効率的なCNC加工に切削油剤が重要な理由とは？探ってみましょう！

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CNC加工では、切削領域近くのノズルから切削液と呼ばれる油状の液体が噴出される。

この切削油剤は、以下の用途に使用される潤滑油である。 CNCマシン潤滑、冷却、洗浄に使用される。その結果、切削油剤はCNCマシンの自動加工において非常に重要である。

それでは、切削油剤について、その種類と用途を探ってみよう。この記事では、製造に適した切削油剤を選ぶコツも探っていきます。ご期待ください！

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切削油剤とは？

切削油とは、CNC機械加工などの金属切削作業において、切削工具や切削金属を潤滑・冷却するために使用される工業用液体の一種である。この液体の他の呼び名には、切削油、クーラント、潤滑油、切削コンパウンドなどがある。

切削油剤は多くの場合、石油蒸留物、動物性油脂、植物性油脂、水、空気、その他の必須成分を使用して製造される。切削油剤は、いくつかの非常に有用な成分で構成されており、それらが互いに効果的に作用するように科学的に組み合わされている。

還元液は、従来の石けんベースの乳化液の欠点である、暖かい季節には悪臭を放ちやすく、寒い季節には希釈が難しいという欠点がないため、鹸化油よりもはるかに優れた冷却能力を持つ。

無害で、心地よい臭いがなく、人や機械に有害でなく、大気汚染に寄与せず、旋盤の塗装を傷めない。さらに、鉄鋼の研削や切断にも使用できる。

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高品質の切削油剤の特性：

適切な切削油剤が持つべきもののいくつかを以下に挙げる：

熱伝導率とは、あるものがどれだけ熱を移動させることができるかを測定する方法である。したがって、切削液が対象物からどれだけ熱を移動させることができるかを評価することで、熱伝導率を測定することができる。工具が重要だ。
切削油が熱くなりすぎたり沸騰したりする前に取り込める熱量が多ければ多いほど、その熱容量は大きくなる。
切削油剤は粘度が低いので動かしやすい。また、切りくずが液体に混ざったときにガンクができるのを防ぐことができます。
このような切削液は、工具や切削対象物を傷つけることはないはずだ。
高品質の切削液は、酸性でないだけでなく、部品を錆びさせたり酸化させたりしないものでなければならない。
人や環境に触れる可能性が高いので、高品質の切削液はどちらにも害を与えない。
切削液が表面に触れると、化学反応を起こすことはない。これは表面を傷つけるだけでなく、液体を悪化させます。
実用的な切削油剤は、機械や部品に臭いを残してはならない。
高品質なカッティング液は、カットしているものがはっきり見えるほど透明でなければならない。
このような切削液は、使用時や保管時にすぐに分解されるものでもないはずだ。

CNC加工における切削油剤の機能：

潤滑

切削油剤は、ワークや工具の表面に油膜を残します。この油膜は、金属のわずかな隙間や不規則な部分にも浸透し、金属間の摩擦を軽減します。以下のような効果を出すことが可能です：

工具の摩耗が減り、寿命が延びる。
切削油剤はまた、切削抵抗を低減し、加工プロセスで使用する電力量を減少させる。
エッジのバリを避け、加工面の精度を向上させる必要がある。

冷却：

切削液の温度は600～1000℃にも達し、切削工程で発生する熱量を下げることができる。

その結果、ワークが加熱されてしまう。これは、ステンレス鋼のような熱伝導率の低い材料で構成されたワークピースに特に当てはまります。

温度を下げる手段として切削液を利用することは、次のような効果をもたらす可能性がある：
カッターが経験する熱歪みの量は最小限に抑えられ、耐用年数は長くなる。
加工プロセスの精度を維持するためには、ワークと工具の両方の熱変形を防ぐことが不可欠である。
ハイペースでマシンを走らせることも可能だ。

クリーニング：

切削工程で生じた切りくずは洗い流すことができ、切削液を吹き付ければワークもきれいになる。これは以下のような効果をもたらす可能性がある：

防止策を講じることで、切りくずの付着によるワークへの傷を防ぐ。
切削油剤はまた、切りくずの堆積やブロッキングによって引き起こされる加工プロセスの欠陥を防止する。
切りくずの巻き込みによる工具の損傷を避けるため、予防措置を講じてください。

錆を防ぐ：

切削油剤は、CNC機械や作業面に錆が発生するのを防ぐだけでなく、切削工具の寿命を延ばすのにも役立ちます：

濡れ縁
空気
汗

CNC加工で使用される切削油剤の種類は？

前述したように、切削油剤の重要な役割のひとつに、切り屑の除去、腐食防止、冷却、潤滑がある。

切削油剤の必要性は、実施する製造作業の種類によって変化します。そのため、切削油剤は、これらの移り変わる要件に基づいて選択する必要があります。

エマルジョン：

エマルションは、水と鉱油を特定の比率（多くの場合、水に対して1～20%の油）で組み合わせることによって生成される可溶性油である。自然界にも存在する。

また、油と水の混合を促進するスルホン酸ナトリウム、製品の耐食性を向上させる防錆剤、バクテリアの繁殖を抑える殺生物剤、潤滑性を高める摩耗防止剤などの添加剤も含まれている。

この切削液は、高速掘削など、急速冷却が必要な場合に使用される、ミーリング, 回転そして研削工程。

エマルジョンは、潤滑と防錆において合成切削油よりも優れています。

ピュア・オイル

混じりけのない天然のオイルは、植物や動物から採れる。そのため、それらを使用した切削油剤は環境に優しいと考えられています。

潤滑性に優れ、水分をほとんど含まないため、錆に対する抵抗力はさらに素晴らしい。

しかし、有機物であるため、他の切削油剤よりもかなり高価である。

その結果、潤滑性を高めるために他の切削油に添加するのでない限り、重切削や掘削作業で純油を使用することはない。

合成成分から作られた流体

有機および無機の化学成分を水と混合して合成流体を製造する。これらの特定の添加剤は、潤滑性を高め、錆や腐食を減らし、全体的な性能を向上させる。

合成流体の支援は、作業エリアの冷却と切り屑の効率的な除去を効果的に促進する。

切削油剤としては、一般的に半合成油剤が使用される。半合成油は、水性油、合成油、およびエマルジョン油を組み合わせたものである。そのため、エマルジョンと合成油に共通する性質を持っています。

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さまざまなCNC工作機械に適切な切削液を使用する：

加工ツールによって作業方法が異なるため、加工できる素材も異なります。つまり、さまざまな種類の切削油剤は、さまざまな種類の材料に使用するのに適しているのです。それでは、どの切削油がどのような素材に最適なのかを探ってみよう。

異なる速度で異なる切削液を使用する

高速度鋼でできた工具を中低速で切削する場合は、それほど熱は発生しないので、油性の切削油剤やエマルジョンを使うことができる。高速で切削する場合は多くの熱が発生するため、水をベースとした切削油剤は冷却する優れた方法となる。

このとき、油性の切削液を使用するとオイルミストが大量に発生し、環境を悪化させ、対象者が火傷をしやすくなる。これは作業の質を下げ、工具の寿命を縮めることになる。また、切削中は極圧の水溶液か極圧のエマルジョンを使用するのがベストである。 粗加工極圧エマルションや極圧カッティングオイルは、次のような用途に最適である。 フィニィンg.

同様に、中速切削は高速度鋼で使用され、その速度は約70m/mである。さらに、高速度鋼は鉄の金属にタングステンとクロムを加えて硬くし、耐摩耗性を高めたものである。しかし、600℃を超えると高速度鋼の硬度や耐摩耗性は許容できないレベルまで低下する。しかし、水に溶ける切削油なら、機械の温度を600℃以下に保つことができる。

熱伝導率の低い油性切削油剤の使用

超硬工具は急速に加熱・冷却すると欠けやすくなるため、できるだけ均一に加熱・冷却する必要がある。そのため、熱伝導率が低く、適切な量の摩耗防止添加剤を含む油性の切削油が通常使用される。

素早く切削するときは、工具がいろいろな場所で熱くならないように、切削液をたくさん当てる。そしてこの方法は温度を下げ、オイルミストの量を減らすのに効果的だ。

クロム、コバルト、タングステン材料の切削環境用切削油剤

クロム、コバルト、タングステンの金属が注がれるこれらの金属を構成する非鉄元素のベースはコバルト。600℃以上に加熱すると、高速度鋼よりも強度が増し、耐摩耗性も向上する。

高速切断はもちろん、切断しにくい金属や発熱の大きい切断作業にも使用できる。鋳造金属は、切削が突然止まるなど、大きな温度変化に弱い。安定した切削作業に向いており、水に溶ける切削油を使うことができる。

セラミックおよびダイヤモンド工具用切削油剤

セラミック工具やダイヤモンド工具は、超硬工具よりも高温でよく摩耗するため、乾式切削法を用いることが多い。温度が高くなりすぎないように、熱伝導率の良い水溶性の切削液を切削領域全体に連続的にかけることもある。

超硬工具用切削油剤

炭化物は、金属を製造する事業で多く使用されている。ほとんどの場合、これらの材料は超硬合金または超硬金属と呼ばれる。超硬合金は、タングステン、チタン、ニオブ、タンタルなどの炭化物の粉末をコバルトの金型に入れ、高温で加熱して作られる。金属炭化物の量や種類を変えることで、さまざまな種類の超硬合金を作ることができる。

超硬合金が使われるのは、1000℃でも硬く、摩耗しにくいからです。ほとんどの場合、プラグまたは切削ヘッドとして使用され、交換が可能です。ヘッドごとに形も回転も違います。必要なものに応じて復元したり、しまったりできる。切削工具のヘッドにカーバイド層を付けるのも、簡単に作る方法です。

標準的な超硬工具は、炭化チタンで覆われている。この方法では、カッターの頭部が摩耗しにくく、カッター自体も壊れにくい。超硬工具は水で洗い流せる切削油と一緒に使われることが多いが、慎重に選ばなければならない。添加剤の中には、コバルトを覆う金属を錆びさせるものもある。