加工不良が起こる原因は？【工作機械トラブルの基礎知識】

切削加工をする際に気になるのが加工不良です。加工不良は、どんな状態に仕上がってしまったのか原因を探り対策することが重要です。ここでは、加工不良の種類と原因、対策を紹介します。

加工不良が起こる主な原因と対策は？

切削機械の加工不良は大きく分けて6つあります。それぞれの現象について、原因や対策方法を見ていきます。

バリ

バリは「かえり」ともいいます。金属加工での加工物にできるトゲであるバリが起こる原因は、加工時に金属の性質によるもの。金属は力を加えると伸びてしまう性質がありますが、力がなくなっても元に戻らずかえってしまうことで起こります。

金属の性質的なものが大きな原因となるため、対策方法は刃物や切削油、条件や設計を見直すといった根本から見直すことになります。性質上仕方のないことなので、バリが出ることを想定してバリ取りを工程に組み込むのもひとつの対策方法です。

ただし、バリの量があまりにも多い場合は、バリは出るものと考えるだけでは、機械の寿命が縮んでしまったり怪我を招いてしまったりすることもあるので注意が必要です。

切粉

切粉は「きりこ」と読みますが、金属の粉ではなく加工時に出てくる金属の切りくずです。細長い形状のため、機械に絡んでしまい作業が少し停止してしまう（チョコ停）ことがあります。

バリと同じく、加工の過程で出てしまうものではありますが、速度や切り込み量などの条件を見直したり切粉を短くカットするチップブレーカーを取り付けるなどの対策方法があります。

切粉を放置してしまうと、作業の停止だけでなく製品に傷が入ってしまうこともあるので、なるべく早めに対策しておきたいものです。

コバ欠け

コバ欠けは加工したものの端っこが欠けてしまうことを指します。使用する材料の性質がもろい場合や機械の振動によって材料が欠けてしまう場合があります。

コバ欠けの対策は、材料の性質を見直したり条件を見直したりするほか、振動が大きい原因に機械の設備不良や精度不良があるのではないかを確認することが大切です。振動の大きさに問題がある場合は、機械のメンテナンスを行いましょう。

チッピング

チッピングは加工した材料に起こる加工不良ではなく、切削機械に取り付けた刃物に起こるものです。刃物の刃先が欠けてしまうことをいいます。

原因はさまざまで、刃物の材質が欠けやすいものであるほか、機械へ取り付けるときに取り付け方に誤りがある、取り付けが甘い、機械そのものに問題があるケースもあります。また、刃先に大きく負担のかかる条件で設定している可能性もあるので、切削条件を確認してみるのも大切です。

ビビリ

ビビリは加工時に発生する機械の振動のことです。強制ビビリと呼ばれる機械本体が外部環境要因や機械の状態によって起こる振動、自励ビビリ（再生ビビリ）と呼ばれる、切削時に起こる刃物と材料の抵抗によって起こる振動の2つあります。

機械を使用する環境を見直したり、設定や工具を見直したりする対策方法があります。

ビビリがあると仕上がりに影響が出てしまうだけでなく、機械や工具が故障することもあるため、原因を探り対処しましょう。

構成刃先

構成刃先は、材料を加工する際に出てくる切粉などが、摩擦熱などで刃先に癒着してしまうことをいいます。刃先の形状が変わってしまうため、仕上がりがきれいでなくなったり、傷がはいってしまったりと加工不良が起こります。

構成刃先は、加工する材料が伸びやすい材質の場合、切削の設定温度が低い場合、工具と材料の親和性が高い場合に起こりやすいです。

対策としては、材料を見直す、条件を見直すことが必要でしょう。