側面加工の加工面につく縦の凸凹について

質問

マシニング初心者です。毎日のように動かす仕事ではないのでなかなか慣れません。今回はいつも疑問に思っている事をご質問させて頂きます。
古い大きなＮＣルーターＸ2000×Ｙ1000×Ｚ1000のマシンで、造型に使うマスターモデルなどを切削しています。材料は専用のモデリング用石膏です。(けい酸カルシウム材)柔らかいので切削抵抗は少ない物だと思います。
データは転送機を使って転送しています。
いつも側面加工で輪郭を等高線加工で降りていくような加工をする際、円弧形状の部分に、円弧の大きい、小さいに関係なく、切削面に縦ジワが付いてしまい困っています。イメージ的には円弧を直線補間したデータの用に円弧が、オーバーに言えば多角形で形成されているような表面です。ビビリ？なのでしょうか？意味的にはルーペで確認できる縦模様ではなく、縦模様のピッチは0.5ｍｍ～2ｍｍ位の割と大きい物です。
昨日も四隅に40Ｒのフィレットが付いている四角形の側面を等高線加工でテスト切削しましたが、色々条件を変えましたがやはりうっすら付いています。
使ったエンドミルは　新品ハイスの2枚刃で直径20ｍｍのフラットエンドミルでロングシャンク(突き出し130ｍｍ　全長180ｍｍ)で3000回転、送り1500程で削ったら酷いほど凸凹しました。手で触ってはっきり分かるくらいです。次に、他の条件は変えず送りを650程にするとかなりマシになりましたがまだ付いています。その次は送りを300と極端に落としてみましたが、遅いだけで650と仕上がりに大きな変化はありませんでした。尚、速度を変えても縦ジワの深さが薄くなるだけで場所とピッチに変化はありません。ＣＡＭが円弧を直線補間するようなデータを出しているのかチェックしましたが、コーナーは単純にＧ02で出力しています。
やはり工具の突き出しがロングシャンクがだからでしょうか？
深いモデルが多いので突き出し100ｍｍ程の工具を使うことが多いです。
古い機械なのと、他に比べた事が無いのでＮＣ機の限界なのかととも思いましたが、３Ｄ曲面があるようなモデルの表面のスキャロップをボールエンドミル、直径10ｍｍ、ハイス2枚刃　突き出し100ｍｍ　回転5000　送り600　でピッチ0.1くらいで細かく削ってみても、平面から平面に近い緩い角度の３Ｄ曲面は毎回綺麗に削れます。段々角度が付いてきて90度に近い縦面になってくると、先ほど申し上げた用に1ｍｍピッチ位の縦模様がうっすら付きます。速度を300位に落としてもやはり影に透かすと同じ位置に同じピッチで付きます。初歩的なご質問で大変恐縮ですが、何か思い当たることをご伝授頂けると助かります

同じ　2枚刃　20パイのフラッドエンドミルの突き出しを130ｍｍから80ｍｍに短くして再度切削しましたが、変化はありませんでした。ちなみに
3000回転　送り600　負荷は0.5ｍｍ　　20ｍｍの側面を5ｍｍ刻みに降りていって切削しています

回答No.6

noname#230359

後出しですが、状況が明確に把握できませんので、確認方法を提示します。

1.　バックラッシュについて、各軸でどの程度か確認してみてください。

XY平面として、軸動作の反転時なので
円弧であれば、12時-6時　3時-9時の方向
ダイヤルゲージで測定/手パ
（回答（4）さんと同様）

2.　走査線加工でも同様の縞模様が出るのか?確認してみてください。
円弧長さ、R、方向に関係なく、等高線、走査線ともに同様の縞模様が出るのであれば、
3Dデータの精度の再確認とCAM側の設定の再確認が必要です。
（回答（5）さんの確認）（回答（3）さんの確認）
（条と言わず縞模様と言うので、この可能性が高いと思う）
＞　イメージ的には円弧を直線補間したデータの用に円弧が、オーバーに言えば多角形で形成されているような表面です。

3.主軸剛性の確認：門型構造なら、主軸剛性を確認してみてください。
ダイヤルゲージを使って、手で押す程度でたわみ、ガタを確認してみてください。（可能性は少ないと思う。）

参考URL：

https://www.keyence.co.jp/ss/products/3d-printers/agilista/knowledge/stl_conversion.jsp

回答No.5

noname#230359

CAMのファセット公差が大きいという事はありませんか

回答No.4

noname#230359

古いとのことなので各軸のバックラッシュなどによるロストモーションが出ているのではないでしょうか？
各軸の送り方向を切り替えて確認してみて下さい。
文章からだけなので想像です。

お礼

かなり古いＮＣ機なのでバックラッシュは広くなっていると思われます。そこらへんが原因となってくるとメンテしたりするお金は無いのがキツイです。

回答No.3

noname#230359

NCルータなる加工機をWEB画像で見て初めて知りました
φ20エンドミルとはかなりの太さですが、主軸の剛性は相応でしょうか

さて現象ですが直感的にXとYのサーボに誤差があるように感じます

・同じ条件の側面加工で、Xだけ、Yだけ動かす直線加工では、筋は発生
　しませんね？
・例えばXを100、Yを100動かす45度の直線加工を試してみて
　筋が発生するようであれば、上記の通りサーボが怪しいです
　この場合、残念ながらメーカにチェックを依頼するしかありません

>>3000回転　送り600　負荷は0.5ｍｍ　　20ｍｍの側面を5ｍｍ刻みに
>>条件厳しすぎ

そうかなぁ？
ワークは豆腐じゃないけど金属でもない、切削速度188m/min、
送り0.1mm/toothなので、ハイスとはいえ目くじらを立てる程では
ないと思われます

>>送り/回転数/歯数＝１刃当たりの送り　＝　ほぼ表面粗さ

本当ですか？
普通は理論面粗さ　f^2/(8R)　を使いませんか？　

回答に戻って
・例えばXを100、Yを100動かす45度の直線加工を試してみて
　筋が発生しなければ、G02を指令しているときの円弧補間制御が
　怪しいことになり、これもユーザでは手が出ない領域となります

もう読まれないかもしれませんが．．．．

送りを下げても筋のピッチ1mm」が不変というのが解せません
逆転の発想で、G02を止めて円弧補間もCAMで点群データにしてみては
如何でしょう
（古い機械でデータ転送が間に合わずそれでギクシャクした動きに
なっては本末転倒ですが）

どんどんあとから回答がでてくるのは
喜ばしいことですが、キチンと履歴を
確認してください
G02で縦筋が発生しているのに、CAM
を疑う理由が理解できません

お礼

ご丁寧にありがとうございます。機械が怪しいかな・・とは前から思っています、既にメーカーはサービスを終了しているような機械ですし、本格的なメンテは金銭的に残念ながらできません・・・(泣)　壊れても基本的には自分で修理してなんとかしてきました。ご教授頂いた方法でテスト切削してみます。
ユーザーでは手が出せない領域なら、作っている物は反転形用のマスターで、最後手仕上げするような精度的に厳しくない物なので騙し騙し使います。ただ、加工条件などで全くおかしな事をしてないか知りたかったりしました。
またＮＣ機の苦手な動きをなるべくさせないようなパスを作るなど、上手く機械と付き合っていきたいと思います

回答No.2

noname#230359

豆腐じゃないんだから
3000回転　送り600　負荷は0.5ｍｍ　　20ｍｍの側面を5ｍｍ刻みに

条件厳しすぎ

理論粗さを説明してもわからないだろうが
(どこまで切削のこと知ってるかわからないだろうし)

回転数S10000ぐらい上げてF600

基本
もの凄く荒っぽい計算

送り/回転数/歯数＝１刃当たりの送り　＝　ほぼ表面粗さ(カブス高さとかいろいろまだ計算する必要があるが)

600/3000/2=0.1mm　=100μm　＝　Rz100

600/10000/2=0.03mm　=30um　=　Rz25程度

>>普通は理論面粗さ　f^2/(8R)　を使いませんか？　
ざっくり計算だって　かいてあるでしょ

スクエアーの平面だしとかの　大体に使える

条件としては回転数遅すぎ
手動ルータ木工用ルータ
https://www.monotaro.com/p/5963/8276/?utm_medium=cpc&utm_source=Adwords&gclid=CjwKCAiA24PVBRBvEiwAyBxf-eJ0-X6v1TXWjZc6BziZ09fUe3kntEDSPS6Au1jnTuSMYv1mBq3efhoCqxYQAvD_BwE

大体1万rpm以上で回して手押しぐらいの速度が普通

荒加工としては　3000回転　送り600　でもいいが
回転数10000以上でF1000ぐらいでかっ飛ばしたほうが時間短縮できる

石膏何で燃えないが
可燃物の場合途中湿らさないと火事になるけどね

お礼

ご提案ありがとうございます。確かにＮＣルーターはかなり高速で廻しますね。確かに切削のことはまだ何も分かっていません。素人です。勿論、理論粗さも知りませんで、勉強になりました。今まで削ってきた物はずっと石膏だったのでどんなに荒っぽい条件でも削れてしまうのです。ここでいう縦筋というのは、理論粗さとはおそらく程遠い、低いレベルの縦筋(荒れ)であると思います。機械も怪しいですが、切削条件のご提案は大変参考になりました。ウチの機械は主軸2.2ｋ　１２０００まで廻るのですが、大変お恥ずかしい質問ですが、古いＮＣ機(状態にもよりますが)をみなさんいつも限界近くの速度で廻されているのですが？なんか機械が壊れてしまいそうで。いつも廻して6000くらいでした。確かに１刃のピッチも廻すだけ細かくなるし、回転は高いに越したことは無いのかな・・・？と思いますが、デメリットはあるのですか？

回答No.1

noname#230359

CAMの問題のように想像しますが、専門家がご覧になったらどのように分析
なさるのか、回答を頂けることを期待します。

補足

ご回答有難うございます。私も最初そう思いましたが、コーナー部のＧコードをチェックして見たところ、直線補間ではなくＧ02をＣＡＭで出していたので、切削か機械の問題であるようです。