旋盤加工と切削加工の基本的な違いから、それぞれの特徴、適した材料、使用する工具まで徹底解説。金属加工業界での選択肢として、どちらの加工方法が自社の製品に適しているのでしょうか？
ブレードと面取り加工の種類や切粉対策と寿命延長方法
金属加工現場で使用されるブレードの種類や用途、面取り加工への応用から切粉対策まで徹底解説。あなたの工場でのブレード活用は最適化されていますか？
金属加工の現場で活躍するブレードは、その形状や用途によって様々な種類に分類されます。ブレードは単体で使用するのではなく、専用のホルダーに取り付けて使用するのが基本です。
まず、製品構造による分類として「一体型」と「分割型」があります。
分割型の場合、ホルダー本体には勝手方向の適合するブレードが全て取付け可能という特徴があります。これにより、同じホルダーでも異なる加工に対応できる柔軟性が生まれます。
また、用途による分類としては以下のようなタイプがあります。
さらに加工位置による違いとして、外径溝入れ、内径溝入れ、端面溝入れなどがあります。例えば京セラの製品カタログでは、KGD型溝入れシリーズとして、刃幅2.0～8.0mm、溝深さ6～30mmの製品が展開されています。
ブレードの選定では、加工対象の材質や加工の精度要求に応じて、超硬製やハイス製など材質の選択も重要なポイントとなります。
ブレードを使った代表的な加工として、溝入れ加工と面取り加工があります。これらの加工を効率的に行うためのポイントをご紹介します。
溝入れ加工では、ブレードの刃幅と加工する溝の幅を適切にマッチングさせることが重要です。また、溝深さに応じたブレードの選定も必要です。切削条件としては、送り速度と切削速度のバランスを適切に設定し、切粉の排出性を確保することがポイントです。
一方、面取り加工は、製品の安全性や後工程での作業効率向上のために欠かせない工程です。面取り加工には主に以下の3種類があります。
面取り加工を行う目的としては、手触りの向上、動作不良の防止、寸法精度の修正などがあります。特に機械部品では、バリや鋭利な部分が残っていると、機械内部でバリが取れて不具合を起こすことがあるため、適切な面取りが重要です。
面取り加工の測定には、C面ノギスやラジアスゲージなどの専用工具を使用するとより正確な測定が可能です。
ブレードを長期間効率的に使用するためには、切粉対策が非常に重要です。切粉が適切に排出されないと、工具の破損や加工品質の低下につながります。
切粉による主なトラブル
これらを防ぐためには、まず切削条件の最適化が欠かせません。切粉排出に影響を与える主な切削条件には次のようなものがあります。
一般的に、細かい切粉のほうが排出されやすく、加工トラブルを起こしにくいとされています。そのため、各工具メーカーが推奨する切削条件を参考に、被削材ごとに最適な条件を設定することが重要です。
また、ブレードの設計面での工夫として、3次元ブレーカーを採用することも効果的です。例えば、面取り用のブレードの場合、山形形状の3次元ブレーカーを付けることで、切粉を外に排出し、切粉溜まりを防ぐことができます。これにより、製品の品質向上と工具の寿命延長につながります。
クーラント（切削油剤）の適切な供給も重要です。クーラントは切粉を切削部から素早く排出する役割があり、工具の冷却と潤滑も行います。クーラントの濃度やpH、浄化状態などを定期的にチェックし、最適な状態を維持しましょう。
ブレードの破損や摩耗は、生産性や加工品質に直接影響します。ここでは主な破損原因と対策について解説します。
ブレードの破損・摩耗の主な原因：
適切なブレードのメンテナンス方法としては、使用後の清掃と点検が基本です。切粉や切削油の付着を放置すると、腐食の原因となり寿命が短くなります。また、定期的にブレードの摩耗状態をチェックし、摩耗が進む前に交換することも重要です。
特殊なブレード加工技術として、ロウ付けがあります。例えば、超硬ロウ付センタリングブレードでは、先端に5mm厚の三角の超硬をシャンク挟み込みでロウ付けすることで、剛性アップを図ることができます。このような特殊加工は専門メーカーに依頼するのがおすすめです。
金属加工業界でも、デジタル技術の導入が進んでいます。ブレードの管理や使用においても、先進的なデジタル技術の活用が始まっています。
デジタル管理システムの導入メリット：
また、近年注目されている技術として、IoTセンサーを活用したリアルタイム監視システムがあります。これにより、ブレードの摩耗状態や温度変化をリアルタイムで監視し、異常を早期に検知することが可能になります。
さらに、AI技術の発展により、加工データの分析から最適な切削条件を自動的に導き出すシステムも登場しています。こうしたシステムでは、ブレードの種類や被削材の特性を考慮した上で、最適な送り速度や回転数を提案します。
将来的には、デジタルツイン技術を活用したブレードの寿命予測も期待されています。実際の加工状況をデジタル空間に再現し、様々な条件でシミュレーションを行うことで、より精度の高い寿命予測や最適な使用条件の提案が可能になるでしょう。
持続可能な製造の観点からは、ブレードの再生技術も注目されています。使用済みのブレードを再研磨し、コーティングを施すことで、新品同様の性能を取り戻す技術が発展しつつあります。こうした再生技術は、資源の有効活用とコスト削減の両面でメリットがあります。
次世代のブレード技術としては、ナノレベルの新素材コーティングや複合材料の開発が進んでおり、より高い耐摩耗性と熱安定性を持つブレードの登場が期待されています。