掘削機やボーリング孔についてどのくらい知っていますか?

穴加工の最も一般的な工具として、ドリルビットは機械製造、特に冷却装置、発電設備の管板、蒸気発生器の穴加工に広く使用されています。 それらの応用は特に広範かつ重要です。
1、穴あけ加工の特徴
ドリルビットは通常2つの主切れ刃を持ち、加工時にはドリルビットが回転しながら切削を行います。 中心軸から外刃に向かうにつれてドリルビットの正面角度が大きくなり、外周に近づくにつれてドリルビットの切削速度が速くなります。 中心に向かうにつれて切削速度が遅くなり、ドリルビットの回転中心での切削速度はゼロになります。 ドリルビットの横方向のエッジは回転中心軸の近くに位置しており、サブレク角が大きく、切りくずスペースがありません。 切削速度が遅いため、軸方向の抵抗が大きくなります。 横刃の切れ刃がDIN1414のタイプAまたはCに研磨され、中心軸付近の切れ刃が正のすくい角である場合、切削抵抗が低減され、切削性能が大幅に向上します。
ドリルはワークの形状、材質、構造、機能の違いに応じて、ハイスドリル（フライドドーツイストドリル、グループドリル、フラットドリル）、超硬一体型ドリル、刃先交換式浅穴ドリルなど多くの種類に分類されます。 、深穴ドリル、ネスティングドリル、ヘッド交換式ドリルなど。
2、切りくず分断と切りくず除去
ドリルビットの切削は狭い穴で行われ、切粉はドリルビットの切削溝から排出されなければなりません。 したがって、切りくずの形状はドリルビットの切削性能に大きな影響を与えます。 一般的なチップ形状には、フレークチップ、管状チップ、ニードルチップ、円錐スパイラルチップ、リボンチップ、扇形チップ、パウダーチップなどが含まれます。

穴あけ加工の鍵 切りくず処理
チップ形状が適切でないと次のような問題が発生します。
①微細な切りくずが刃先の溝を塞ぎ、穴あけ精度に影響を与え、ドリルビットの寿命を縮め、さらにはドリルビットの破損の原因にもなります（粉状切粉、扇状切粉など）。
② 長い切りくずはドリルに絡みつき、作業に支障をきたし、ドリルが折損したり、穴への切削液の侵入を妨げたりします（スパイラル切りくず、ストリップ切りくずなど）。
不適切な切りくず形状の問題を解決するには:
① 送り速度を上げる、断続送り、横刃研削、チップブレーカーの設置などを単独または組み合わせて使用​​することで、切りくず分断効率や除去効率を向上させ、切りくずによるトラブルを解消します。
②プロ仕様の切りくず破壊ドリルで穴あけ加工が可能です。 たとえば、ドリルビットの溝に設計された切りくず破壊ブレードを追加すると、切りくずが砕かれ、破片を除去しやすくなります。 デブリはトレンチ内に詰まりが生じることなく、トレンチに沿ってスムーズに排出される。 したがって、新しい切りくず破壊ドリルは、従来のドリルビットよりもはるかにスムーズな切削効果を実現しました。
同時に、鉄粉が短く細分化されているため、クーラントがドリル先端に流れやすくなり、加工時の放熱効果と切削性能がさらに向上します。 また、新たに追加されたチップの刃先はドリルビットの溝全体を貫通するため、複数回の研削後でもその形状と機能を維持できます。 上記の機能改善に加えて、この設計によりドリル本体の剛性が向上し、1 回の研削前に掘削できるボアホールの数が大幅に増加したことは言及する価値があります。
3、穴あけ精度
穴の精度は主に、開口径、位置精度、同軸度、真円度、表面粗さ、穴バリなどで構成されます。
穴あけ加工時の加工穴の精度に影響を与える要因:
① ドリルビットのクランプ精度と切削条件（ツールホルダー、切削速度、送り速度、切削液など）
② ドリルの長さ、刃の形状、ドリルコアの形状などのドリルのサイズと形状。
③ 穴の側面形状、穴の形状、厚さ、クランプ状態などのワークの形状。
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1.穴を広げる
穴の広がりは、加工中のドリルビットの振れによって発生します。 ツールホルダーの振れは穴の口径や位置精度に大きく影響します。 したがって、ツールホルダの摩耗が激しい場合には、適時に新しいツールホルダに交換する必要があります。 小さな穴を開ける場合は、振りの測定や調整が難しいため、刃と柄の同軸度が良く、粗目な柄の小径ドリルを使用するのが最適です。 再研磨ドリルを使用して機械加工を行う場合、穴精度の低下の原因は、その背後にある非対称な形状にあることがよくあります。 刃先の高低差を制御することで、穴の拡大を効果的に抑制します。
2. 穴の真円度
ドリルビットの振動により、あけられた穴の形状は多角形になりやすく、穴壁には二重線のような模様が入ります。 一般的な多角形の穴は、ほとんどが三角形または五角形です。 三角形の穴が形成される理由は、穴あけ中にドリルビットが 2 つの回転中心を持ち、それらが 600 周期の周波数で振動するためです。 振動の主な原因は、切削抵抗の不均衡です。 ドリルが一回転すると、加工穴の真円度が悪いため、2回目の切削時に抵抗がアンバランスになります。 前回の振動を繰り返しますが、振動の位相に多少のずれが生じ、穴壁に二重線模様が現れます。 穴あけ深さが一定に達すると、ドリル刃先と穴壁との摩擦が増大し、振動が減衰し、インボリュートがなくなり真円度が向上します。 このタイプの穴形状は、縦断面から見ると漏斗状に見える。 同じ理由で、切断時に五角形や七角形の穴が現れる場合もあります。 この現象を解消するには、チャックの振動、刃先の高低差、バックとブレードの形状の非対称性などの要因を制御することに加え、ドリルの剛性を高める、1回転あたりの送り速度を高める、バック角を小さくする、横刃を研削するなどの対策を講じる必要があります。も取られます。
3. 傾斜面・曲面への穴あけ加工
ドリルビットの切断面や穴あけ面に傾斜、曲面、段差があると位置決め精度が悪くなります。 このときドリルビットはラジアル片面切削となるため、工具寿命が低下します。
位置決め精度を向上させるために、次の措置を講じることができます。
1. 最初に中央の穴を開けます。
2. エンドミルを使用して穴座をフライス加工します。
3. 貫通力と剛性が優れたドリルビットを選択します。
4. 送り速度を下げます。
4.バリ処理
穴あけ加工時、特に靱性の高い材料や薄板を加工する場合、穴の入口と出口にバリが発生することがあります。 その理由は、ドリルビットが穴を開けようとしているときに、加工される材料が塑性変形を受けるためです。 このとき、ドリルビットの外刃付近の刃で切れるはずの三角形の部分は、軸方向の切削力の作用で外側に変形して曲がり、さらに外刃の面取りや刃先の作用で丸まってしまいます。ドリルビットの表面にカールやバリが形成されます。

4、穴あけ加工条件
ドリルビット製品の総合カタログには、加工材別にまとめた「基本切削条件一覧表」を掲載しています。 提供されている切削パラメータを参照して、穴あけ加工の切削条件を選択することができます。 切削条件の選択は、加工精度、加工能率、ドリル寿命などを考慮し、試し切削により適切かどうかを判断してください。
1. ドリルの寿命と加工能率
ドリルビットの適切な使用は、加工対象のワークの技術的要件を満たすことを前提として、ドリルビットの寿命や加工効率などを総合的に判断する必要があります。 ドリルビットの寿命の評価指標は切削距離を選択できます。 加工効率の評価指標を送り速度として選択できます。 ハイスドリルの場合、ドリルの寿命は回転数に大きく影響され、1回転あたりの送り量にはあまり影響されません。 したがって、1 回転あたりの送り速度を高めると、ドリルビットの寿命を長くしながら加工効率を向上させることができます。 ただし、1回転当たりの送り速度が大きすぎると切りくずが厚くなり、切りくず分断が困難になりますので注意してください。 したがって、試し切りにより切りくずをスムーズに分断できる1回転あたりの送り速度の範囲を決める必要があります。 超硬合金ドリルビットの場合、刃先のネガティブすくい方向に大きな面取りがあり、1回転あたりの送り速度の任意範囲が高速度鋼ドリルビットに比べて小さくなります。 加工時の1回転あたりの送り速度がこの範囲を超えると、ドリルの寿命が短くなります。 超硬合金ドリルビットは高速度鋼ドリルビットに比べて耐熱性が高いため、回転速度によるドリルビット寿命への影響は最小限に抑えられます。 したがって、回転速度を上げると、ドリルビットの寿命を確保しながら、超硬合金ドリルビットの加工効率を向上させることができます。
2. 切削液の適正使用
ドリルの切削は狭い穴を加工するため、切削液の種類や注入方法がドリルの寿命や穴の加工精度に大きく影響します。 切削液は、水溶性と非水溶性の 2 つのカテゴリーに分類できます。 非水溶性切削油は、潤滑性、耐湿性、耐粘着性に優れ、防錆性にも優れています。 水溶性切削液は冷却性に優れ、煙や引火性がありません。 近年、環境保護の観点から水溶性切削液が広く使用されています。 ただし、水溶性切削液の希釈率が適切でなかったり、切削液が劣化したりすると、工具の寿命が大幅に短くなりますので、使用には注意が必要です。 水溶性、非水溶性切削液を問わず、使用時には切削液が切削点まで十分に到達する必要があります。 同時に、切削液の流量、圧力、ノズルの数、冷却方法（内部冷却または外部冷却）を厳密に管理する必要があります。
5、ドリルビットの再研磨
ドリルビット再研磨の識別
ドリルビットの再研磨の識別基準は次のとおりです。
1. 切れ刃、横刃、刃付刃の摩耗量。
2. 加工穴の寸法精度と表面粗さ。
3. チップの色と形状。
4. 切削抵抗（主軸電流、騒音、振動などの間接的な値）。
5. 処理数量等
実際の使用においては、特定の状況に基づいて上記の指標から正確かつ便利な識別基準を決定する必要があります。 摩耗を判別基準として使用する場合、最も経済的で最適な再研磨時期を特定する必要があります。 主な研削箇所は後頭部と横刃であるため、ドリルの磨耗が激しく、刃の磨耗も進み、研削量が多いと再研削回数が減少します（トータルサービス）工具の寿命=再研磨後の工具寿命）×再研磨の回数により、実際にはドリルビットの総耐用年数が短くなります。 加工穴の寸法精度を判断基準とする場合は、コラムゲージや限界ゲージを使用して穴の切り込み量、広がり量、真直度などを確認してください。 管理値を超えたら、すぐに再研磨する必要があります。 切削抵抗を判別基準とする場合には、設定した制限値（主軸電流など）を超えた場合に自動的に停止するなどの方法が考えられます。 処理量制限管理を行う場合には、上記の判別内容を総合的に考慮して判別基準を設定する必要があります。
ドリルビットの研磨方法
ドリルビットを再研磨する場合、専用のドリルビット研磨機または汎用工具研磨機を使用するのが最善であり、これはドリルビットの耐用年数と加工精度を確保するために非常に重要です。 元の穴あけ形状が良好な状態であれば、元の穴あけ形状に従って再グレードすることができます。 ドリルの元の形状に欠陥がある場合でも、使用目的に応じて適切に形状を改良したり、横刃を研磨したりすることができます。
研磨の際は以下の点に注意してください。
1. 過熱を防ぎ、ドリルビットの硬度の低下を避けてください。
2. ドリルビットの損傷、特に刃の端の損傷は完全に取り除く必要があります。
3. 穴あけパターンは対称である必要があります。
4. 刃を研削する際は、刃先を傷つけないように注意し、研削後のバリを取り除いてください。
5. 超硬合金ドリルビットの場合、研削形状はドリルビットの性能に大きな影響を与えます。 工場でのドリル形状は科学的な設計と繰り返しのテストにより得られた最適なドリル形状です。 したがって、再研削する場合は、通常、元の刃の形状を維持する必要があります。