あと少しで切れる。その瞬間が難しい｜ワイヤーカット「切り離し」の落とし穴
あと少しで、金属が切り離れる。
ワイヤーカットの加工を見ていると、「ここまで切れたのなら、もう安心だろう」と感じるかもしれません。
しかし、加工する側は、その先を考えています。
切り離した金属は、どちらへ動くのか。何に当たるのか。そして、どう取り除くのか。
阪神精工では、過去に切り落とし片がワイヤーカット加工機のノズルに接触し、機械部品の修理に数十万円かかった経験があります。また、切り落とし片が加工槽内へ想定どおりに落ちず、機械とテーブルの間に挟まったこともあります。
ワイヤーカットは、図面の輪郭に沿って切れば終わり、という加工ではありません。
この記事では、切り離す瞬間に注意が必要な理由と、阪神精工の現場で行っている工程上の工夫を紹介します。
切り離した瞬間、金属を支える条件が変わる
ワイヤーカット放電加工は、細いワイヤー電極と金属の間に放電を起こし、輪郭に沿って加工する方法です。
穴の内側を切り抜く場合には、取り除く金属の塊が残ります。この不要部分を「中子（なかご）」と呼びます。
一方、外形を切り出す場合は、切り離される側が製品になることもあります。
どちらの場合も考えたいのは、切断が完了すると、それまで母材につながっていた部分がなくなることです。
切り離した部分の形状・重さ・支持状態によっては、落下したり、傾いたり、周囲に接触したりする可能性があります。
三菱電機も、切り出したワークが自重で落ちることを防ぐために、中子処理・切り落とし処理が必要であると説明しています。
切断する経路と同じように、切断後の状態も加工前に考えておく必要があります。
【実体験】ノズルへの接触で、修理代が数十万円に
阪神精工では、実際に切り落とし片を加工機のノズルに当ててしまい、機械部品の修理が必要になったことがあります。修理代は数十万円に及びました。
また、別のケースでは、切り落とし片が加工槽内へうまく落ちず、機械とテーブルの間に挟まったこともあります。
ここで見落とせないのは、切り落とす部分が製品として不要でも、その動きは無視できないということです。
「切り終われば、下へ落ちるだろう」
その想定だけでは、実際の形状や機械との位置関係を十分に捉えられないことがあります。
ソディックも、中子を切り離した後、そのまま機械を動かすと下ガイドと干渉し、機械停止や故障の原因になり得ると説明しています。
切り離せたかどうかだけでなく、次に機械を動かしてよい状態かまで確認する。それが、切り落とし処理の仕事です。
※修理費用は阪神精工で経験した個別事例です。一般的な修理費用を示すものではありません。
特に気を使うのは、大きくて重い部分の切り離し
阪神精工で特に注意しているのは、大きくて重い部分を切り離す加工です。
大きな塊は、切り離した後の扱いも含めて工程を考えなければなりません。
切断箇所だけを見ていると問題がなさそうでも、切り離す部分の全体形状や、周囲の機械部品との位置関係を見ると、別の注意点が見えてきます。
| 確認すること | 考えておきたいこと |
|---|---|
| 切り離す部分の形状・重さ | 支持がなくなったときに、どのように動くか |
| 切断後の支持状態 | 落下・傾き・接触をどう防ぐか |
| 機械との位置関係 | ノズルやガイド、テーブルなどと干渉しないか |
| 取り出す方法 | 切断後、周囲に当てずに取り除けるか |
大きな部品の保持や加工順序を考える事例として、タイヤ金型の5分割加工｜ワイヤーカットで「太鼓現象」を抑え、割面精度を追求があります。
こちらでは、円環状の金型について、加工中の固定に加え、分割が進んだ後の保持も見据えた考え方を紹介しています。
ただし、小さな中子でも、機械との位置関係によっては干渉の原因になります。大きさだけで判断せず、切り離した後の状態を確認します。
落下と、残留応力による動きは分けて考える
切断によって材料内部の力の釣り合いが変わり、金属そのものが変形する場合もあります。
これは、支えを失って落下したり傾いたりする現象とは、原因を分けて考える必要があります。
材料の動きについては、ワイヤーカットで切ったら金属が反った？精密加工で起こる意外な変形で、阪神精工の大型リング分割時の経験も交えて解説しています。
阪神精工では、切り残して一度止める
阪神精工では、切り離しに備える方法として、一部を切り残した状態で、いったん加工を止める方法を取っています。
すべてを続けて切り切るのではなく、まだ母材とつながっている段階で止め、切り離した後の扱いを確認するためです。
切り残しは、加工が終わっていないだけの部分ではありません。工程の中で、切り離すタイミングを管理するために残しています。
ただし、切り残す位置や量を、すべてのワークで同じにできるわけではありません。一般的には、形状・重さ・材質・加工経路・保持方法などに合わせて検討します。
どこまで切るかだけでなく、どこで止めるかも加工の判断です。
こうした段取りや工程判断と機械の性能の関係については、高精度の加工機なら、誰が加工しても同じ精度になる？｜ワイヤーカットと熟練技能でも紹介しています。
切り離したら完成？基本的には、その後で仕上げる
「切り離し」と聞くと、すべての加工を終えた最後の工程を想像するかもしれません。
しかし、阪神精工では、基本的に仕上げ加工の前に切り離します。
切り離しは、加工全体の終わりではなく、仕上げへ進む途中の工程になることがあります。
基本は、切り離してから仕上げる
阪神精工の基本的な工程の考え方は、次のとおりです。
- 切り残し部分を設けて加工する
- 切り離し前に、いったん停止する
- 切り離し・取り出しを行う
- その後、仕上げ加工へ進む
具体的な加工経路や保持方法は、ワークごとに異なります。
切り離す場所を仕上げなくてよい場合は、順序を変えることもある
例外として、切り離し箇所だけは仕上げ加工をしなくてよい場合には、そのほかの部分を先に仕上げ、最後に切り離すこともあります。
| 阪神精工での工程の考え方 | 順序 |
|---|---|
| 基本の進め方 | 切り離し → 仕上げ加工 |
| 切り離し箇所の仕上げが不要な場合 | そのほかの部分を仕上げ → 切り離しとすることもある |
「必ず最後に切り離す」「必ず先に切り離す」と一律に決めるのではなく、どの面をどこまで仕上げる必要があるかに合わせて順序を考えます。
自動加工でも、切り離した後を考える必要がある
「自動加工なのに、途中で止める必要があるのか？」
そう感じる方もいるかもしれません。
中子処理については、自動化装置を使う方法もあります。したがって、ワイヤーカットでは必ず人が途中で作業しなければならない、というわけではありません。
ただし、自動化できるかどうかと、切り離した部分への対策が必要かどうかは、別の話です。
使用する設備やワークの条件に合わせて、保持・取り出し・次工程への移行を計画する必要があります。
阪神精工では、過去の接触や挟まりの経験も踏まえ、切断後の状態まで考えて加工に向き合っています。
よくある質問
ワイヤーカットでは、必ず切り残しを設けるのですか？
一律ではありません。ワークの形状や保持方法、使用する設備によって異なります。阪神精工では、切り離しに備える方法として、切り残していったん止める方法を取っています。
切り離す部分が不要な金属なら、そのまま落としてもよいですか？
不要な部分でも、落下や傾きによって機械部品と干渉する可能性があります。切り離した後の位置と、取り出し方法まで検討します。
切り離しは、仕上げ加工の前ですか？後ですか？
阪神精工では、基本的に仕上げ加工の前です。ただし、切り離し箇所を仕上げる必要がなければ、そのほかの部分を仕上げてから切り離すこともあります。
大型部品の切断や分割も相談できますか？
図面や支給品の状態を確認したうえで、加工可否を検討します。
材質・外形寸法・重量・切断位置・要求精度などをお知らせください。大型部品の加工例は、タイヤ金型の5分割加工もご覧ください。
まとめ｜「どう切るか」と一緒に「切れた後」を考える
ワイヤーカットの切り離しでは、それまでつながっていた金属の支持状態が変わります。
阪神精工では、切り落とし片によるノズルへの接触で数十万円の修理が必要になった経験や、機械とテーブルの間に挟まった経験があります。
そのため、一部を切り残していったん止め、切り離し後の扱いまで考えながら工程を進めています。
あと少しで切れる。そのときに考えているのは、切れた後のことです。
それも、ワイヤーカットを支える加工技術の一つです。
大きな切り抜きや、重い部品の切断をご検討の方へ
大きな開口部を作りたい、重い材料を分割したい、支給品への追加工を相談したい。
そのような場合は、加工箇所だけでなく、部品全体の形状や支給時の状態が分かる図面・写真をお送りください。
阪神精工では、材質・寸法・要求精度・数量・希望納期などを確認し、加工方法を検討します。
遠方のお客様も、図面データと運送会社を利用した材料・部品のやり取りでご相談いただけます。依頼の流れは、全国対応のワイヤーカット・放電加工｜図面見積・配送による加工依頼をご確認ください。
