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切削加工のむしれの原因と対策

2022年2月10日
切削加工のむしれの原因と対策

金属などの素材に切削加工を行うと切りくずが発生しますが、時には切りくずがうまく排出されず、刃物に影響を与えることがあります。
これが「むしれ」となり、思い通りの形状にならず加工精度を落としてしまう場合も。

今回は、そんな切削加工におけるむしれの原因とその対策についてご紹介します。

むしれの原因? 切削加工の切りくずについて

切削加工は工具が進むことによって鋭利な刃によって金属などの素材が削れていきます。
これが「切りくず」と呼ばれるものです。時には切粉(きりこ)やダライ粉などとも呼ばれることも。

切りくずは材質や工具を当てる角度、切り込み量や回転数など加工の条件によってさまざまな形状になります。

切削温度によって色も変化し、厚みやカールの半径など切りくずの情報からどんな切削加工をしているかが分かるようになっています。つまり、切りくずは金属加工において大事な情報源でもあるのです。

むしれの原因を説明する前に、まずは大きく関係する切りくずについて代表的な例をご紹介したいと思います。

切りくずの形①:流れ型

バイトのすくい面に沿って連続的に生成され、切りくずが流れるように出ます。
切削抵抗の変動が少なく、良好な仕上げ面に。

切りくずの形②:せん断型

せん断された、断片的な短い切りくずが生成されます。もろい素材やバイトの送り量、切り込み量が多い時にできやすくなります。
切削力が変動し、流れ型の切りくずが出る工作物より仕上げ面が劣ります。

切りくずの形③:亀裂型

亀裂型は、鋳鉄などのもろい材料を切削した時に出やすくなる切りくずです。
刃先が対象物を切削していくより先に、亀裂が入って切りくずとなってしまい、面粗さが悪くなってしまいます。

切りくずの形④:むしれ型

アルミや銅などといったやわらかい材質の場合、表面が押しつぶされて盛り上がり、むしれたその部分が外れて切りくずとなっていきます。
切削抵抗の変動が大きく、仕上げ面が悪くなってしまいます。

切削加工のむしれとは?

切削加工のむしれとは?

上記の切削加工の切りくずについて紹介したなかで、「むしれ型」というものが出てきましたが、むしれとは刃物で素材を上手く切れず、切くずが捌けないため無理やり素材を削り、写真のように切削面に裂けが生じている状態を指します。

一般的に粘り気のある材質に起きやすく、切削工具が粘着を起こしてしまい、そこからむしれが発生します。

切削加工のむしれの原因と対策

切削加工のむしれの原因は、材料に合った刃物(チップ)の選定や切削条件が合っていないことが挙げられるほか、切削液(クーラント)などが素材に合っていない場合も。

また、切削加工を行う際、切削工具がワークに接触する角度、切り込み量、加工速度によって原因になることもあります。

また切削中の切粉が刃先に付着して刃の一部になってしまう現象、「構成刃先」もむしれの大きな原因の一つ。
構成刃先は切削抵抗が高く、素材の溶着が生じる場合に発生します。

以下に、構成刃先が発生した場合にもたらす厄介な点や、むしれの対策をまとめてみました。

構成刃先がもたらす厄介な点

構成刃先が起こると、切くずが付いたり剥がれたりを繰り返し、切削の邪魔をしてむしれたような表面になってしまいます。

これでは仕上げ面が悪くなり、寸法にバラつきが生じることも。刃先に切粉が溶着しているので一定に加工出来ず、寸法が安定しません。

また、切りくずの剥がれや溶着を繰り返すので刃物に負担がかかり、刃物寿命が短くなる原因にもなります。

切削加工のむしれの対策方法

むしれを避けるには、素材や形状に合った刃物と加工の見極めが必要となります。

特に大切なのは、刃物の素材や形状の選定です。素材が溶着しづらいものを選定するようにしましょう。
また、刃物の加工角度を変えることで、切くずの捌けを良くするのもよいでしょう。

そのほか、切削速度や送り、切り込み量、クーラントなどの切削条件を変えるのも手です。

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