各部の名称と作用 Mitsubishi

はじめに

ドリリングの特徴

各部の名称と作用

ドリリングの基礎知識

切削動力と切削抵抗
切りくずの生成と形態分類
加工穴の精度と品質

切削油剤

MQL切削

再研削と先端形状の変更

ドリルの摩耗状態
超硬ドリルの再研削の方法
先端角の変更と正面切れ刃形状
先端切れ刃形状の変更と効果
シンニングとその効果

ドリルの選定

ドリルの選定（絞り込み）

切れ刃の損傷とトラブル処理

トラブルシューティング

成果確認テスト

ねじれ角はドリルの軸方向に対するドリル溝の傾きです。（ドリルの外周部ではねじれ角とすくい角は等しくなります）。一般にねじれ角は約30°で、これより小さい場合を弱ねじれ、大きい場合を強ねじれと呼びます。弱ねじれのドリルは、スパイラル長さ*が短いため切りくずの排出性は良好ですが、すくい角が小さく切削抵抗が大きくなります。一方、強ねじれはすくい角が大きくなり切削抵抗は低下しますが、切れ刃コーナが鋭利になるので、チッピング、欠損が生じやすくなります。ねじれ角は被削材によって最適な値が異なります。

0 10 20 30

ねじれ角

25°

30°

35°

40°

ねじれ角はドリルの軸方向に対するドリル溝の傾きです。（ドリルの外周部ではねじれ角とすくい角は等しくなります）。一般にねじれ角は約30°で、これより小さい場合を弱ねじれ、大きい場合を強ねじれと呼びます。弱ねじれのドリルは、スパイラル長さ*が短いため切りくずの排出性は良好ですが、すくい角が小さく切削抵抗が大きくなります。一方、強ねじれはすくい角が大きくなり切削抵抗は低下しますが、切れ刃コーナが鋭利になるので、チッピング、欠損が生じやすくなります。ねじれ角は被削材によって最適な値が異なります。

28° ~ 32°

15° ~ 30°

10° ~ 42°

溝長は穴の精度やドリルの寿命に大きな影響を与えます。必要とされる溝長は、加工する穴の深さ、再研削代によって決まりますが、溝長が長くなるとその分だけドリルが長くなり、ドリル本体の剛性が低下します。剛性の低いドリルは、被削材への食込み時に、振れ（歩行現象）が大きく回転中心が決まりにくいため、穴精度や工具寿命に悪影響を及ぼします。可能な限り溝長の短いドリルを選択する事が秘訣といえます。

先端角の大きさは、切りくず厚みに影響を及ぼします。以下のように、切削送り量frが一定の場合、先端角が小さいと切れ刃に垂直な方向の切削量hが薄くなり、大きいと切削量h'が厚くなるため切りくず厚みが増加します。切りくずがドリルに巻きつく場合の対策として、先端角を大きくし、切りくず分断を優先させることもできます。

心厚およびウェブテーパは溝幅比とともにドリル断面の形状を決める重要な因子です。たとえば極端に心厚を厚くすると、ドリルの剛性を高めることができますが、溝面積は狭くなり切りくずの排出が困難となります。また、切削抵抗のスラストも高くなりドリリング全体に影響します。ボール盤で使われるハイスドリルの場合、心厚はドリル径の10～20%で、径の小さい側で大きめの比率、径が大きくなるにしたがってその比率を低下させています。ハイスドリルは、工具材料の高い靭性を計算して切りくず排出を優先しています。一方、高剛性・高馬力のマシニングセンタで使われる高速、高能率の超硬ドリルは、心厚を径の20～30%に高める傾向があります。これは、切りくずを細かく分断するために、送り速度を上げても、それに耐えられる剛性をドリルに付与するためです。ドリルは心厚を厚くすることによって、先端の心厚部分にあるチゼルエッジが長くなり、押しつぶす量が増えてスラストが増加します。このスラストを減少させるため、シンニングを施し、チゼルエッジを短くしています。ウェブテーパは、ハイスドリルのように心厚を薄くした場合や深穴ドリルに用いられ、ドリルの剛性を高めることができます。一般的には、100mmに対して2mm以内ですが、大きすぎると切りくず排出不良の要因となることがあります。

マージン幅はドリルのガイド性と摩擦抵抗を考慮してドリル径の6%～10%程度に設定されています。深穴加工用のロングドリルでは、穴内壁とのこすりが長くなるため幅を狭めて抵抗を軽減させています。加工穴の真円度や面あらさを向上させるために、マージン幅を広くしてバニッシュ効果*を高めることもあります。

加工中、穴壁面とドリル外周のこすりを軽減させるため、ドリルの外径にバックテーパを設けています。バックテーパは角度で表すこともありますが、一般的には下図に示すように、溝長100mmに対する直径の減径量で表します。アルミニウム合金などの軟質材料や、ステンレス鋼などの難削材を加工する場合は、穴径がドリル径よりも小さくなるため、バックテーパを大きくしてトルク*の上昇を抑えます。バックテーパが小さすぎると、穴の収縮によりドリルが締め付けられて、折損しやすくなります。ただし、大きくしすぎると案内性が低下し、穴曲がりが生じやすくなります。バックテーパはドリル材料や被削材に合わせて最適に設定されています。

ドリルの送り運動に支障をきたさないように、切れ刃の逃げ面には逃げ角が付けられています。以下のように、ドリルが1回転すると切れ刃は軸方向にfrだけ進みます。つまり、ドリル最外周と送り量で形成される角θ1よりも逃げ角を大きくしないと、ドリルの逃げ面が被削材にあたりスラストが極端に上昇することになります。したがって、最小逃げ角は、次式で求められる値よりも大きくする必要があります。逃げ角は一般的に7°～15°の設定です。大きくすると被削材と逃げ面の接触部が少なくなり、スラストは低下しますが、チッピング、欠損が生じやすくなります。

ドリルのすくい角（軸方向）はねじれ角と相関があり、ねじれ角が大きいほどすくい角も大きくなります。実際のすくい角は切れ刃の位置によって異なりますが、ドリル外周部ではねじれ角とすくい角が一致します。切れ刃外周におけるすくい角θ2（ねじれ角）は、以下の式で求められます。

二番取りは、ドリルと被削材の摩擦を避けるために付けた0.2～0.5mmのすき間のことです。二番取り深さは、マージン部が摩耗してもマージン幅の広がりによるトルク上昇が少ないように設定されています。また、切削油剤が刃先点に浸透するためのすき間としての役割もあります。径の細いドリルでは、二番取り深さがドリル剛性と密接に関係しているため、寿命に大きな影響を与えます。

ドリルの溝幅はドリルの強度と切りくずの排出性を考慮して決められます。そのバランスは溝幅比と呼ばれ、ドリル先端におけるランドθ1と溝θ2との比で表します。一般的には1～1.2ですが、切りくずの

x

ここではドリルの中で最も一般的で使用量の多いツイストドリルをベースに形状、切削機構、穴精度、再研削、選定方法について説明します。 -以下のリンクをクリックして、さらに学習しましょう！

Help

メインメニュー
サブメニュー
ポップアップ
テスト

あ - か
さ - た
な - は
ま - や
ら - わ
ABC