切削油の特徴と管理について

切削油は工作機械を使う上で欠かせないものです。ここでは切削油の種類や管理法などを紹介します。

切削油について

工作機械を使用するにあたって、基本的に切削油が使用されています。切削油には潤滑・冷却などさまざまな役割があるので見ていきましょう。

潤滑

材料に工具をダイレクトに当ててしまうと加工時に摩擦が起きやすくなってしまいます。切削油を用いることで摩擦が減り、工具の寿命が延びる・加工面の仕上がりが綺麗になる・温度上昇が抑えられるなどのメリットがあるでしょう。

冷却

とくにNC旋盤を用いた加工の場合、工具と加工面が600度ほどの高温状態になってしまい、金属の変形をきたす恐れもあります。そのため切削油をかけることで温度の上昇を防ぎつつ作業が進められるのです。温度を低いままキープすることで、切削加工の時間も短縮した設定に変更できます。その結果、加工スピードアップにも役立つでしょう。

切屑の排出

加工を行うと必ず切屑が発生します。切屑を放置して加工すれば、加工不良となるリスクが高まるので注意しなければなりません。切削油をかけて加工することで、切屑を上手く排出できるだけでなく、細かな切屑の飛散が防止出来ると言ったメリットがあります。

溶着の防止

切削加工によって材料の一部が溶けてしまい、工具に溶着することも。加工の精度を低くしてしまうため、切削油をかけて溶着を防ぐのです。

切削油の種類

切削油といっても、水溶切削油・不水溶性切削油に分けられ、その中でさらに細分化されています。たとえばNC旋盤は高速切削なため水溶性切削油を使用するケースがほとんどです。

水溶性切削油

基本的に冷却を目的として活用される切削油で、水で薄めながら使用しており、発火性が低いという点も特徴的です。そのため24時間稼働している設備・無人運転の設備でも比較的安心して活用できるでしょう。ただ水に薄めるため劣化をきたしやすいので、管理に注意しなければなりません。「クーラント」「クーラント液」と呼ばれています。

• A1種：乳白色(エマルション)
• A2種：半透明又は透明(ソリュブル)
• A3種：透明(ソリューション)

JIS規格によって、上記のように分類されています。

不水溶性切削油

潤滑・溶着防止を主な理由で用いられており、高い加工精度が必要な場合に使用されています。ただ発火によって火災を起こすリスクもあるため、使用中もしっかりと管理しなければなりません。「油性切削油」と呼ぶこともあります。

• N1種：極圧添加剤を含まないもの。
• N2種：極圧添加剤を含むもの、かつ、銅板腐食が150 ℃で1以下のもの。
• N3種：硫黄系極圧添加剤を含むもので、かつ、銅板腐食が100 ℃で2以下，及び150 ℃で2以上のもの。
• N4種：硫黄系極圧添加剤を含むもので、かつ、銅板腐食が100 ℃で3以上のもの。

JIS規格によって４つに分けられています。

切削油の管理方法は？

切削油は時間と共に劣化が進んでいきます。水溶性切削油は水で薄めるためバクテリアが繁殖しやすく、劣化や腐敗する恐れも高いでしょう。だからこそ適切に管理をすることが大切です。

外観

色の変化をしっかりと確認しましょう。また浮上油が浮いているなら、すぐに回収してください。

ニオイ

バクテリアが発生すると悪臭が漂ってきます。この状態の切削油を使用すれば、錆の原因にもなるため必ず使用を控えてください。

濃度・弱アルカリ

切削油の濃度やPHが適切出なければ、機械内部のワイパー・パッキン類が損傷する恐れもあります。機能低下を及ぼす恐れがあるので注意しましょう。

切削油タンクの清掃

どんなに綺麗な切削油を使っていたとしても、タンク自体が汚れていれば意味がありません。そのため切削油のタンクも定期的に清掃しましょう。

切削油の管理上の注意点

切削油の中でも油性切削油は火事を招く恐れがあるため、十分に注意して取り扱わなければなりません。

発熱

工具の摩耗などによって発熱することで、発火のリスクが高まります。そのため工具破損や摩耗を検知するための機能や異常負荷検知機能などを搭載した方が良いでしょう。

切削油が加工点に達していない

加工するモノと加工点、切削油供給点の状況にとっては、切削油が加工点に達せずに発火することも。そのため切削油吐出口の位置を必ず調整し、切削油が加工点に届くようにしてください。

切削条件の設定

切削条件をあまりにも厳しくすると、切削の抵抗が高まるので切屑が高温になってしまいます。そのため、ゆとりのある切削条件を定めることが大切です。

切削油量の管理

切削油の残量が少ないと、加工点に切削油が供給出来ずに発火となる恐れも。そのため切削油の液面検知装置を取り付けると良いでしょう。