CNCルーター　精度チェックと切削条件検討

あれこれとやるうちに、ＣＮＣルーターの位置決め精度が気になってきましたので、調べてみました。
Ｙ軸を往復50mm Gコードを書いていろいろな送り速度で移動させ、ダイアルゲージで戻ってきた位置を10回計測してみました。
その結果
F=800 (mm/min) 標準偏差 0.0096 mm
F=1500 0.0070 mm
F=2500 0.0132 mm
この測定ではダイアルゲージからスピンドルが離れているため、誤差の要因になっているかもしれませんので、ダイアルゲージの測定子から離れないように5mmの往復移動での測定もやってみました。
その結果
F=300 標準偏差 0.0024 mm
F=800 0.0004 mm
F=1500 0.0013 mm
F=2500 0.0011 mm
不思議なことに、フィードが遅いと、誤差が大きめに出る傾向があります。
テーブルの振動が増えるせいでしょうか。
ちなみに、ダイアルゲージは安物なので、精度は、全測定範囲で、±0.018 mm 戻り誤差（これが今回の測定に関係)で0.005mm です。
いずれにしても、移動の精度は、それなりに良いようで、脱調も起こしていませんので、高速(F=2500とか）で移動させるようにしようかと思っています。
次に、現在、木の切断をやっていますが、適切なフィードレートその他の条件について考えずにやっていました。今日、もう少し考えを深めようと、テストをやってみましたので、それについても書いてみます。
まず、ネットで切削条件についていろいろ調べてみました。
使用している3mm 超硬エンドミル(Monotaroで購入こちら)の切削条件は
炭素鋼 7600rpm F=90
アルミ合金 15400rpm F=440
真鍮 11000rpm F=345
とありますが、木材なんてかかれてないです。
こちらなどを見ると、木材はグラファイトと同様で、切削速度V=200m/min 程度がよいという結論になっています。
ここからすると、３ｍｍのエンドミルですと21000rpm 程度ということになりますので、このあたりで考えてみることにします。
それから、フィードレートについては、こちらの考え方からすると、
一刃あたり、0.1mm 程度の送りを目安にして、
F=S×fz×N
　
F:テーブル送り速度[mm/min] Feed
S: １分間当たりの回転数[r.p.m]　　Spindle Speed
fz:一刃送り[mm/tooth] Feed per tooth
N:刃数 Number of fluetes
から計算すると、20000rpmで刃物を回転させた場合、
F=20000*0.1*2=4000mm/min というとっても高速な送りでもＯＫということになります。
先ほどのエンドミルの説明のrpmとフィードレートからすると、
アルミの場合、fz=0.014mm
炭素鋼の場合、fz=0.006mm
真鍮の場合、fz=0.016mm
とありますので、上の見積のfz=0.1mm は木が柔らかいとしてもちょっと過大かな？
また、切り込み量については、0.5*D程度とありますので、1.5mm 程度を目安にすることになるでしょうか？
このあたりの考え方から、木のエンドミルを使った加工について、実験をしてみました。
1×4 木材の木目と直交した向きの切削を、スピンドル回転数20000rpm, 10000rpm F=1000, 2000 mm/minの条件で切り込んでみました。
切り込み量0,0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 mm の切削を行って、その際の音の様子や、出来栄えを見て、可否を判断しました。
その結果：

なんか、すべての条件で木の表面の角がバリバリで何か根本的なことを間違っている気もしますが（木の加工に金工用のエンドミルを使うことに問題がある？）、それ以外のポイントについて考えてみます。
まず切り込み量は、1.5mmまではよいけど、それ以上は、音が大きくなってきていたのでＮＧでしょう。
フィードはF=2000 でも1000でも顕著な違いはないように思えます。
次に、回転数は、10000rpmはちょっと遅いようです。10000rpmだと、むしれた感じになりやすい。
ということで、20000rpm, F=2000, 1.5mm切り込みでＯＫなのかなと思う次第です。
と、考えていたら、手持ちのBOSCHのパワートリマPMR500に付属していたビットでやってみたら違いが出るのかしらと思いました。PMR500の付属のビットは6mm径で、これは今使っているスピンドルについているコレット径と同じなので、何もしなくてもつけられます。今度試してみよっと。