機械加工は切削工具で金属（工作物）の不要な部分を切りくずとして除去しますが、切りくずには大きな変形が生じます。金属は変形すると熱を生じるため、金属が切りくずとして引きちぎられる点（切削工具と工作物が接触する点：切削点）は600～1000℃程度の高温になります。切削点で生じる熱を「切削熱」といいます。切削熱が高くなると工作物が膨張するため加工精度が悪くなり、また切削工具は軟化するため工具寿命が短くなります。さらに、切削熱が高くなると工作物に熱的ストレスが作用し、歪が生じる原因になります。つまり、金属加工では切削熱を抑制・除去することが大切で、切削点の近傍に切削油剤を供給します。

切削油剤の作用は主として（1）潤滑作用、（2）冷却作用、（3）切りくずの運搬作用の3つです。とくに潤滑作用と冷却作用は切削油剤に求められる1次性能です。

（1）潤滑作用

潤滑作用は切削油剤が切削工具と切りくずまたは工作物（仕上げ面）の間に入り込み、摩擦を低減します。潤作作用によって切削熱を抑制し、工具寿命の延長や仕上げ面性状の向上、切削動力（消費電力）の軽減がされます。また、潤滑作用には切削熱で溶解した工作物の一部が切削工具の切れ刃先端に付着する現象：溶着（凝着）を防止する作用もあります。

 

（2）冷却作用

冷却作用は切削熱を冷却することにより、工作物の膨張と切削工具の軟化を抑制し、加工精度の向上や工具寿命の延長に効果があります。ただし、マシニングセンタは切削工具が回転するため、工作物を削る際、チップは切削と非切削を繰り返します。つまり、急加熱（切削時）と急冷却（非切削時）を繰り返すことになるため、冷却効果の高い切削油剤を供給すると、温度の急激な変化によって熱亀裂が生じ、工具寿命が短くなることもあるので注意が必要です。

 

（3）切りくずの運搬作用

切りくずの運搬作用は切削点や工作物上に堆積した切りくずを取り除く働きです。切削点や工作物に切りくずが堆積すると、切削時に切りくずを噛み込んでしまい突発的にチップが欠けることがあります。切りくずは切削力と切削熱の影響により、本来の硬さよりも硬くなっているため、噛み込むとチップは欠けます。切削力と切削熱の影響で本来の硬さよりも硬くなる現象を「加工硬化」といいます。また、切りくずが工作物やテーブルに堆積すると切りくずの熱によって工作物が膨張し、テーブルも熱変位が生じため、加工精度が悪くなります。切りくずは切削点、工作物から速やかに排除し、マシニングセンタの機外へ運ぶことが大切です。

 

切削油剤の作用

 

切削油剤の供給効果

 

切削点での切削現象

 

切削油剤に求められる性能には上記のほか、浸透性、防錆効果、低劣化性、消泡性、作業性（ミストの発生や発煙、引火の危険性がないこと）、安全性（消防法に）などがあります。これらは2次性能といわれます。また、価格、環境、安全性は3次性能といわえます。

切削油剤を選定する際には、1次～3次性能までを総括的に考慮して選択することになります。

 

切削油剤に求められる性能（1次性能～３次性能）

切削油剤の性能評価は多種多様。