切削加工における切粉とは？

材料を削ったり穴を開ける切削加工は、作業時に必ず切りくずや削りくずが排出されます。このページでは、切削加工における切粉の特徴やトラブル、対策方法などをまとめているため、ぜひ参考にしてみてください。

切粉とは

切粉とは、切削加工において材料を加工した際に発生する切りくずや削りくずのことです。切粉の状態は工具の材質や加工方法などによって異なります、「切粉から加工の品質が分かる」とも言われています。

加工の良し悪しは切粉の形状や色、厚さや巻き径などから判断可能です。特に形状は仕上がりにも影響を与えるため、注意しなければなりません。

切粉によるトラブル

切粉が巻きついて製品を傷つける

切粉が工具やワークに巻き付くと、製品の損傷の原因となる可能性があります。高品質な製品を提供するためには、チップブレーカーを使用した切りくずの粉砕や切削条件の調整などによって巻き付きを防止するのが重要です。

ワークの材質によって切粉の形状は異なるので、ワークや工具が変わるたびに加工条件を適正数値で設定する必要があります。

切粉の噛み込みによる加工不良

ワークの交換時に発生しやすいトラブルとして、シャンクやチャックでの切粉の噛み込みが挙げられます。切粉がきちんと排出されていないことが原因で、加工不良や設備の一時停止を招くため、品質や作業効率の低下を回避するためにも確実に排出してください。

切粉詰まりでドリルが折損

内径加工や中ぐり加工といった穴加工の際には、穴の中に切粉が溜まるので注意が必要です。切粉が詰まった状態で加工作業を続けてしまうと、ドリルに大きな負荷がかかり破損する恐れがあります。

切粉詰まりによるドリルの破損を防ぐには切粉の確実な排出はもちろん、発生する切粉がなるべく短くなるように加工条件の設定や使用工具を工夫するのも忘れてはいけません。

切粉への対策方法

チップブレーカ付き工具

チップブレーカによって切粉を分断・カールすることで、切りくずによるワークや工具への巻き付きを回避します。ただし、チップブレーカは工具の材質や切込み量によって性能が大きく異なるため、加工条件に合わせた選定が重要となるでしょう。

切削パス

切削経路を変更するなど切削パスを工夫すれば、切粉の形状や量をコントロールできます。切粉の分断には、NCプログラムの遅延や加工中のステップ送りなども効果的です。機器によっては、加工時に発生する振動である「揺動切削」を利用した切粉分断システムを取り入れた機種も存在するでしょう。

クーラントによる洗流し

高圧クーラントによる噴出で切粉を洗い流す方法も、切粉への対策方法として有効です。クーラントの供給方式は複数ありますが、その中でも「センタースルー方式」はドリルの先端からクーラントを噴出できるため、深穴をはじめとした穴加工でも難なく切粉を洗い流せます。

回転数、送り速度、切り込み量の調整

加工現場において調整頻度の高い主軸の回転数、切込み量、送り速度といった切削条件は、切粉対策としても利用できるでしょう。具体的な対策方法としては、はじめにトラブルが発生しにくい「流れ型」の切粉になるよう、主軸の回転数と送り速度を設定します。もしも調整が難しい場合は、切削パスの見直しやチップの選定を行ったうえで、改めて切削条件を設定してください。

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