穴あけ、拡張、リーミング、ボーリングの違いは何ですか?

外円の表面加工に比べて穴加工の条件は非常に悪く、外円の加工よりも穴の加工は困難です。 それの訳は：
１）穴加工に使用する工具は、加工する穴の大きさによってサイズが制限されるため、剛性が低く、曲げ変形や振動が発生しやすい。
2) 固定サイズの切削工具を使用して穴を加工する場合、穴のサイズは対応する工具のサイズに直接依存することが多く、工具の製造誤差や摩耗が穴の加工精度に直接影響します。
3) 穴加工の場合、切削領域がワークの内側となり、切りくず排出性や放熱性が悪く、加工精度や面品位のコントロールが困難です。
1、穴あけとリーマ加工
1. 穴あけ
穴あけ加工は、固体材料に穴を加工する最初のプロセスであり、通常、穴あけ直径は 80 mm 未満です。 穴あけには 2 つの方法があります。1 つはドリルビットを回転させる方法です。 もう1つのタイプはワークピースの回転です。 上記の 2 つの穴あけ方法によって生成される誤差は同じではありません。 ドリルを回転させて穴あけする方法では、刃先が非対称でドリルの剛性が低い場合、加工穴の中心線が歪んだり真っ直ぐでなくなりますが、口径は基本的に変わりません。 これに対し、ワークを回転させて穴あけする方法では、穴の中心線は直線のままで、ドリルビットのずれにより口径が変化します。
一般的に使用される穴あけ工具には、フライド ドー ツイスト ドリル、センター ドリル、深穴ドリルなどが含まれます。その中で最も一般的に使用されるのはフライド ドー ツイスト ドリルで、その直径仕様は写真にあります。
構造上の制限により、ドリルビットの曲げ剛性とねじり剛性は両方とも低く、センタリングも悪く、その結果、穴あけ加工の精度が低くなり、一般的には IT13 ～ IT11 に達するだけです。 表面粗さも比較的高く、Ra は一般に 50 ～ 12.5 μm の範囲です。 しかし、ドリル加工の切りくず除去率は高く、切断効率は高いです。 ドリル加工は主に、ボルト穴、ねじ底穴、油穴などの品質要件の低い穴の加工に使用されます。高い加工精度と表面品質が要求される穴の場合は、リーマ加工、リーマ加工、ボーリング加工、または研削加工によって実現する必要があります。その後の加工で。
2.穴を広げる
穴の拡張とは、口径を拡大して穴の加工品質を向上させるために、拡張ドリルを使用してすでに穴あけ、鋳造、または鍛造された穴をさらに加工することです。 穴の拡張は、精密加工の前の前処理として、または要件の低い穴の最終加工として使用できます。 リーマーは Fried Dough Twists ドリルに似ていますが、歯が多く、クロスエッジがありません。
ドリルと比較して、リーマ加工には次のような特徴があります。(1) 歯数が多く (3-8 歯)、ガイドが良く、切削がより安定します。 (2) リーマドリルは水平刃がなく、良好な切削条件を備えています。 (3) 加工代が小さく、切りくず溝を浅くでき、ドリルコアを厚くでき、工具本体の強度、剛性が向上します。 穴広げ加工の精度はIT11～IT10レベルが一般的で、表面粗さRaは12.5～6.3です。 拡張穴は、写真よりも小さな直径の穴を加工する場合によく使用されます。 より大きな直径（D 30mm 以上）の穴を開ける場合は、小さなドリルビット（直径が口径の 0.5-0.7 倍）で事前に穴を開けてから使用するのが一般的です。対応するサイズのリーマーを使用して穴を拡大します。 これにより、穴の加工品質と生産効率が向上します。
円筒穴の加工に加え、各種特殊形状の穴開けドリル（ザグリフェーサーとも呼ばれます）を使用して、各種皿座穴や平らな端面の加工が可能です。 座ぐり機の前端には、加工された穴によってガイドされるガイド コラムが装備されていることがよくあります。
2、リーミング穴
リーマ加工は穴の精密加工法の一つで、生産現場で広く使われています。 より小さな穴の場合、内円研削や精密ボーリングと比較して、リーマ加工はより経済的で実用的な加工方法です。
1.リーマー
リーマには大きく分けてハンドリーマとマシンリーマの2種類があります。 ハンドリーマーのハンドルはストレートハンドルで、作動部分が長く、ガイド効果が優れています。 ハンドリーマは一体型と外径調整可能な2つの構造を持っています。 マシンリーマにはハンドル付きとスリーブ付きの2種類があります。 リーマは丸穴の加工だけでなく、テーパリーマを使用してテーパ穴の加工も可能です。
2. リーマ加工とその応用
リーマの取り代はリーマの品質に大きな影響を与えます。 取り代が大きすぎるとリーマへの負荷が大きくなり、切れ刃の切れが早くなり、滑らかな加工面が得られにくくなり、寸法公差を確保することが困難になります。 マージンが小さすぎると、前工程で残ったナイフ跡を除去することができず、当然のことながら穴加工の品質を向上させる効果はありません。 一般的なヒンジの粗い許容差は 0.35-0.15 mm と見なされ、ヒンジの細かい許容は 01.5-0.05 mm と見なされます。
切りくず堆積物の形成を避けるために、リーマ加工は通常、低い切削速度で実行されます (高速度鋼リーマを使用して鋼や鋳鉄を加工する場合、v<8m/min). The value of feed rate is related to the aperture being processed. The larger the aperture, the larger the feed rate value. When high-speed steel reamers process steel and cast iron, the feed rate is usually set to 0.3-1mm/r.
リーマ加工の際は、切りくず堆積物の形成や切りくずの適時の除去を防ぐために、冷却、潤滑、洗浄に適切な切削液を使用する必要があります。 リーマ加工は研削加工やボーリング加工に比べて生産性が高く、穴の精度も確保しやすいため、加工が容易です。 ただし、リーマ加工では穴軸の位置誤差を補正することはできず、前工程で穴の位置精度を確保する必要があります。 リーマ穴は段穴や止まり穴の加工には適しません。
ヒンジ穴サイズの精度は一般的に IT9-IT7 レベル、表面粗さ Ra は一般的に 3.2-0.8 です。 中程度のサイズと高精度の要件を持つ穴 (IT7 レベルの精度の穴など) の場合、穴あけ拡張ヒンジ プロセスは、生産で一般的に使用される典型的な機械加工スキームです。
3、ボーリング穴
ボーリングとは、切削工具を使用して既成の穴を拡大する加工方法です。 中ぐり加工は中ぐり盤と旋盤の両方で行うことができます。
1. ボーリング方法
穴あけ加工には3種類の加工方法があります。
1) 旋盤の穴あけ加工におけるワークの回転や工具の送り動作は、主にこの穴あけ加工に属します。 プロセスの特徴は、加工穴の軸がワークピースの回転軸と一致していること、穴の真円度は主に工作機械の主軸の回転精度に依存すること、穴の軸方向の幾何学的形状誤差は主に次のとおりです。ワークの回転軸に対する工具送り方向の位置精度。 このボーリング方法は、外面に同軸度が必要な穴の加工に適しています。
2）工具が回転し、ワークが送り移動します。 中ぐり盤のスピンドルは中ぐり工具を回転駆動し、ワークテーブルはワークを送りで移動させます。
3) このボーリング方法により工具が回転し、送り運動を行います。 ボーリングバーの突き出し長さが変化し、ボーリングバーの力変形量も変化します。 主軸箱に近い側の口径は大きく、主軸箱から遠い側の口径は小さくなり、テーパー穴となります。 また、ボーリングバーの突き出し長さが長くなると、自重による主軸の曲げ変形も大きくなり、それに応じて加工穴の軸にも曲がりが生じます。 このボーリング方法は、短い穴の加工にのみ適しています。
2. ダイヤモンドボーリング
ダイヤモンドボーリングの特徴は、一般的なボーリングと比較して、バック切削量が少なく、送りが小さく、切削速度が速いことであり、高い加工精度（IT{{0}}IT6）と非常に滑らかな表面（Ra）が得られます。は 0.4-0.05)。 ダイヤモンドボーリング加工は、当初はダイヤモンドボーリングカッターで加工されていましたが、現在では超硬合金やCBN、人造ダイヤモンド刃物を使用して加工されるのが一般的です。 主に非鉄金属ワークの加工に使用されますが、鋳鉄や鋼部品の加工にも使用できます。
ダイヤモンドボーリングで一般的に使用される切削パラメータは、{{0}}.2-0.6mm のバックフィードプレボーリングと 0.1mm の最終ボーリングです。 送り速度は0.01~0.14mm/rです。 鋳鉄の加工の切削速度は 100-250m/min、鋼の加工の場合は 150-300m/min、非鉄金属の加工の場合は 300-2000m/min です。
ダイヤモンドボーリング加工で高い加工精度と面品位を実現するには、使用する工作機械（ダイヤモンドボーリングマシン）に高い幾何精度と剛性が必要です。 工作機械の主軸支持部には精密アンギュラ玉軸受や静圧滑り軸受が使用されることが多く、高速回転部品のバランスを正確に取る必要があります。 さらに、ワークベンチがスムーズな低速送り動作を実行できるように、送り機構の動作は非常にスムーズでなければなりません。
ダイヤモンドボーリングは加工品質が良く、生産効率が高いため、エンジンのシリンダー穴やピストンのピン穴、工作機械の主軸箱の主軸穴など、大量生産における精密穴の最終加工に広く使用されています。 ただし、ブラックメタル製品の加工にダイヤモンドボーリングを使用する場合は、ダイヤモンドの炭素原子と鉄族の親和性により、ダイヤモンド製のボーリングカッターは使用できず、超硬合金およびCBN製のボーリングカッターのみが使用できることに注意してください。元素が多く、工具寿命が短い。
3. ボーリングカッター
ボーリングカッターは片刃ボーリングカッターと両刃ボーリングカッターに分けられます。
4. ボーリング穴の加工特性と適用範囲
ドリル拡張ヒンジプロセスと比較して、ボーリング穴の開口サイズはツールサイズによって制限されず、ボーリング穴は強力な誤差修正能力を備えています。 複数のツールパスにより元の穴軸のずれ誤差を補正し、ボーリング穴と位置決め面との高い位置精度を維持できます。
旋盤の外周と比較して、ツールバーシステムの剛性が低く変形が大きいため、放熱や切りくず除去の状態が悪く、ワークやツールの熱変形が比較的大きくなります。 ボーリング穴の加工品質と生産効率は旋盤の外周ほど高くありません。
上記の分析に基づいて、ボーリング加工の加工範囲は広く、さまざまなサイズと精度レベルの穴を加工できると結論付けることができます。 開口部が大きく、サイズと位置精度に対する要求が高い穴および穴システムの場合、ボーリングがほぼ唯一の加工方法です。 ボーリング穴の加工精度はIT9～IT7レベル、表面粗さはRaです。 ボーリング加工は、中ぐり盤、旋盤、フライス盤、その他の工作機械で実行でき、柔軟性と柔軟性の利点があり、生産現場で広く使用されています。 量産では、中ぐり効率を向上させるために中ぐりダイスが使用されることがよくあります。
4、ホーニング穴
1. ホーニング原理とホーニングヘッド
ホーニングとは、砥石（オイルストーン）を備えたホーニングヘッドを使用して穴を研磨する方法です。 ホーニング中、ワークピースは静止しており、ホーニングヘッドは工作機械の主軸によって駆動されて回転し、往復直線運動を行います。 ホーニング加工は、ワーク表面に砥石を一定の圧力で作用させ、ワーク表面の材料を極薄に削り取る加工で、その切削軌跡は十字状になります。 サンドバー砥粒の運動軌跡が繰り返されないようにするには、ホーニング ヘッドの回転運動の 1 分あたりの回転数が、ホーニング ヘッドの 1 分あたりの往復ストロークの数と一致する必要があります。
ホーニング軌跡のクロスアングル画像は、ホーニングヘッドの往復速度画像と周速度画像に関係します。 像角の大きさは、ホーニングの加工品質と効率に影響を与えます。 一般的には荒ホーニングの度数と精密ホーニングの度数としてイメージします。 ホーニング加工では、割れた砥粒や切り粉の排出を促進し、切削温度を下げ、加工品質を向上させるために、十分な切削液を使用する必要があります。
穴壁を均一に加工するには、サンドバーの移動量が穴の両端で一定の距離を超える必要があります。 均一なホーニング代を確保し、主軸の回転誤差による加工精度への影響を軽減するために、ホーニングヘッドと工作機械の主軸との間にフローティング接続が使用されることがほとんどです。
ホーニングヘッド砥石の径方向の伸縮調整には手動式、空圧式、油圧式などさまざまな構造形式があります。
2. ホーニング加工の加工特性と適用範囲
1) ホーニング加工により高い寸法精度、形状精度が得られ、加工精度はIT7～IT6となります。 穴の真円度や円筒度の誤差は一定範囲内に抑えることができますが、ホーニング加工では加工穴の位置精度を向上させることはできません。
2）ホーニング加工により、写真のような表面粗さRaの高い面品位が得られます。 表面金属の変成欠陥層の深さは非常に浅いです（写真参照）。
3) 研削速度に比べて、ホーニングヘッドの周速度は高くありませんが(VC=16-60m/min)、砂条とワークとの接触面積が大きいため、往復速度は比較的速くなります。高い（VA=8-20m/min）ため、ホーニングの生産性はさらに高くなります。
ホーニング加工は、エンジンのシリンダー穴や各種油圧機器の精密穴加工など、大量生産に広く使用されています。 開口範囲は通常以上であり、長さと直径の比が 10 を超える深穴も加工できます。 ただし、ホーニング加工は、塑性の高い非鉄金属ワークの穴加工や、キー溝、スプライン穴などの穴加工には適しません。
5、穴抜き
1. ブローチ加工とブローチ加工
引き穴加工は、ブローチ盤に専用設計されたブローチを使用して行う、生産性の高い精密加工方法です。 ブローチ盤には横型と立型の2種類があり、横型ブローチ盤が最も一般的です。
ブローチ加工中、切削工具は低速直線運動（主運動）のみを行います。 切削工具が同時に加工する歯の数は、通常 3 つ以上である必要があります。そうしないと、切削工具がスムーズに動作せず、ワークピースの表面に円形の波紋が発生する可能性があります。 ブローチの破損を引き起こす可能性のある過度の切削力を避けるために、ブローチ加工中、加工工具の歯の数は通常 6-8 を超えないようにしてください。
ブローチ加工には 3 つの異なる切断方法があり、以下に説明します。
(1) 積層ブローチ加工の特徴は、ワークの取り代を一層ずつブローチで順次削り取っていくことです。 切りくずの分断を容易にするために、カッターの歯にはかみ合う切りくず分離溝があります。 積層カット法によりデザインされたブローチをレギュラーブローチと呼びます。
(2) ブロック旋削の特徴は、機械加工表面上の金属の各層が、基本的に同じサイズだが各歯と噛み合っている一連の歯 (通常、各グループの 2-3 個の歯で構成される) によって切削されることです。他の。 各ブレードは金属層の一部のみを除去します。 ブロックカット法によりデザインされたブローチをホイールカットブローチと呼びます。
(3) 総合ブローチ加工法は、レイヤードブローチ加工とブロックブローチ加工の利点を組み合わせたものです。 荒切削部にはブロックブローチ加工、細切削部にはレイヤードブローチ加工を採用。 これにより、ブローチの長さが短くなり、生産性が向上するだけでなく、より良い表面品質も実現できます。 総合的な切削方法に基づいて設計されたブローチを総合ブローチと呼びます。
2. 穴抜きの加工特性と適用範囲
1）ブローチは、一度の切削ストロークで荒加工、精密加工、穴の仕上げ加工を連続して行うことができ、生産効率が高い多刃工具です。
2) 穴抜きの精度は主にブローチの精度に依存します。 通常の条件下では、穴抜き精度はIT9～IT7に達し、表面粗さRaは6.3～1.6μMに達します。
3) 抜き穴加工では、加工穴自体でワークの位置決めを行うため（刃具の先端部分がワークの位置決め部品となる）、穴と他の面との相互位置精度を確保することが困難穴を開けるとき。 内外面に同軸性の要件がある回転部品の加工では、多くの場合、最初に穴を開け、次にその穴を位置決め基準として使用して他の面を加工する必要があります。
4）ブローチは丸穴だけでなく、穴やスプライン穴の加工も可能です。
5) ブローチは、形状が複雑で価格も高価な固定サイズの切削工具であり、大きな穴の加工には適していません。
抜き穴は、口径サイズ Ф の直径 10-80 mm、穴の深さが口径の 5 倍を超えない中小型部品の貫通穴を加工するために、量産で一般的に使用されます。