||
| n [rpm] | 5000 | 7000 | 8000 | 8000 | 7000 | 8000 | 8000 |
| 深さ[mm] | 0.05mm | 0.1mm | 0.05mm | 0.1mm | 0.2mm | 0.3mm | 0.3mm |
| Vf[mm/min] | 100 | 120 | 240 | 150 | 200 | 220 | 250 |
| fz[μm/t] | 10.0 | 8.6 | 15.0 | 18.8 | 14.3 | 13.8 | 15.6 |
パターン切削は、もう少し実験が必要ですが
35μmでのパターンは、銅だけど薄いし、実績があるのでそのまま。
アルミから考えると70μmパターン切削でfz＝18.8μmは、大き過ぎでしたね～
fzをアルミと同等にして落として深さも浅くします。
＜ＰＣＢ＞ 採用 ⇒ 2018.4.14の検討で改定（結果のところに記載）
| 部材 | カット（1.6mm厚） | ||
|---|---|---|---|
| 銅箔 | |
35／70μm | |
| ミルタイプ | |
トウモロコシ | |
| D[mm] | 1.0 | ||
| n [rpm] | 8000 | ||
| 深さ[mm] | |
|
0.3 |
| Vf[mm/min] | 250 | ||
| fz[μm/t] | 15.6 | ||
Fusion360のCAM設定の一番大事な所「切削送り速度」と「深さ」が
終わりました！！！
【 結 果 】
苦労して決めてきた「切削条件」のまとめです。
「スピンドル回転数」の入力値＝GCodeのS値になります。
CNC2418では、S値÷10＝Duty[%]なので、1000がMaxのDuty 100%になります。
本来は、有負荷での回転数なのですが、無負荷時の回転数しかわからないので
下の設定表より n[rpm] ÷ 10 を入力値とします。
D：先端径[mm] Z：刃数（Flute）| 記 号 |
項目 | 意味 | GCodeなど | マーティーの 設定 |
|---|---|---|---|---|
| n | スピンドル回転速度 [rpm] |
通常平面切削 | =GCodeのＳ値 CNC2418では、 約10倍がrpm値 |
下の設定表の n/10 |
| Vc | サーフェス速度 [m/min] |
先端最外周速度 | =D x π x n/1000 | 自動計算 |
| ランプスピンドル速度 [rpm] |
傾斜切削時の ｽﾋﾟﾝﾄﾞﾙ回転数 |
=GCodeのＳ値 CNC2418では、 約10倍がrpm値 |
ｽﾋﾟﾝﾄﾞﾙ回転 速度と同じ |
|
| Vf | 切削送り速度 [mm/min] |
XY方向の 切削速度 |
=GCodeのＦ値 Feed |
下の設定表 より |
| fz | 一刃当たりの送り [mm/t] |
刃が1回通過 毎の切削量 2Fluteでは 1/2回転当たり |
=(Vf/n)/Z | 自動計算 |
| 進入送り速度 [mm/min] |
進入時XY方向 切削速度 |
進入時のＦ値 | 切削送り速度と 同じ |
|
| 退出送り速度 [mm/min] |
退出時XY方向 切削速度 |
退出時のＦ値 | 切削送り速度と 同じ |
|
| ランプ送り速度 [mm/min] |
傾斜部切削時の XY移動速度 |
傾斜部のＦ値 | 切削送り速度の 2/3程度 |
|
| Vap | 切込み送り速度 [mm/min] |
Ｚ軸方向の 切削速度 |
降下時のＦ値 | 切削送り速度の 1/3程度 |
| 回転あたりの送り [mm] |
Z軸方向の 送り量 |
=Vap/n | 自動計算 |
深さは、四捨五入しました。
マシンの剛性が低いので3Fluteや4Fluteやネック長比も同じ（無視）とします。
後は、実際に使って練り上げていくつもりです。
プラスチック系、アルミは、ちと不安もあり全部検証しているわけではないので
もし、折れたりしましたらm(_ _)m
設定表：＜木材・ＭＤＦ＞ n=8000rpm（GCode：S800）
| D[mm] | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.175 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 切削送り速度 Vf[mm/min] |
木材 | 220 | 290 | 340 | 390 | 450 | 510 | 530 | 530 |
| ＭＤＦ | 260 | 350 | 410 | 470 | 540 | 610 | 640 | 640 | |
| 深さ[mm] | 木材 | 0.3 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 0.7 | 0.7 |
| ＭＤＦ | 0.4 | 0.5 | 0.7 | 0.7 | 0.9 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
もっと硬い、黒壇・紫檀・ツゲ・ケヤキは、下げる必要あります。
設定表：＜ＰＶＣ・アクリル・ＡＢＳ・ポリエチレン＞
エンドミル：スパイラル・タイプ（Flute：１or２）必須
| D[mm] | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.175 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 切削送り速度 Vf [mm/min] |
2000rpm | PVC | 100 | 130 | 160 | 180 | 200 | 230 | 240 | 240 |
| 3000rpm | アクリル ＡＢＳ |
150 | 190 | 230 | 270 | 300 | 340 | 360 | 360 | |
| 4000rpm | PE | 190 | 260 | 310 | 350 | 410 | 460 | 480 | 480 | |
| 深さ[mm] | 0.3 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 0.7 | 0.7 | ||
設定表：＜アルミ＞ n＝10000 [rpm]
（2019.6.22見直し版）
| D[mm] | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2～3.175 |
|---|---|---|---|---|
| Vf[mm/min] | 80 | 100 | 120 | 180 |
| 深さ[mm] | 0.05 | 0.05 | 0.07 | 0.07 |
・できるだけドリルで下穴を開けて、そこから側面切削で
［最大切削ピッチ］0.1～0.3mmでゆっくりやるのがいいみたい。
・特に径が大きめのミルでは底面全体で切削する時は、
マシンの剛性やスピンドルモータの力が弱いので
Feed：120～130mm/minに下げた方がいい。
設定表：＜ＰＣＢ＞ まだミルの選択含めて検討の余地がありますが
| 部材 | カット（1.6mm厚） | ||
|---|---|---|---|
| 銅箔 | |
35／70μm | |
| ミルタイプ | |
トウモロコシ | |
| D[mm] | 1.0 | ||
| n [rpm] | 8000 | ||
| Vf[mm/min] | 250 | ||
| 深さ[mm] | 0.3 | ||
設定表：＜ＰＣＢ＞ （2018.4.14の検討で改定）（カットは、上表）
| 銅箔 | 35μm | 70μm | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 最小箔間 | 0.2/0.3/0.4mm | >0.6mm | 0.3mm | >0.6mm | |
| ミルタイプ | 1-Flute V-Cutter 10° or 20° ※1 |
トウモロコシ | 1-Flute V-Cutter 20° |
トウモロコシ | |
| D[mm] | 0.2／0.3／0.4 | 0.6 | 0.2 ※2 | 0.6 | |
| n [rpm] | 8000～10000（S800～S1000） | ||||
| Vf[mm/min] | F100 | F100 | F100 | F100 | |
| 深さ [mm] ※4 |
１巡目 | ー0.05 | ー0.05 | ー0.03 | ー0.05 |
| ２巡目 | ー0.07 | ー0.07 | ー0.06 | ー0.10 | |
| ３巡目 | ／ | ／ | ー0.10 | ー0.15 | |
| ４巡目 | ／ | ／ | ー0.17 | ／ | |
| ５巡目 | ／ | ／ | ／ ※3 | ／ | |
※2：先端径0.2mmで切削すると箔間0.3mmになるため。
※3：テストは、５巡でやったが４巡にしている。たぶん大丈夫だろう。
※4：HeightMapの使用は、必須。
まだ見直すべき所があるとは思いますが
ひとまず、マーティー工房では、整理がついたので
モヤモヤしたものがスッキリした気分です。
＊＊＊＊＊追伸です（2018.3.23）＊＊＊＊＊
その後、テスト切削したMDFを眺めていたら
開始点（左端）が曲がっているのに気づきました。
下から３つは、深さ -1.33mm、切削開始で一旦、右斜め上に動いています。
よーく見ると、下から２番目の深さ:-1.33mm、F800が最も顕著です。
下から４番目は、深さ -1.00mm、微妙にその傾向はありますが
ほぼ横にまっすぐ動いています。
エンドミルの径：3.175mmです。
マンガで現すと、こんな動き。説明図がラフすぎますが、
エンドミルは時計回りなので、被削材から赤矢印の力が発生するからだと考えます。
これは、明らかに深すぎて、スピンドルがたわんでいますね～切削の反動力（赤矢印）とエンドミルのたわみの反発力とが釣り合った所に
ズレ分が安定しているのだと思われます。
もっと硬い物は、なおさら浅くしないといけないですね～
今までの弱気の設定は、精度という点で意外とよかったのかも。
となると、アルミの深さは気になるところです。
特に3.175mmで深さ-0.13mmは、無理っぽいなあ～？
（深さに”－”つけるのはおかしいかなあ？）
＊＊＊＊＊追伸 ここまで＊＊＊＊＊
《おまけの情報》
＜木材の硬さ＞
「木材博物館」という所の「強度」に木材が硬さ順に
「非常に硬い・硬い・やや硬い・並・やや柔らかい・柔らかい」で並べられています。
ホームセンターにありそうなのを抜粋すると、こんなもんでしょうか。
硬いと思っていた赤松は、並に近いですね～
（赤松はリストにないけど検索するとでてきます）
①非常に硬い ：ケヤキ、黒檀、紫檀、ツゲ
②硬い ：桜、ブナ、マホガニー
③やや硬い ：カラ松、椿、赤松（レッドパイン）
④並 ：桧
⑤やや柔らかい：エゾ松、黒松、杉、桂、白松（ホワイトパイン）
⑥柔らかい ：バルサ、ファルカタ、桐
ＭＤＦの切削する上での硬さは、感覚的には、
⑤やや柔らかい or ⑥柔らかい という気がしています。
比重で比較すると、桜とブナの間になるらしいのですが
上のサイトの「比重」順で並べたページをみると
硬さ順と比重順は、同じではありません。
アクリルやアルミの硬さを調べてみると
ここには、アクリル表面の硬さはアルミニウムとほぼ同じとあります。
こちらには、アクリルの表面硬度は鉛筆の２H程度。
人の爪の硬さと同等。爪で強く引っ掻くと傷がつく。
とあります。
合体すると、爪でアルミに傷がつく。ということになります。
マーティーの爪では、1円玉や放熱板をこすりましたが
爪の方が微妙に擦れてアルミが光沢する感じです。
アクリルでアルミに傷が入りますが、逆は入りませんね～
微妙な差である感触ですが、「傷つけ硬さ」は、
アクリル＞アルミ＞爪 の順のようです。
この辺などでモース硬度を調べると
この数字に比例した硬さというわけではないですが
２：爪
２：アクリル
２：鉛筆２Ｈ
２～２.９：アルミニウム
２.５～４：銅
３～４：真鍮
４～５：鉄
５：ニッケル
＜切削動力計算式＞
実は、ここから
［技術情報］⇒［技術資料］⇒［各種工具の切削動力計算］へたどって
［旋削］をクリックすると、こんな窓がでて「切削電力」なるものが
計算できるらしいのを見つけました。
更に、旋削に関する計算式は、ここのPDFに
フライス加工切削条件の選び方は、ここのPDFにありました。
ここにも同じものが
（MITSUBISHI MATERIALS 技術情報 > 技術資料 > 所要動力計算式 ）
あります。
そこで、切削動力を計算して
スピンドルのパワーや切削体積からCNC2418の限界値を導き出そう
なんて大それた事を考えましたが、難しすぎて途中で断念(´-﹏-`；)
その途中で、
＜スピンドルの定格＞
CNC2418のスピンドル：775を探してみました（775に似たものも）
775といっても沢山の種類があるんですね～
DZT's Storeには、次の情報だけがあります。
[Model]：775
[Rated voltage]: 12V-36v
[12V load current]: 1.7A (starting current 2.2A)
[Stall current]: 4.7A
[Load power]: 20.4W
[Speed]: about 10000 rev / min
24VでSpeed：10000 rpm は、実測して確かめています。
無負荷の10000 rpm と Stall：4.7A を黄色にすると
こんなにいっぱい調べましたが、両方合致する品番はありませんでした。
無負荷で24V 0.5A 10000rpm程度だと
Stall Current：20A辺りのものになるようなのですが．．．
ということで
今の所、切削に不自由はきたしてないのですが
次にスピンドルを購入する場合は，定格がわかったものにしようかな。
せっかく調べたし．．．
＜愚痴です＞
マーティーPCが、Microsoftにやられました～
Win10が全く起動せず、SafeBoot設定の所にも行きつかない重症のループであります。
こんな事にならないようFall Creators Updateを頑なに拒否していましたが、
どんどん手口を変えて攻撃され、数週間前に突然、UPDATEされてしまいました。
Update自体は失敗はなく終わっていましたが、Driver関連で不具合がでて
やはり元に戻したくて以前のバージョンに復元したら、死にました。＿|￣|○
どこかに書かないと、怒り心頭おさまらず．．．
丁度、Candleで切削の確認をした後だったので、別のPCで何とかまとめ上げました。
Windows10の再インストールと全アプリインストールのフルコースです。
再インストールでは、ブログがとても役に立っているところであります。
書いててよかったとつくづく感じております。
Ubuntuにしようかな～～
[12V load current]: 1.7A (starting current 2.2A)
[Stall current]: 4.7A
[Load power]: 20.4W
[Speed]: about 10000 rev / min
24VでSpeed：10000 rpm は、実測して確かめています。
無負荷の10000 rpm と Stall：4.7A を黄色にすると
こんなにいっぱい調べましたが、両方合致する品番はありませんでした。
無負荷で24V 0.5A 10000rpm程度だと
Stall Current：20A辺りのものになるようなのですが．．．
今の所、切削に不自由はきたしてないのですが
次にスピンドルを購入する場合は，定格がわかったものにしようかな。
せっかく調べたし．．．
＜愚痴です＞
マーティーPCが、Microsoftにやられました～
Win10が全く起動せず、SafeBoot設定の所にも行きつかない重症のループであります。
こんな事にならないようFall Creators Updateを頑なに拒否していましたが、
どんどん手口を変えて攻撃され、数週間前に突然、UPDATEされてしまいました。
Update自体は失敗はなく終わっていましたが、Driver関連で不具合がでて
やはり元に戻したくて以前のバージョンに復元したら、死にました。＿|￣|○
どこかに書かないと、怒り心頭おさまらず．．．
丁度、Candleで切削の確認をした後だったので、別のPCで何とかまとめ上げました。
Windows10の再インストールと全アプリインストールのフルコースです。
再インストールでは、ブログがとても役に立っているところであります。
書いててよかったとつくづく感じております。
Ubuntuにしようかな～～
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