切削加工において、切削油は工具の寿命延長や加工効率アップに欠かせない重要な役割を果たします。本記事では、切削油の基本的な特徴や種類、効果、使用時の注意点について詳しく解説ます。
切削油は、切削加工において工具と加工素材の間に生じる摩擦や熱を低減するための潤滑剤です。切削加工は、金属やプラスチックなどの素材を機械的に削り取る作業です。その際、高速回転する工具と加工物の間には大きな摩擦が発生し、熱が蓄積されます。この熱は工具の寿命を縮めたり、素材に変形を引き起こす原因となるため、切削油を使用することで摩擦を減らし、冷却作用によって熱を効率的に排出する役割を担います。
また、切りくずの排出を促進するため、加工品質が向上し、作業効率もアップします。これらの効果により、切削油は切削加工の精度を保つために欠かせない存在です。
切削油には、大きく分けて「水溶性切削油」と「不水溶性切削油」の2種類が存在します。それぞれの特徴と用途について詳しく見ていきましょう。
水溶性切削油は油分が水に溶けるよう乳化されたもので、冷却性能が高く、工具や素材を効率よく冷却できます。水で希釈して使用するため、コストパフォーマンスに優れており、引火の危険性も少ないのが特長です。ただし、劣化しやすいため管理に注意は必要です。
不水溶性切削油は、鉱物油や合成油をベースにした油で、主に潤滑性に優れています。高い潤滑性能により、工具の摩耗を最小限に抑えることができるため、ステンレスやチタンなどの難削材や重切削に適しています。ただし、冷却効果は水溶性に比べて低いため、高速加工時には注意が必要です。
切削油を使用することで、以下の効果が期待できます。
切削加工では、工具と加工物の摩擦によって高温が発生します。切削油はこの熱を効率よく吸収・排出し、加工物の熱変形を防ぐ役割を果たします。
切削油は、工具と加工物の間に油膜を形成し、摩擦を低減させます。これにより、切削抵抗が減少し、スムーズな切削が可能になります。
摩擦や熱が原因で工具が摩耗することがありますが、切削油の使用により抑制できます。
切削油は、加工中に発生する切屑を効果的に排出し、切屑の飛散を防ぐ重要な役割を果たします。これにより、切屑の堆積による加工不良を防ぎ、加工プロセスの品質と安全性を向上させます。
切削油には多くの種類があり、加工する素材や加工方法に応じて最適なものを選定することが重要です。例えば、鉄鋼材料の加工には一般的に鉱物油系の切削油が使用され、その優れた潤滑性によって工具の摩耗を抑制します。アルミニウムや銅などの非鉄金属には、洗浄性や冷却性に優れた水溶性切削油が適していることが多いです。また、加工方法によっても切削油は異なります。高速切削や深穴加工では、冷却効果の高い切削油が求められるため、エマルジョンタイプの切削油が選ばれます。このように、切削油の選定は単に潤滑性や冷却性だけでなく、加工条件、素材、環境といった複合的な要素を考慮して行うことが重要です。
切削油ミストは健康被害を引き起こす可能性があるため、作業環境の換気を徹底することが必要です。具体的には、局所排気装置や全体換気システムを導入し、ミストの拡散を抑制することが推奨されます。さらに、適切な個人用保護具（PPE）の使用も重要です。防塵マスクや保護メガネを装着することで、ミストの吸入や目への飛散を防ぐことができます。
切削油は使用を続けることで劣化し、加工性能の低下や機械部品の摩耗を招く可能性があります。定期的な交換や適切な管理が求められます。
切削油は使用後に廃油として処理する必要があります。廃油は専門業者による回収を依頼し、リサイクルや適切な廃棄が求められます。誤った処理は土壌や水質汚染を引き起こすため、適切な処理を行いましょう。
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なお、ここで紹介する会社は、信頼できる加工会社を選ぶ際に大前提として押さえておきたい、下記2つの規格を保有する会社の中から選定しています。
・品質担保の観点から、国際的な品質マネジメント規格「ISO9001」
・信用性の観点から、国際的な環境マネジメント規格「ISO14001」
※選定基準：2024年2月28日にGoogleにて「切削加工」「研削加工」と検索した際に表示される切削加工・研削加工に対応する会社123社を調査しました。（切削加工を依頼した際に、素材や精度により研削加工が必要になるケースもあることから、「研削加工」も含めて調査しています。）その中でも、ISO9001及びISO14001を取得する会社の中から、下記の基準でそれぞれ選定しています。
・守谷刃物研究所…難削材の加工に求められる切削加工・熱処理・研削加工を自社一貫で行う会社の中でも、難削材に対応した加工事例掲載が35件と最も多く（2024年3月調査時点）、難削材が使われやすい半導体製造装置や医療装置を得意としていると判断。
・キュリアス精機…ひと月あたりの生産可能個数が100万個以上と最も多く（2024年3月調査時点）、大量生産が求められる自動車部品の加工を得意としていると判断。
・プラスチック加工興和…樹脂の加工に対応する会社の中で、唯一樹脂の加工を専門とする会社と公式HPに記載されているため、プラスチック製品の加工を得意としていると判断。
