ファイ２０のドリルでの穴あけ

Question

ファイ２０のハイスドリルでSKS3に対して
止り穴で穴を開けるときに、

心もみ以外に中間にもう一行程小さい径のドリルを入れるのが一般でしょうか？

その場合一般にはどれくらいの径ドリル加工を何行程追加するのが
一般でしょうか？

また中間行程を入れることのメリットとディメリットはどのような事がある
でしょうか？

時間がかかる以外にディメリットも何かあるのでしょうか？
またメリットについて教えて頂けないでしょうか？

Accepted Answer

ドリル加工は 人によっては一番簡単な加工と言う。
別の人は非常に難しい加工とも言う。

私は、後者の意見と同じで理論と経験則を重ねるごとに難しさがわかって来た。

答えとしては、貴社の機械と使われるドリルによって変ってくる。
ボール盤を例に上げると、最大穴あけ能力は（４５Ｃ）
0.4kw  →φ13程度
0.75kw →φ18～25
1.5kw  →φ36～40
2.2kw  →φ50～55　　※下穴なしの数値

しかし下穴を徐々に大きくすればより大きなドリルが使える

本来、機械の馬力・剛性、ドリルの切れ味・剛性 でどの様な工程を
たどるかは決まってくる。

仮に十分な機械剛性と馬力があり、求心性の良いシンニングと精度(角度の振り分け）
が前提ならセンター加工も必要ありません。

一般的なハイスのドリルも使う人によって好みがあり
切れ味重視の人は三菱(旧 神戸)、剛性や折れた時の折れ方でナチを選んだりする。
昔は、グーリングの信仰者も少なからずいましたが。

会社によっては高性能のドリ研を導入して工具費を安くしたり
小径ドリルは使い捨てなんて所もある
昔は、ドリルが研げて一人前と評されたものだが、それも現在では・・・

話が横道にそれてしまったが
φ20の穴あけを工程を分けて加工するなら下穴はφ16程度
後工程の約70～80％程度で良いと思う。

注意すべきは刃長が長いと先端角度の振り分け精度に影響される。
かと言って短いとバックテーパーの為に穴が小さくなる

加工の際に切粉が２本つながって出てくるが２本とも同じ様な
切粉が出ているか良く見てください。
旋盤で加工する場合はドリルが振られてしまう事も良くある。

デメリットはやり方を間違えると 下穴なしより精度が悪くなる。

メリットは 能力の低い機械でも大きな穴が明けられる。

もっと掘り下げると シンニング形状や先端角度、材質やコーティング等々
色々と要素が絡んできます。

＞短いドリルはバックテーパーで出来ているのですね？

短いドリルと言う訳では無く、通常 ハイスのドリルφ5以上だと
抵抗軽減の為に逃げ角があります。
手元のドリルで一度確認して下さい。

超硬ドリルなどバックテーパーを付けない物もあります。

バックテーパーがあるとドリルが短くなった場合に径寸法が変化します。

http://www.natuo.com/khinnroguhuremudoriruno5.htm

＞ちょうど真ん中でいっていたら二本とも同じ切粉なのですね？
また刃の状態も2刃同じ状態ですね。

その通りと考えて間違いは無いと思います。
加工中に目視で確認できる唯一の方法です。

＞旋盤ではなぜドリルが振られることがよくあるのでしょうか？

ドリルは先端角のおかげで自己求心性が働きます。
ドリルが回転する方が より効果があります。
旋盤では通常ドリルは回転しませんので 食い付き時に位置がずれると
大きく曲がる事があります。

私に対する質問ではないが
ドリルの中心部が欠ける原因としては

1.下穴がある場合エッジ部に接触時に欠ける
2.中心は切削速度が 0 の為に大きな力が掛り折損する
3.ワークとドリルの硬度差が十分に無い
4.ドリル先端角度が鋭角の為剛性不足

多分、1.が原因

対処法
1.に対しては下穴無しで加工する

2.に対しては切削速度上げて先端部の負担を軽減する

3.に対しては超硬ドリルやコーティング付のドリルに交換する

4.無垢に穴あけする時に起こりやすい

加工後にドリルの先を見ると焼け具合に差があると思う。
中心部が焼け気味の場合は回転を上げる
外周部が焼け気味の場合は回転を下げる

最後に理論的に詳しく載っているカタログです
（超硬のカタログですが）
http://www.tungaloy.co.jp/ttj/products/pdf/drill%20manual.pdf

Answer

円筒形の工具の場合
中心部は運動しているが速度はないので
そこに切削抵抗が生まれる
そしてドリルの場合構造上中心部には刃のない部分が存在し
切削抵抗はより多くなるが
シンニングによってその部分を小さくしている

大径ドリルの場合
昔はシンニングされていないものも多かったので切磋抵抗は大きかったです

そのため機械には大きな出力がいります

下穴を空けるとその中心部を加工しなくてもよくなるため
小さな機械でも大きな穴が開けられます
↑
これがメリット

デメリットは、工程が一つ増えるので
時間がかかります

Answer

φ20ですと、サンドビック社よりでているスーパーＵドリル（超硬スローアウェイ）がなかなか良いのではないかと思います。また、ハイスドリルに比べて加工時間もかなり短くなると思いますよ。

SKSですとφ20スーパーUですとVc=150－200(m/min) fn=0.05-0.12(mm/rev)ぐらいではないでしょうか。機械条件にもよりますので切削条件は、探っていただくしかないでしょう。

あくまで理論的な計算式ですが、以下の式より回転数Nが求められます。
Dcは、工具径です。

Vc=(π×Dc×N）/ 1000 (m/min)

また、こういったスーパーUなどのドリルは、内部給油が重要になってきます。
十分な量の内部クーラントを供給してあげることも大切です。

やはり内部給油が第一推奨ですが、給油なしで2×D―3×Dくらいまでなら可能でしょう。但し、チップの磨耗が早い事や割れが発生する可能性があります。外部給油できるだけ多くの流量を掛けてやれば、ある程度改善はされます。MCにカバーがあれば、外に漏れ出さない程度にクーラント圧を高め、流量を多く掛けてやることが重要です。

Answer

φ３の穴が、問題だと思います。
その部分だけ、違う方法で加工してみては。
何も無ければ、２０φで、一発で加工。
余計なことですが、
超硬スローアウェイドリルを使うと、３Ｄくらいの深さなら、
Ｆ１２０で３０秒、Ｆ２４０で１５秒で、あきます。
φ３の障害の無い場合。

Ｇ８１の、ノンステップで。ドウエル無し。

Answer

５０番のフライスで。
機械の剛性はしっかりしていることとハイスを前提に
ドリルが正確に研削されていて切削条件が正しい状態ならば
センターもみがされているだけで２０ｍｍのドリルならば
１回でよいのではないでしょうか。

メリットは時間の節約になります。
１回で問題なく加工できるのに２～３回にわけるのは
無駄です。

材質にもよりますが３５ｍｍ～５０ｍｍくらいまで
１回で加工してます。

直立ボール盤や普通旋盤では剛性の関係で２～３回に
分けて加工してます。

もう上の方が回答してますが、ドリル加工はセンターよりずれたところに穴があいてると曲がったり刃が欠けたりします。
穴埋めするとか対策をしないと工具鋼ですと大変なことになります。
検討ください。

ファイ２０のドリルでの穴あけについての質問