ちょっと、そこ！立形 CNC マシンのサプライヤーとして、私は加工プロセスにおいてクーラントの使用がいかに重要であるかを直接見てきました。クーラントは、混合物に投入する単なる追加の液体ではありません。立形 CNC 加工作業をスムーズかつ効率的に実行し続けるために重要な役割を果たします。このブログでは、立型 CNC 加工プロセスでクーラントの使用を最適化する方法についていくつかのヒントを紹介します。
立形 CNC 加工においてクーラントが重要な理由
まず最初に、クーラントがなぜそれほど重要なのかについて話しましょう。を使用しているときは、立型CNCマシン材料を切断、穴あけ、またはフライス加工すると、大量の熱が発生します。この熱は、工具の摩耗、表面仕上げの低下、さらにはワークピースの損傷など、あらゆる種類の問題を引き起こす可能性があります。クーラントはこの熱を放散し、切削工具とワークピースを安定した温度に保ちます。
また、潤滑剤としても機能し、切削工具と材料の間の摩擦を軽減します。これにより、工具の寿命が延びるだけでなく、加工の品質も向上します。さらに、クーラントは切削領域から切りくずや破片を洗い流すのに役立ち、それらが機械加工プロセスに干渉するのを防ぎます。
冷却剤のオプションを理解する
さまざまな種類の冷却剤が利用可能であり、適切な冷却剤を選択することが冷却剤の使用を最適化するための第一歩です。最も一般的なタイプは、水ベースのクーラント、ストレートオイル、および合成クーラントです。
水ベースの冷却剤は、コスト効率が高く、優れた冷却特性を備えているため、最も広く使用されています。これらはさらに、可溶性オイル、半合成クーラント、および全合成クーラントに分類できます。可溶性油は油と水の混合物であり、油滴を水中に浮遊させておくための乳化剤が含まれています。半合成クーラントはオイル含有量が低いのに対し、完全合成クーラントにはオイルがまったく含まれません。
ストレートオイルは純粋な鉱物油または植物油です。これらは優れた潤滑性を提供しますが、水ベースの冷却剤ほど冷却効果が劣る可能性があります。これらは、潤滑が最重要視される重負荷の機械加工作業によく使用されます。
合成冷却剤は化合物から作られており、優れた冷却特性と耐腐食特性を備えています。また、油ベースの冷却剤と比較して、皮膚の炎症を引き起こす可能性が低くなります。
クーラント濃度の最適化
クーラントの使用を最適化するための重要な要素の 1 つは、適切な濃度を取得することです。クーラントが薄すぎると、十分な潤滑や冷却が行われず、工具の摩耗が増加し、表面仕上げが悪化する可能性があります。一方、濃度が高すぎると高価になる可能性があり、冷却システムの泡立ちや詰まりなどの問題を引き起こす可能性があります。
ほとんどのクーラント メーカーは、さまざまな加工作業に推奨される濃度に関するガイドラインを提供しています。これらのガイドラインに従い、屈折計を使用して冷却剤濃度を定期的にチェックすることが重要です。必要に応じて冷却剤または水を追加して濃度を調整できます。
適切な冷却剤の供給
切削領域にクーラントを供給する方法も重要です。クーラントの供給には、フラッド冷却、ツールによる冷却、ミスト冷却など、さまざまな方法があります。
フラッド冷却は最も一般的な方法で、大量のクーラントが切断領域に注入されます。この方法は熱を除去し、切りくずを洗い流すのに効果的ですが、クーラントの過剰使用につながる可能性もあります。
スルーツール冷却では、切削工具を通してクーラントを直接供給します。この方法は、クーラントを必要な場所に正確に供給し、熱を低減し、工具寿命を向上させるため、より効率的です。これは、深穴ドリル加工や高速機械加工作業に特に役立ちます。
ミスト冷却は、切削領域にクーラントの細かい霧を吹き付けます。この方法は、フラッド冷却に比べて使用するクーラントの量が少ないため、軽負荷の機械加工作業に適したオプションとなります。
定期的なクーラントメンテナンス
クーラントの使用を最適化するには、クーラントのメンテナンスが不可欠です。時間の経過とともに、クーラントは切り粉、汚れ、バクテリアで汚染される可能性があります。クーラントが汚染されていると、工具の摩耗、表面仕上げの低下、機械部品の腐食などの問題が発生する可能性があります。
クーラントを定期的にろ過して、切りくずや破片を除去する必要があります。ペーパーフィルター、磁気フィルター、遠心分離機など、さまざまなろ過方法が使用できます。クーラントに異臭や色の変化など、バクテリアの増殖の兆候がないか確認することも重要です。バクテリアが存在する場合は、冷却液に殺生剤を追加する必要がある場合があります。
冷却剤のメンテナンスのもう 1 つの側面は、pH レベルの監視です。機械コンポーネントやワークピースの腐食を防ぐために、クーラントの pH レベルは推奨範囲内である必要があります。必要に応じて pH 安定剤を添加することで pH レベルを調整できます。
クーラントリサイクルシステムの使用
立形 CNC 加工作業で大量のクーラントを使用している場合は、クーラント リサイクル システムへの投資を検討してください。これらのシステムは冷却液を濾過して洗浄し、汚染物質を除去し、冷却液の耐用年数を延ばすことができます。これにより、クーラントの使用量が減るだけでなく、クーラントの購入費も節約できます。
クーラントリサイクルシステムは通常、濾過ユニット、分離器、ポンプで構成されます。濾過ユニットはクーラントから大きな粒子を除去し、セパレーターは油やその他の汚染物質を除去します。その後、ポンプは洗浄されたクーラントを循環させて機械加工プロセスに戻します。
オペレーターのトレーニング
オペレーターは、クーラントの使用を最適化する上で重要な役割を果たします。冷却剤の適切な使用とメンテナンスについて訓練を受ける必要があります。これには、冷却剤を正しい濃度に混合する方法、冷却剤供給システムの操作方法、および定期的な冷却剤メンテナンス作業の実行方法が含まれます。
オペレーターに定期的なトレーニングと再教育コースを提供すると、可能な限り最も効率的な方法で冷却剤を使用できるようになります。また、クーラント使用量の増加や加工品質の低下につながる可能性のある、コストのかかるミスを防ぐのにも役立ちます。
結論
立形 CNC 加工プロセスにおけるクーラントの使用を最適化するには、賢明な選択を行うことが重要です。適切な冷却剤の選択から適切な供給、メンテナンス、オペレーターのトレーニングに至るまで、すべてのステップが重要です。これらのヒントに従うことで、クーラントコストを削減し、工具寿命を延ばし、機械加工の品質を向上させることができます。
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参考文献
- 「金属加工流体ハンドブック」ジョージ・トッテン著
- 「CNC 加工技術」ジョン A. リハ著