金属加工は製造業の重要な部分です。プロセス中に、金属切削のさまざまな種類の切りくずが生成され、最終製品の品質に影響を与える可能性があります。切りくずの特性と種類を理解することは、金属加工プロセスの最適化に役立ちます。調査によると、切削パラメータ、工具形状、材料特性などの要因がすべて、切りくずの形成に寄与していることが示されています。チップの適切な管理と廃棄も、職場の安全と環境への影響を考慮する上で重要です。
チップの種類
金属加工工程で発生する切りくずには、いくつかの種類があります。これらには、連続、セグメント化、不連続、および粉末状のチップが含まれます。生成される切りくずのタイプは、材料特性、切削パラメータ、および工具形状によって決まります。さまざまな種類のチップを理解することは、最適な製造効率と製品品質を達成するために重要です。次のセクションでは、各タイプのチップについて詳しく説明します。
連続切りくず
連続切りくずは長くて狭く、通常はらせん状にカールします。それらは、高い切削速度、低い切込み深さ、および低い送り速度が使用されたときに形成されます。切りくずの形状とサイズは、工具の形状、切削速度、および送り速度によって異なります。
連続タイプのチップは、多くの金属加工アプリケーションで有利です。たとえば、切削領域から熱を放散するのに役立ち、工具の摩耗のリスクを減らし、工具の寿命を延ばします。切りくずが連続するため、効率的な切りくず排出も可能です。これにより、ワークへの損傷を防ぎ、寸法精度を維持することができます。
ただし、連続切りくずにはデメリットもあります。加工物や切削工具に絡まる可能性があるため、管理や廃棄が難しい場合があります。さらに、連続した切りくずは、機械内で詰まったり、切断プロセスに干渉したりすると、問題を引き起こす可能性があります。
関連記事： RFID ラベルは何で構成されていますか?
セグメント化されたチップ
セグメント化されたチップは、一連のセグメントまたは不連続性によって特徴付けられるタイプのチップです。それらは通常、工具の刃先が不規則または磨耗している場合、または加工対象の材料が脆いまたは硬い場合に形成されます。
セグメント化されたタイプのチップには、金属加工アプリケーションで長所と短所の両方があります。一方では、セグメント化された切りくずは、発熱を減らし、切削工具への損傷を防ぐのに役立ちます。また、継続的なチップよりも管理と廃棄が容易になる可能性があります。これは、絡まったり、切りくずの除去に問題が発生したりする可能性が低いためです。
一方、セグメント化されたチップは、サイズが大きすぎたり、マシンに詰まったりすると問題を引き起こす可能性があります。また、切断の妨げにもなり、効率の低下や製品品質の低下につながります。
不連続チップ
おがくずまたは微粒子チップとも呼ばれる不連続なチップ。小さくて不規則な金属粒子が特徴のチップの一種です。それらは通常、鋳鉄やある種の鋼など、加工される材料が脆い場合に形成されます。粒子の形状とサイズは、切削パラメータ、工具の形状、および材料特性によって異なります。
パウダリーチップス
パウダリーチップとは、微細な粉末状の金属粒子が特徴のチップの一種です。それらは通常、工具の刃先が鈍い場合、または加工する材料の加工が難しい場合に形成されます。
粉末タイプの切りくずは、金属加工アプリケーションで問題を引き起こす可能性があります。それらは、チップ除去に使用されるフィルターやその他の機器を詰まらせる可能性があるため、管理と廃棄が難しい場合があります。また、表面仕上げや寸法精度にも問題が生じる可能性があります。これは、切削プロセスを妨げ、ワークピースの表面に凹凸を残す可能性があるためです。
メーカーは、粉状のチップの形成をカットするためにいくつかの手順を実行できます。 1 つのアプローチは、適切にメンテナンスされ潤滑された鋭利な切削工具を使用することです。もう 1 つの方法は、切削パラメータを調整して、工具が適切に切削し、過度の熱を発生させないようにすることです。さらに、適切な切削工具と材料を選択することも、粉状の切りくずの形成を抑えるのに役立ちます。
連続チップ vs 分割チップ vs 不連続チップ vs 粉末チップ
連続チップ、分割チップ、非連続チップ、粉末チップの違いをまとめた表を次に示します。
| 側面 | 連続切りくず | セグメント化されたチップ | 不連続チップ | パウダリーチップス |
|---|---|---|---|---|
| チップ形成 | 連続切削時に形成 | 断続切削時に発生 | 切断時に小片に形成される | もろい材料がバラバラに壊れて形成される |
| チップサイズ | 長くて連続的 | 短くセグメント化された | 短く不連続 | 非常に小さな粒子 |
| チップ形状 | 湾曲またはらせん | 直線またはわずかに湾曲 | 不規則またはギザギザ | 不規則またはギザギザ |
| 切りくずの厚さ | 均一な厚さ | 厚さが異なります | 厚みや大きさがバラバラ | サイズが異なります |
| 切削力 | 適度な切削抵抗 | 高い切削抵抗 | 高い切削抵抗 | 低切削抵抗 |
| 切断温度 | 低い切削温度 | 高い切削温度 | 高い切削温度 | 高い切削温度 |
| 材料除去 | 効率的な材料除去 | 効率的な材料除去 | 効率の悪い材料除去 | 効率の悪い材料除去 |
| 表面仕上げ | 良好な表面仕上げ | 良好な表面仕上げ | 表面仕上げが悪い | 表面仕上げが悪い |
| 材料特性 | 延性材料 | 延性材料 | 脆性材料 | 脆性材料 |
| アプリケーション | 旋削・中ぐり・端面加工 | 穴あけおよびタップ加工 | フライス加工および研磨切断作業 | 研削および研磨切断作業 |
チップの特性
チップのサイズと形状は、これらの要因によって大きく異なります。たとえば、切削速度が低く、送り速度が高いと、切りくずが短くなり、厚みが増す可能性があります。高い切削速度と低い送り速度により、より長く薄い切りくずを生成できます。切りくずの形状は、使用する工具の種類によっても異なります。これらには、らせん状の切りくずを生成する湾曲またはスパイラル工具と、まっすぐな切りくずを生成する直線工具が含まれます。
金属加工中に発生する切りくずの特性は、製造プロセスの効率と品質に影響を与える重要な要素です。切りくずの特性は、切削パラメータや工具形状など、さまざまな要因の影響を受けます。
サイズと形状に加えて、チップの特性も製造プロセスに影響を与える可能性があります。たとえば、切りくずが長すぎたり厚すぎたりすると、ワークピースや切削工具に絡まる可能性があります。それらは損傷を引き起こしたり、プロセスを妨げたりする可能性があります。あまりにも粉末状または断片化されたチップは、チップの除去または廃棄に問題を引き起こす可能性があります。
切りくず形成に影響する要因
切りくずの形成は、さまざまな要因の影響を受ける複雑なプロセスです。切りくずの形成に影響を与える最も重要な要因には、材料特性、切削工具の形状と状態、潤滑などがあります。
ウィキペディアの説明 チップ形成:
切りくずの形成は、のこぎり、旋盤、フライスなどの工具を使用して、機械的手段で材料を切削するプロセスの一部です。
硬度や柔軟性などの材料特性も切りくず形成に影響を与える可能性があります。より延性のある材料は、より長く連続した切りくずを生成する傾向があります。より硬く、より脆い材料は、より短いセグメント化された切りくずまたは粉状の切りくずを生成する傾向があります。
切削工具の形状と状態も切りくず形成に重要な役割を果たします。適切な形状の鋭利で手入れの行き届いた切削工具は、きれいで効率的な切削を行うのに役立ちます。それらは、望ましくないタイプのチップの形成をカットすることができます。
潤滑は、切りくず形成に影響を与えるもう 1 つの重要な要因です。切削プロセス中の熱と摩擦を低減し、切りくず生成を促進し、工具寿命を延ばします。
チップの管理と廃棄
チップの効果的な管理と廃棄は、金属加工プロセスの重要な側面です。チップは、金属、プラスチック、木材など、さまざまな素材で作ることができます。製造業者は、環境汚染を防ぎ、労働者の安全を確保するために、適切な取り扱いを学ぶ必要があります。
リサイクルは、チップ管理の一般的なアプローチです。これには、チップを収集して処理し、将来の使用のために原材料を回収することが含まれます。リサイクルすることでゴミを減らすことができます。また、製造におけるエネルギー消費を引き起こし、回収された材料の販売を通じて収益も生み出します。
廃棄は、環境への影響を削減するためにチップの適切な取り扱いと廃棄を必要とするもう 1 つのアプローチです。チップを不適切に廃棄すると、土壌や水の汚染につながる可能性があります。これはまた、健康と環境に深刻な影響を及ぼします。
製造業者は、チップを適切に管理および廃棄するために、地域および連邦の規制を遵守する必要があります。たとえば、環境保護庁 (EPA) は、有害物質の廃棄に関する基準を設定しています。これらには、油やその他の汚染物質を含む金属片が含まれます。
さまざまな種類のチップの特性を理解することは、メーカーにとって大きなメリットがあります。この知識は、業務におけるチップの処理と取り扱いについて十分な情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。チップの適切な管理と取り扱いは、廃棄物の削減に役立ちます。また、金属加工プロセスの環境への影響を削減するのにも役立ちます。さらに、ベスト プラクティスと規制に従うことで、作業者の安全を確保できます。また、持続可能な製造慣行を促進することもできます。
続きを読む：
チップの種類について よくある質問
-
金属加工プロセスで生成されるさまざまな種類の切りくずは何ですか?
金属加工プロセスで生成されるさまざまな種類の切りくずには、連続、セグメント化、不連続、および粉末状の切りくずが含まれます。
-
連続チップはセグメント化されたチップとどう違うのですか?
連続チップは長くて連続していますが、セグメント化されたチップは短く、間にギャップがあります。
-
粉状チップの形成に影響を与える要因は何ですか?
粉状の切りくずの形成に影響を与える要因には、材料の延性、切削速度、および工具のすくい角が含まれます。
-
工具形状は切りくず形成にどのように影響しますか?
すくい角を変更すると、工具形状が切りくず形成に影響を与える可能性があります。角度をクリアして、発熱を減らし、切りくず形成を改善し、工具の摩耗を防ぎます。
-
金属加工で使用される潤滑剤は切りくず形成に影響しますか?
はい、金属加工で使用される潤滑剤は、切りくずの形成に影響を与える可能性があります。熱と摩擦を減らすことで切りくず生成を改善し、工具寿命を延ばします。
-
金属加工チップの廃棄を管理する規則は何ですか?
金属加工チップの廃棄を管理する規制には、油やその他の汚染物質を含む有害物質に対して EPA が設定した基準が含まれています。
