ドリル加工での深穴加工

Question

お世話になります。深穴加工をして、すごく加工穴が流れてしまい原因が
よくわからず、ご教授頂きたくお願いいたします。

SKD11材で、加工深さが60.0mmあります。4.3φのキリ（ストレートシャンクドリル）で、穴数が１２カ所あります。ステップ加工（Q1.0）を行い、
油性のクーラントをかけながら加工しました。　
S1200　F40　BT40３つ爪ドリルチャック（コレットではありません）
工具突き出し長さ、65.0mmです。

最初の加工穴はいいのですが、３カ所目の穴からドリルが折れる前の音
（なんと表現していいかわかりません）がして、ドリルの刃先を見ると
ばたばたになっています。３カ所ずつ交換していますが、ドリルの刃先は
回転数や送り、ステップを変えていても変わらず、
結局両面加工（反対面は、3.1キリ）でしたので、加工終了後加工穴を
見てみると、大きく穴がずれていました。

こういった場合、どのような原因でドリルが流れていったのか、
ご教授頂きたいのですが、ドリルチャックを新品に交換しても
結果変わらずでしたので、原因つかめず困っております。

よろしくお願いいたします。

回転数や送りを見直し、コレットに締め付けを行いました。
また、みなさんのアドバイス（答え）通りに行ったところ、
加工穴が流れなくなりました。

今後、自分でさらに加工テストを進めていきたいと思います。
みなさん、ありがとうございました。

Accepted Answer

機械は縦型でしょうか

最初にガイド穴を加工してありますよね？
ガイド穴の出来もあとのロングドリルへの影響が大分あるように思いますので
・ストレートドリルが緩く入る径に加工できるドリルを使用する
　エンドミルシャンクのスタブ型が良いですが、刃径公差がマイナスだと
　次工程のドリルの肩がダレ易いので、ガイド穴はプラス目になるように
・ガイド穴を加工するドリルのチゼルはロングドリルよりも小さい物を使う
　ダメならガイド穴の底にスポットドリルで揉み付けする
・ドリル先端角はロングドリルよりも鈍角な物を使う
（ルーマ型なら大抵130～140°なのでLSDが118°なら問題無し）

加工する上での注意点としては
・ロングドリルはG98 G83で、R点はガイド穴の中（Z-1.～3.くらい）
　ドリルを完全には抜かない方が、切子の穴の中への脱落が減ってる様に思います
　あとどうしてもロングドリルは振れるので、肩を痛めない為にも良いように思います
・同様にクーラントの掛け方も工夫し、切子が穴の中へ落ちないようにする
・次に加工する穴へ切子が入らないようにする。回避不能であれば１穴毎に
　止めて人力で除去する

あと条件ですが、「あいはら」さんのおっしゃる様にもう少し回転落として
送りを上げた方が良いかと思います。
送りが遅すぎても刃先（特に肩の部分）の磨耗が早くなるように思います。
チゼルに比べて肩の磨耗が激しかったり、マージン部がテカテカになっていませんか？

材質違いますがNAK80でφ3x120の時でS1050 F54 Q0.5で加工実績があります。

あと、ペッククリアランス（FANUCならパラメータの#5115）も
見直してみると良いかも知れません。

縦型だと切子の掃けが悪く、穴の中に落ち込んだりし易いので
これもトラブルの原因になり易いですよね。
世の中にはそれを嫌って逆さまに加工する機械もあるくらいですし。
使い勝手はかなり悪そうですが（ｗ

センター加工についてですが、いわゆるセンタードリルを使うと位置ずれや穴曲がりが出やすいですよ。
この様な揉み付けの場合、ボール盤などでやってみると直ぐわかりますが
食い付き時にドリルが蛇行して、よくおむすび型になりますよね。

うちでは普通のストレートドリルでしっかり掴める程度の深さの場合、
120°ないし145°のスポットドリルで揉み付け→ドリル　とやります。
ロングドリルの場合やスタンダードを突き出しかなり多めにして使う場合は
（スポットドリル）→ルーマ型スタブ→ロングドリル　という手順です。
スポットドリルは使わない場合も多いです。

特にワーク上面が荒れていなければ揉み付けはそんなに大きくはしません。
チゼルが逃げなければ良いだろうくらいです。
鋳肌等に加工する場合はドリル径よりも大きく取る場合があります。
この辺は要求される精度にもよりますが

Answer

コレットで把握するのは私も重要だと思います
それに深さと直径の比率D/Lは１４ですので
ドリルを前半と後半で長さを変えて加工すればどうでしょうか
前半は短いドリルですので曲がらず条件も上げられると思います
後半も前半がまっすぐ明いていればガイドになりますので曲がりにくくなると
思います

Answer

長い3つ爪でチャックすれば、あなたのいうような現象がよく起こります。ドリルがワーク上面に触れ始めたとき、ぶれているのが観察できるかと思います。

私は、ノーマルドリルでＳＫＤに深穴加工する場合、できるだけコレットでホールドして加工します。その際、センターは必ずうち、ショートのφ4で深さ10ｍｍくらいのガイド穴を開けます。

60ｍｍで12ヶ所ならノーマルドリルでも十分に加工は可能です。

Answer

自分ではそんなに曲がった経験が無いんですけど
一様条件を変えてみてはいかがでしょうか？
S820F57くらいにしてG83のステップ送りで1.5ずつ入れています

Answer

被加工材のSKD11には、工具(ドリル)より硬いカーバイドが16%ほど含まれております。とくに、鋼材の中心に近い位置で、材料のせんい方向に帯状に偏析する傾向があります。細穴加工の場合、ドリルが、この偏析帯に当たると、工具の早期摩耗と、芯ずれの発生原因になことがあります。対応策としては、(1),被加工材が大きなな寸法からの切り出しの場合、その中心部相当材は避ける。(2),快削元素を含むSKD11相当材は、カーバイドの帯状偏析の発生傾向が強くなるので、使用を避ける。(3),入手が可能なら、カーバイド偏析の少ないESR材への切り換えを検討する。市場性がないので、お取引の鋼材業者に問い合わせて下さい。(4),ユーザーの了解が得られるなら、カーバイドの少ない,8Cr系ダイス鋼( SLD8,DC53,など)へ切り換える。被削性が改善されるメリットもある。以上、私の経験から、使用する鋼材の品質面で考えられる発生原因、対策について、参考までに。

お礼

2006/02/16 23:05

回答をいただき、大変ありがとうございます。

鋼材の事をご教授頂きありがとうございます。
参考になりました。

細穴（φ0.6）加工をやったことがあるのですが、すぐに折れたことが
あります。他の製品はきちんと加工できていたのに、
急に摩耗して折れた事が何度かありました。

原因がさらに挙げられてよかったです。
ありがとうございました。

質問者

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Answer

マシニングで細穴を開ける場合、ある程度は流れると思っていいのではないでしょうか。
といってしまえば寂しいので出来る限り対策をしましょう。
?機械の精度はどのくらい出ていますか？機械メーカーにお願いしてある程度精度を出してもらいましょう。
?もちろんポンチ加工はしていますよね。
?ドリルを超硬ドリルをお使いですか？もし、超硬ドリルでないのであれば超硬ドリルにしてみてください。普通のドリルと比べて剛性が違います。
?再研磨は専門業者に出すのがベストと思います。

参考になれば幸いです。

ドリル加工での深穴加工トラブルの原因と対策