精密機械加工所における鋸引き：品質結果をもたらす先進切削技術

鋸引きは現在使用されている最古の切削技術の一つであり、革新により材料、公差、製品複雑性の進歩に対応し続けています。定義上、鋸引きは歯付きまたは研磨切削工具をワークピース表面に押し当てて移動させ、狭いスリットを切ることです。鋸引きは公差を特に気にせず大量の材料を除去するためによく用いられますが、現代のCNC鋸引き機は仕上げ作業にも使用できます。

鋸引き用語

鋸引きと鋸引き設備の詳細に入る前に、いくつかの重要な用語を理解しておく必要があります。

• レーク角： 鋸歯の切削面に対する角度
• セット： 鋸歯がブレードから横方向に曲げられている度合い
• ガレット： 歯先の間の谷
• ゲージ： 鋸ブレードの幅
• ピッチ： 隣り合う2つの歯先の間の距離
• カーフ： 鋸がワークピースに作る溝、またはその幅の寸法

鋸引きの種類

最も基本的なレベルでは、鋸引きは連続切削と往復切削の2タイプに分けられます。往復法は、前進と後退の両ストローク、または多くの場合は前進または後退の片方のみで材料を除去する、前後に動く鋸を用います。往復鋸引きは木工とCNC機械加工の両方で広く用いられ、手工具でも高度なCNC設備でも実行可能です。

連続切削は、鋸が一方向に連続的に動き、ワークピースからチップを常に除去し続けるときに発生します。連続切削は使用工具によって異なる形態を取ります。例えば、バンドソーは薄く柔軟な鋸ブレードを連続ループで走らせます。コールドソーは円形の歯付き鋸ブレードを用います。

連続切削は、摩擦切削や研磨切削といったユニークな鋸引きタイプも可能にします。摩擦切削では、円鋸やバンドソーの高速回転により、ワークピースの局所的なポイントで十分な熱が発生し、チップ形成なしで金属を溶かしながら除去します。摩擦切削用ブレードは多くの場合歯がありません。研磨切削はバンドソーまたは円鋸で、研磨物質をコーティングしたブレードを用いて実行できます。プロセスは研削と同様に、研磨エッジによって微小チップが切削され、ブレードの回転によってカーフから排出されます。

鋸引き技術は、望む結果に基づいてさらに分類できます。切断鋸引きは、公差がほとんど問題にならない大量の材料除去のために実行されます。切断加工では、カーフが非常に薄く、切削中に発生するチップが極めて少ないため、鋸引きが最も効率的な方法となることがよくあります。スペクトラムの反対側にある輪郭鋸引きは、フライス加工に匹敵する形状を実現できます。輪郭鋸引きでは、ワークピースをバンドソーに対して回転させて複雑な形状を作ります。

鋸引きに使用される工具

ドリリングや他の汎用機械加工プロセスと同様、鋸引きにも家庭用メンテナンスでの対応物があります。ほとんどの工具箱にはノコギリが含まれており、これは木材、プラスチック、さらには金属を切るタイプの手動鋸です。往復鋸引き用CNCマシンもしばしばノコギリと呼ばれます。これらは本質的に手動ノコギリを自動化し、重負荷対応させたものだからです。他の鋸引きマシンは異なる形態を取り、以下で説明するように様々な目的で使用されます。

往復鋸マシン：

• 手動ノコギリ： 取っ手と長方形フレームに保持された薄いブレードを持つ古典的な工具箱の鋸。
• パワーハックソー： 鋸ブレードを機械的に往復させ、手動ノコギリに似ていますが、より高速かつ大勢力で動作します。切削は通常前進ストロークのみで行われます。

連続鋸マシン：

• バンドソー： 水平、垂直、コンビネーションタイプがあります。ブレードは薄い金属ストリップから形成され、内部面での作業のために切断・再溶接可能です。水平バンドソーはパワーハックソーの代替としてよく用いられますが、バンドソーはより高い効率を発揮できます。垂直バンドソーは輪郭切削に使用できます。
• 輪郭鋸： 高精度で不規則な形状を切削するタイプのバンドソー。
• 円鋸： 従来の円鋸は「コールドソー」、すなわち高速回転する歯付きディスクです。他に摩擦ディスクや研磨ディスクも選択肢です。

CNC機械技師が鋸引きを使用する場面

CNC機械加工所では、ワークピースを最初から最後まで機械加工する際、バー材から始めることがよくあります。バー材を部品製造に必要な概ねのサイズまで小さくするため、長いバー材を鋸引きして短いセクションに分割します。ここで鋸引きの利点がすべて発揮されます：切削動作が速く、必要エネルギーが最小限、発生チップが非常に少ないため、バー材のわずかしかスクラップになりません。

このようなシンプルな切断操作では、鋸引きは通常他の機械加工プロセスより少ないエネルギーで済みます。フライス、旋削、他のプロセスでも同じ目標を達成できますが、高度にカスタマイズされた切削工具を必要としたり、はるかに多くのチップを生成したり、より多くのエネルギーを消費したりします。鋸は狭いカーフを維持し、適切なセットアップがあればほぼあらゆる材料を切断できるため、切断操作に理想的です。

輪郭鋸は、標準的な切断鋸引きよりはるかに高い精度で不規則な形状を切削できます。輪郭鋸マシンはフライス盤に匹敵する公差と優れた再現性も提供できます。多くの場合、輪郭鋸引きは工具鋼を切削して、他の機械加工操作用のダイを製作するために用いられます。

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