切削油には、加工時の摩擦や発熱を抑え、工具や加工物を保護する役割があります。
しかし、旋盤加工とドリル加工では工具の動きや切削する場所が異なるため、切削油に求められる役割も変わります。
旋盤加工では連続した切削中に油膜を維持することが、ドリル加工では穴の内部から切りくずを排出しながら切削部を冷却することが、それぞれの切削油の役割です。
この記事では、切削油そのものの基礎ではなく、旋盤加工とドリル加工の加工条件の違いに注目し、それぞれで切削油に求められる働きを解説します。
なお、切削油の種類や基本的な役割については、「切削油の基礎知識と加工品質を安定させる選び方」で詳しく解説しています。
旋盤加工とドリル加工では、切削油の供給によって支えるべき加工条件にも違いがあります。
ここでは、それぞれの加工方法で切削油に求められる役割を、加工中の工具と加工物の状態から解説します。
旋盤加工で発生するのは、刃物が材料に常に当たり続ける「連続切削」です。
この加工では工具と材料の接触面で強い摩擦と高熱が途切れることなく発生するため、切削油には高い油膜保持力が求められます。
連続して強い負荷がかかる状況でも、油膜が切れなければ刃物の摩耗を大幅に抑えられるうえに、加工面の焼き付きを防ぎ、金属の表面を滑らかに仕上げる高まります。
そのため、旋盤加工で使う切削油は、強い圧力や摩擦に負けず、油膜を維持できるかどうかが選定の基準となります。
ドリル加工は金属の内部へと掘り進む密閉された空間での作業です。
そのため発生した熱が逃げにくく、切りくずが穴の内部に溜まりやすいという課題があります。
穴の中に切りくずが溜まると刃物の破損や加工面の傷につながるため、切削油を勢いよく供給して切りくずを穴の外へ洗い流しつつ、密閉空間にこもる熱をすばやく奪うようにしなければなりません。
ドリル加工においては、高い冷却性能と優れた洗い流し効果を持つ切削油が最適です。
加工する金属の材質によって、刃物や切削油にかかる負担の現れ方は変化します。
ここでは、旋盤とドリルというそれぞれの加工形式において、特定の材質を削る際に発生しやすいトラブルと注意点を確認しましょう。
旋盤加工でアルミニウムなどの軟質金属を削る場合、切りくずが刃物に固着する「凝着」や「溶着」が発生しやすくなります。
旋盤特有の連続して刃物が当たり続ける環境では、発生した熱と圧力によって溶けたアルミが刃先に付着しやすいためです。
刃先にアルミがへばりつくと、切れ味が落ちるだけでなく、加工面の精度が極端に低下します。
さらに症状が進むと、付着したアルミが剥がれ落ちる際に刃物の角を巻き込んで欠けさせてしまう原因にもなります。
そのため旋盤でアルミを加工する際は、金属同士が直接くっつくのを防ぐ潤滑性と、熱をすばやく逃がす性能が必須です。
ステンレスやチタンといった難削材をドリルで掘り進める作業で起こりやすいリスクは、穴の底に熱が極度にこもる「焼き付き」です。
ドリル加工は逃げ場のない密閉空間で強い摩擦が発生し続けるため、熱伝導率が低く硬い難削材では刃先の温度が急激に上昇します。
高温状態が続くと刃先が軟化して摩耗が進むだけでなく、ドリルが穴の中で焼き付いて動かなくなり、ドリルの折損につながることもあります。
奥深い穴を掘るドリル加工で難削材を扱う場合は、加工点まで届く浸透性と、一気に温度を下げる強力な冷却性能が必要です。
「どの機械でも同じ切削油を使えば管理が楽になる」と考えて油剤を共通化すると、加工現場では予期せぬ不具合が頻発します。
ここでは、旋盤とドリルという加工方法の違いを考慮せずに油材を選んだ場合に起こりやすい、代表的な2つのトラブル事例を紹介します。
旋盤加工に適していない切削油を使い続けると、刃物の摩耗が通常よりも速く進みます。
旋盤は刃物が材料に連続して接し続けるので、潤滑性や油膜保持力が不足している油を使うと、刃先が常に過酷な摩擦にさらされて削れてしまうためです。
工具の摩耗が進むと加工面が荒れて寸法精度が出なくなるだけでなく、工具交換の頻度が増えて生産コストや作業手間がかさみます。
旋盤特有の連続負荷に耐えられる油剤の選定は、製品の品質を保ち、工具寿命を延ばすことにもつながります。
ドリル加工では、加工方法に合わない油剤を使用したり、切削部への供給が適切でなかったりすると、穴の内部で切りくずが排出されにくくなります。
特に深い穴の加工では、切りくずの排出が難しくなるため、油剤を切削部へどのように届けるかも考慮する必要があります。
旋盤加工とドリル加工で同じ油剤を使用している場合でも、「同じ油剤を使えるか」だけでなく、「それぞれの加工条件に適した状態で供給できているか」まで確認するようにしましょう。
旋盤加工とドリル加工で油剤を使い分けるには、選定だけでなく、加工条件に合った状態で安定して供給することも必要です。
ここでは、加工方法や材質に応じた濃度管理と、現場のライン構成に合わせた供給精度について解説します。
旋盤加工とドリル加工では、切削油に求められる濃度の管理基準が異なります。
旋盤の連続切削は負荷が高く、潤滑性を保つには濃いめの濃度設定が必要です。
一方、熱や切りくずの排出が課題となるドリル加工では、冷却性能や流動性を優先した濃度設定が求められます。
手作業による希釈や管理では濃度のばらつきが生じやすく、加工不具合の原因につながります。
常に狙い通りの濃度を維持し、安定した加工性能を引き出すために有効なのは、真岐興業が提案するような「自動希釈装置」などを導入して自動管理する仕組みづくりです。
なお、自動希釈装置の仕組みや選定ポイントについては、「自動希釈装置の失敗しない選び方〜3つのポイントでコストを削減」で解説しています。
油剤を安定して使用するには、現場の設備構成に合わせて供給方法を検討する必要があります。
加工機の台数や配置、加工方法、使用する油剤などによって、必要な供給方法は変わるためです。
たとえば、旋盤とドリルの加工機を複数台設置している場合、それぞれの加工機へ必要な量の油剤を安定して届けられる仕組みが求められます。
加工機ごとに油剤を補充する方法では、作業量が増えるだけでなく、補充のタイミングや濃度にばらつきが生じる可能性があります。
そのため、現場のライン構成を確認したうえで、必要な場所へ必要な状態の油剤を安定して供給できる仕組みを整えましょう。
結果的に、加工方法に応じた油剤管理につながります。
旋盤加工とドリル加工では、加工方法や対象となる材質によって切削油に求められる役割が大きく異なります。
工具の摩耗や切りくず詰まりといった現場トラブルを防ぐためには、それぞれの特性に合わせた油剤選定と適切な濃度管理が必要です。
製品品質の安定化と工具寿命の延長を実現するために、まずは自社の加工環境と切削油の供給体制を見直してみましょう。
濃度の自動管理や自社ラインに合う装置の詳細については、真岐興業株式会社の「自動希釈装置製品ページ」をご覧ください。
また、現場の課題に合わせた選定のご相談も承っております。
