フライスカッタでの1刃当たりの送り量の設定範囲
フライスカッタを用いた切削加工において1刃当たりの送り量を決めるときの考え方についてまとめます．
面粗さ，刃先丸み，刃先強度，工具摩耗の4点から考えます．
- 面粗さ
フライスカッタの刃先の副切れ刃が，加工面の面粗さを決定づけます．
この副切れ刃の長さよりも1回転当たりの送り量が小さいときは，刃振れが悪くても，1枚の刃が加工面を仕上げことができるので面粗さが良いです．
その反対に，副切れ刃の長さよりも1回転当たりの送り量が大きいときは，面粗さが一気に悪くなる場合が多いです．
これについてはミリングマニアックの「刃振れ解析計算機能説明」にも書いています．
とりあえず，その関係性は次式で表せます．
\( f_{z} \cdot Z \lt L_{e} \)
\( L_{e} \): 副切れ刃の長さ
\( f_{z} \): 1刃当たりの送り量
\( Z \): 刃数
- 刃先丸み
大体，刃先丸みの大きさの約2倍の実切り取り厚さをかけるようにしたほうがいいです．
食いつき角，離脱角を考慮したときの実切り取り厚さへの影響や，アプローチ角を考慮したときの，最大実切り取り厚さで検討します．
実切り取り厚さの変動範囲における小さいほうの値は，側面加工を実施しているときには避けられない，つまり，実切り取り厚さが刃先丸みより必ず小さくなるので，目をつぶります．
実切り取り厚さと刃先丸みの関係性は次式で表せます．
\( R_{e} \cdot \alpha \lt f_{z} \cdot \cos(\theta) \cdot \sin(\psi) \)
\( R_{e} \): 刃先丸み
\( \alpha \): 刃先丸みに対する倍数（推奨：2以上）
\( f_{z} \): 1刃当たりの送り量
\( \theta \): アプローチ角
\( \psi \): 食いつき角，離脱角の範囲で定まる最大角（センタカットがあれば90度を入れる）
「刃先丸みに対する倍数」というのは，よい表現がないので適当に表現しています．
これが意味するところは，刃先丸みに対して2倍くらいの切り取り厚さで加工しないと，切削というより，刃先丸みで押しつぶすような加工が優位になってしまう，ということです．
これにより，刃先丸みに近い領域で実切り取り厚さを設定すると，比切削抵抗が大きくなってしまいます．
刃先丸みは超硬合金だと大体10μmから40μmくらい，ダイヤモンドだと顕微鏡でわからないくらい小さいです．
詳しくは，「池田雄一郎，森田昇，山田茂，高野登，大山達雄，堀功，微小切込みにおける2次元切削現象に関する研究-切込み量に対する刃先丸みの影響-，砥粒加工学会誌，Vol.53，No.9，pp.560-565」を参照してください．
- 刃先強度
1刃当たりの送り量が大きいと，単純に欠損を起こしやすいです．
逆に，1刃当たりの送り量が小さいと，フレーキングを起こしやすいです．
切れ刃に加わる負荷の大きさそのものの評価には，実切り取り厚みを計算します．
ただし，実切り取り厚みだけでなく，食いつき角や離脱角によって，すくい面上のどこから工作物に接触するか，というのも欠損の発生しやすさに影響します．
衝撃による欠損の有無は，実際に問題が起きたときに，その発生状況から判断して調整します．
- 工具摩耗
「工具摩耗と損傷への切削条件による対策」にも書いていますが，1刃当たりの送り量を小さくすると，工具の移動距離と比較して，実切削距離が長くなり，逃げ面摩耗が発達します．
逆に，1刃当たりの送り量を大きくすると，すくい面上の温度が高くなり，すくい面摩耗が発達します．
工具寿命を決定する要因についても，実際に加工したあとの刃先の摩耗状態を確認して調整します．
上記した4つの要因のうち，数式で簡単に表現できているのは，面粗さと刃先丸みの2つです．
荒加工であって面粗さがどうでもいいときは，2つの数式のうち，刃先丸みの数式だけを検討してください．
面粗さと刃先丸みの両方を考慮するときは，1刃当たりの送り量に一定の範囲が生じます．
その範囲は次式で表せます．
\(\displaystyle \cfrac{R_{e} \cdot \alpha}{\cos(\theta) \cdot \sin(\psi)} \lt f_{z} \lt \cfrac{L_{e}}{Z} \)
この範囲内において，1刃当たりの送り量は大きい側で設定したほうがいいです．
理由は，刃先丸みの項目で書いた，実切り取り厚さの減少による比切削抵抗の増大を防ぐためです．
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