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切粉トラブルを防ぐ！工具側の切粉処理方法
工作機械を用いて切削加工をおこなう際に、必ず直面する切粉のトラブルがあります。
切粉をうまくコントロール出来ないと、様々な不具合を起こす恐れがあり、切粉を対策する事は切削加工において大きなポイントとなります。エンドミル加工、ドリル加工、フライス加工、タップ加工、旋削加工等において切粉対策をしないと最悪の場合、機械が故障し、生産に大きな影響をあたえる事もあります。
そんな悪さばかりする「いたずらっ子」に対抗する手段はいくつかありますが今回は切粉によるトラブルと影響と工具側の切粉処理についてご紹介させていただきます。
切粉による主なトラブルと影響
・巻き付いた切粉が製品の加工面に傷をつけてしまう
・異常な加工負荷が掛かり機械を止めてしまう（最悪のケースだと機械の故障）
・工具の異常摩耗、破損
・想定以上の塊となった切粉がチップコンベア上で噛みこみ停止
上記以外でも巻き付いた切粉を除去する際にケガをしてしまったり、分断されない切粉が機械の中やチップバケットでかさ張り、作業効率を悪くしてしまったりして加工品質や生産性、機械オペレーターへの負担に大きく影響致します。
工具側の切粉処理
では、先述したトラブルに対してどの様な対策をするのが良いのか。
まず第一に考えられるのは削る側、つまり工具側での対策が考えられます。
切削の条件をに見直す事も大事ですが、今回は物理的な対策をご紹介します。
ブレーカーによる切粉処理
ブレーカーとは、チップに設けられた溝や突起の構造で、切粉を適切な長さや形状に分断・制御する為に設計されています。金属加工では、連続した長い切粉が発生すると、工具やワークに絡みついたり、加工面に傷をつけたりする問題が生じます。
ブレーカーは、切粉を小さくカールさせたり、断片化させたりする事でこれらの問題を軽減します。
軟鋼やステンレス鋼の様な粘り強い材料では、ブレーカーが切粉を短く分断し、排出をスムーズにする事で加工中の切粉の詰まりを防ぎます。これにより、連続加工時の安定性が向上し、工具の摩耗や破損リスクが低減します。
また、ブレーカーの形状（溝の深さや角度）は、加工条件や材料に応じて最適化されており、低速加工から高速加工まで幅広い用途に対応します。適切なブレーカーを選ぶ事で、切粉の絡まりによるダウンタイムを削減し、生産性が向上します。
ニックによる切粉処理
ニックとは、エンドミル、ドリル、フライスカッター用チップ等の回転工具に設けられた刃先の小さな切り欠きや溝の事を指します。ニックの主な目的は、切粉を細かく分断し、排出性を向上させる事です。
特に、深穴加工や高硬度材の加工では、切粉が工具の溝に詰まり易く、加工不良や工具折損の原因となります。ニックにより切粉を短く分断する事で、溝内での詰まりを防ぎ、切削抵抗を低減します。その結果、加工熱を抑え、工具寿命が延びる効果があります。
アルミニウムやチタン合金の様な粘性の高い材料では、ニックにより切粉が細かく分断されるため、加工面の品質が向上し、バリ発生も抑制されます。更に、ニックは切削時の振動を軽減する効果もあり、特に高精度な加工が求められる場合に有効です。ニックの配置や数は、加工条件や材料に応じて設計され、適切な設定により加工効率が飛躍的に向上します。
まとめ
切粉の形状や排出性を制御する事は、加工プロセスの安定性、工具寿命、加工品質を向上させる重要な要素です。ブレーカーはチップを用いた旋削加工で効果を発揮し、ニックはエンドミルやドリルを用いたフライス加工や穴あけ加工でその有用性がみられます。これらを適切に組み合わせる事で、切粉によるトラブルを最小限に抑え、効率的かつ高品質な加工が可能となります。自動車部品や航空宇宙部品の様な高精度かつ大量生産が求められる分野では、ブレーカーとニックの最適化が生産コストの削減や品質向上に直結します。また、加工条件や材料特性に応じたブレーカーやニックの選択が、環境負荷の低減（切削油の使用量削減や廃棄物低減）にも寄与します。
これらを適切に活用する事で、安定した生産プロセスと高品質な加工を実現出来ます。
クーラント側の切粉処理方法はこちらから
揺動切削による切粉処理方法はこちらから
著者：株式会社共和工機 第一営業部 課長代理 清水洋平
2001年入社し本社勤務一筋、地域密着営業で25年目を迎えました。
おかげさまで製造業に関する補助金に数多く携わらせていただきました。「ものづくり補助金」「事業再構築補助金」「新事業進出補助金」「中小企業省力化補助金」「中小企業成長加速化補助金」「大規模成長投資補助金」「省エネルギー投資促進支援事業費補助金」「IT導入補助金」等、ご検討の際は全力でサポートさせて頂きますので気軽にお声がけください！
