金属加工には様々な種類がありますが、その中で切る・削る・穴をあけるという加工を切削加工と呼びます。
この記事では、主要な切削加工の一つ「コールドソーでの金属切断」の基礎知識をご紹介します。
- コールドソーとは 金属切断の基礎知識-再研磨タイプと使いきりタイプの違いも紹介
- コールドソーとは
- コールドソーの選定
- コールドソーの機械の種類
- 切断加工時の注意点
- 鋼材と切削を詳しく知るなら
- 終わりに
コールドソーとは 金属切断の基礎知識-再研磨タイプと使いきりタイプの違いも紹介
切削は、ものづくりの最初の工程で切り削る加工方法です。
「切る」工程と「削る」工程では加工方法や工具が大きく異なっています。切削加工の中の切る工程では主にレーザー、水、丸鋸、ナイフなどを使って切断を行います。
この記事ではコールドソーでの金属切断の基礎知識をご紹介します。
コールドソーとは
コールドソーは、丸鋸切断で用いる丸い刃物のこと。丸鋸にはハイスムクのメタルソー、熱した材を切断するホットソー、常温の材を切断するチップ付きの丸鋸コールドソーがあります。
また、木材やアルミ、アクリルなどを切断するチップ付きの丸鋸をチップソーといいます。
コールドソーの選定
コールドソーには、再研磨タイプと使いきりタイプの工具が存在します。またそれぞれ用途に応じてコーティング品なども存在します。
工具のメリットとデメリットは下記の通り。
・使いきりタイプ
メリット：低コスト・汎用性が高い・再研磨不要、工具管理が簡単
デメリット：場面によってはコスト高となる、カスタマイズができない
・再研磨タイプ
メリット：再研磨運用でトータルコスト削減、用途に応じてカスタマイズが可能
デメリット：初期コストが高い、再研磨運サイクルの確立か難しい
・チップの種類
サーメット、超硬＋耐熱コート、超硬（現在はほぼ使用されない）
コールドソーの機械の種類
コールドソーを使用する機械には、造管ラインで使用されるオンライン切断機と、バー材やパイプの寸法を決めるオフライン切断機があります。
走行切断機(オンライン)
オンラインの切断機は、走行切断機と呼ばれる機械で、鋼のコイルから鋼管を製造するラインで使用されます。
鋼管の用途によってパイプ内部で溶接ビードを嚙みこむ切断と溶接ビードが内部にくっついたままの切断があり、ビードを噛みこむ切断では耐衝撃性が高い仕様、ビードが内部にくっついたままのパイプ切断では耐摩耗性が高い設計のものを使用します。
走行切断機の切断ではコールドソーだけでなく、メタルソーやプレスカッターも使用されます。
オフライン切断機
オフラインの切断機は、中実材やパイプの寸法決めを行う機械です。
中実材用の切断機ではサーメットチップの使い切りタイプを使用することが多く、パイプ切断ではサーメットと超硬コーティングの鋸を使用する場合があります。
コーティング品は高速切断機で使用され、基本的に耐熱コートが施されていることが多いです。
オフライン切断機では、中実材の場合はチップ付きのコールドソーでの切断かバンドソーでの切断が一般的ですが、パイプ切断ではチップ付きコールドソーもしくはハイスのメタルソーを使用することが多いです。
切断加工時の注意点
最後にコールドそーでの金属切断加工時の注意点をご紹介します。
切削条件
切削条件は機械によって異なります。
一般的なオフラインの機械では、V=100m/min程度、パイプ用高速切断機（オフライン）はV=200m~300m/minの切削速度となります。
オンラインの走行切断機でもV=200m/min程度の条件となります。
被削材によって条件を変更する必要があるため、うまく切れないという場合は工具メーカーに問い合わせるのがおすすめです。
被削材の硬度
コールドソーでの切断は基本的に生材の切断を行い、硬度は25HRC以下で本来の力を発揮する一方、30HRCを超える材ではうまく切断できない可能性が高いため注意が必要です。
刃数選定
工具選定においては刃数の選定が重要です。
中実材の場合、切断中に被削材の中に入る刃数「同時切削刃数」が鉄の切断時には3-4刃程度となるような刃数を選びます。
また、パイプではできるだけ多い刃数の工具を選ぶこととなりますが、この辺は工具メーカーがそれぞれ独自のノウハウを持っているため工具メーカーに確認しながら選定していきます。
鋼材と切削を詳しく知るなら
鋼材の特性や鋼材ごとの切削方法をより深く学びたいと思ったときにおすすめな本として、『元素から見た鉄鋼材料と切削の基礎知識』という本がおすすめ。
鋼材の特徴を詳しく解説しながら、その特性に適した加工方法を解説している本で、私もこの本を使って勉強しました。
切削について興味があるという場合には是非こちらの本を読んでみてください。
終わりに
この記事では、金属切削加工の主な加工方法である「コールドソーでの切断加工」について基礎知識をご紹介しました。
金属加工では切削工程は特に重要な工程ですので、工具は良いものを選定するのが重要。また、問題が発生した時には工具メーカーに相談するのがおすすめです。
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