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「丸鋸切断」の切削条件をご紹介します。
丸鋸の切削条件-木材切断と金属切断
丸鋸での切断では、切削条件の中でも特に切削速度(Vc)と１刃当たりの切削量(Fz)が重要なパラメーターです。
それぞれの値を求める公式は下記の通りです。
V=πDN/1000
Fz=1000F/NZ
D:鋸外径, N:回転数RPM, Z:刃数
ここからは丸鋸切断での一般的な切削条件をご紹介します。
丸鋸切断の種類と条件
丸鋸には、ムク木材縦挽き、ムク木材横挽き、ボード、アルミなどの切断が存在し、切削条件は木材とアルミ、鉄鋼の切断で異なっています。
それぞれの工具の特徴と切削条件は下記の通りです。
木材切削条件
木材の切削条件は
V=3000m/min-5000m/min
が一般的な条件です。
また、工具の選定方法は以下の通り。
ムク木材縦挽き
全てフラットのB刃型で直進性重視。
刃数を減らして材焼けを防止する。
材の締め付けが強い場合には台金にワイパーチップを付けることも。
薄鋸を使用し縦方向と横方向の歩留まり向上を図れる。
ムク木材横挽き
スクイ、研ぎ、リードそれぞれに角度をつけたC刃型か振動抑制のために平刃を入れたA刃型が多い
繊維切断となるため刃数を増やして切れ味を重視する
ボード用
山刃と平刃を交互に配置したD刃型が多い
刃数はムク縦挽きと横挽きの中間くらい
糊に強い材質を各メーカーが準備している
※電鋸用工具としておすすめなのはこちら
アルミ切断の切削条件
アルミの切削条件は、
V=2800m/min-4200m/min
で切削するのがおすすめです。
アルミ切断用丸鋸の選定方法は下記の通りです。
アルミ用
ボード用と同じくD刃型が多く、スクイは5度か-5度。
切削時の切断音が高いため、振動防止スリットの役割が重要
アルミプロファイリングの薄い材用にリード角をつけたタイプを販売するメーカーも
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。
走行切断機 切削条件
オンラインの切削条件は、V=250m/minから550m/minなどの高周速の領域での切断です。
簡易式でも公転式でも同じくらいの周速となりますが、機械によってはメタルソー専用機で周速が200m/minまでしか上がらない機械もあります。
このような機械ではコールドソーは使用できず、メタルソーを使用します。
送りは機械のラインスピードの範囲でできるだけ落とすのが理想的。
切削肌は基本的に低地型のような美麗さは期待できません。
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。
オフライン切断機 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の切削速度です。
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。
１刃当たりの切削量(Fz)は0.03mm/zから0.05mm/zくらいが標準的。
尚、ステンレスはV=50m/minくらいで切断します。
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。
木材と切削を詳しく知るなら
木材の特性や木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、『トコトンやさしい木工の本』という本がおすすめ。
木材の特徴を解説しながら、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木材加工の基礎を勉強しました。
木材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。
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、丸鋸の切削条件について基礎知識をご紹介しました。
加工では切断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。
※切削条件の決め方はこちら
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