銅の深穴加工

Question

純銅にφ５mm深さ90mmの止まり穴を、月産8000穴あけるとします。

超硬オイルホールドリルと、高圧クーラントを使用し、
油性の切削油で、加工能率を上げることは可能でしょうか。

油性切削油の場合、加工点に切削油が到達しにくいと聞いたことがありますが、
水溶性の切削油を使うと、銅の変色が激しいため、出来れば油性の
切削油を使いたいと思います。

また、銅の加工の場合、ハイスはすぐにへたってしまうので、
工具材種は、超硬が必須です。

この方法は、現実的でしょうか？
また、高圧クーラントはどれくらいの圧が必要でしょうか？

高圧クーラントの加工設備および経験が無いため、経験者のご意見を
頂ければ幸いです。

以上、宜しくお願いいたします。

Accepted Answer

純銅の穴あけは10年以上前に１度経験しましたが、ご指摘の通り
超硬ドリルを使っても直ぐに摩耗したような記憶があります。
従って、専用機械の設備費＋工具費用に対して加工能率向上の
メリットが釣り合うかどうかの精査も必要と考えます。

エイヤで検討しますと．．．
・ドリル径が細いので、支障の無い範疇で切削油の粘度は低いもの
　を選定して、キチンと油穴から吐出できるようにする。
・圧力は、粘度にも左右されるが～5MPa。
・切削条件例(詳細はメーカのフリーダイアルへご相談下さい)
　?下穴　5,000min-1，f0.15mm/min　深さ5mm　　　　 約1秒
　?深穴　4,000min-1，f0.12mm/min　深さ5-80mmまで　約15秒
  超硬油穴付きドリルの使用でノンステップ加工が可能となりますので、
　加工時間の劇的に短縮可能かと。
・機械
　既製のBT30マシンに油性対応高圧内部クーラント装置を特殊オプション
　で付加するのもアリかも。不測の事態に備えて自動消火装置も付加したい。

蛇足ですが、穴あけ加工のご質問に対し、内径・外径加工や唐突にサンド
ビックの工具ホルダの話をされる回答(2)さんの真意が図りかねます．．．

確か・・・記憶しています．．．の割には製品の特長説明がやけに詳しい
のが気にかかりますが、振れ精度が重要であることは同意です。
さらに圧力と同様に流量も重要であることにも賛同いたします。
しかし、ワークの変質の関係で油性クーラントをご検討されているので、
200-300L/minの吐出量は現実的ではないと考えます。

Answer

深穴の場合、クーラント圧は高圧でなくても良いです。
0.8-2Mpa 程度で調整し、むしろ流量を多くとったほうが良いように感じます。また、圧力や流量制御ができるポンプが望ましいです。
流量は200－300L/min程度。切粉が悪さするといけないので、目の細かいフィルターをする事もお勧めします。
工具はやはり内部給油できる超硬工具が良いでしょう。

内径加工や外径で切粉が切れない場合や刃の寿命を延長したい場合に高圧クーラントを使用します。尚、機械の仕様にもよりますが高圧クーラントは8Mpa程度だと思われます。

高圧クーラントに対応した専用機とのことですが、最近の機械であれば高圧クーラント対応の機械があると思いますので、まずは機械メーカーに聞いてみることをお勧めします。
確か、サンドビックなどでも高圧クーラント用の工具ホルダーがあったと思います。一度問い合わせてみてはいかがでしょうか。

追記ですが、工具の振れによっても磨耗の進行具合が違ってきます。
なので、工具振れが抑えられるホルダーも重要です。
その点では確かサンドビックさんの方でハイドログリップという油圧式のチャックホルダーがあったと記憶しています。精度は焼きバメ同等で、焼きバメホルダーのような装置が必要なく熱による劣化もありません。どこでもトルクレンチ1本で締め付け高精度な振れが出せるので、そのようなホルダー（高圧クーラント対応）とオイルホール突きの超硬ドリルで寿命を延ばすことは可能かと考えられます。
尚、上記で書いていますが、クーラント流量も1つの重要な要因となってきますのでぜひ検討されてみてはいかがでしょうか。

Answer

推定
90　x　8000　＝　　720000mm/月

720000　/　20　＝　36000mm/日

36000　/　8　＝　4500mm/h

4500　/　60　＝　75mm/min
↑
エアーカットも段取りも何も考えてない100%以上の能力

結論（推測）
普通の工作機（普通回転　センタースルー）では　無謀
高速マシニングでも深穴なので発熱が、どうしようもないので　無謀

位置も使ってるマシンじゃないので
加工条件表がないので何とも言えないが　F＝100　以下だと思う　普通

銅の深穴加工の現実的な方法と加工条件について