穴加工で最も一般的な工具として、ドリルビットは機械製造で広く使用されています。 特に、冷却装置、発電設備のチューブシート、蒸気発生器、その他の部品の処理では、その用途は特に広範で重要です。
掘削の特徴
ドリルビットには通常2つの主要な刃先があり、加工中、ドリルビットは回転しながら切削を実行します。 ドリルのすくい角は、中心軸から外縁に向かってどんどん大きくなっています。 ドリルの切削速度は外円に近づくほど速くなり、中心に向かって徐々に切削速度が低下し、ドリルの回転中心の切削速度はゼロになります。 ドリルのチゼルエッジは回転中心軸の近くにあり、チゼルエッジの二次すくい角が大きく、切りくずスペースがなく、切削速度が遅いため、軸方向の抵抗が大きくなります。 DIN1414でチゼルエッジをAタイプまたはCタイプに研削し、中心軸付近の刃先のすくい角が正の場合、切削抵抗を低減し、切削性能を大幅に向上させることができます。
ドリルビットは、ワークの形状、材質、構造、機能に応じて、高速鋼ドリルビット（ツイストドリル、グループドリル、フラットドリル）、ソリッドカーバイドドリル、インデックス可能な浅穴ドリルなど、さまざまなタイプに分類できます。 、深穴ドリル、ネスティングドリル、交換可能なビットドリルなど。
切りくずの破壊と切りくずの除去
ドリルの切削は狭い穴で行われ、切りくずはドリルの溝から排出される必要があります。 そのため、切りくずの形状がドリルの切削性能に大きく影響します。 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、バンドチップ、ファンチップ、パウダーチップなどがあります。
切りくず形状が不適切な場合、以下の問題が発生します。
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を壊します（粉状の切りくず、扇形の切りくずなど）。
②長い切りくずがドリルビットに巻き付いて動作を妨げたり、ドリルビットが破損したり、切削液が穴に入るのを防いだりします（スパイラル切りくず、リボン切りくずなど）。
不適切な切りくず形状の問題を解決する方法：
①送り速度を上げる、間欠送り、チゼルエッジの研削、切りくずブレーカーの取り付けなどの方法を別々に、または組み合わせて使用することで、切りくずの破損や切りくず除去の効果を高め、切りくずによる問題を解消できます。
②プロの切りくず削りドリルで穴を開けることができます。 例：ドリルビットの溝に設計されたチップブレーカーを追加すると、チップがより簡単に清掃できるチップに分割されます。 破片は溝に沿ってスムーズに除去され、溝に詰まることはありません。 したがって、新しいチップブレーカードリルは、従来のドリルよりもはるかにスムーズな切削効果があります。
同時に、壊れた鉄片が短いため、クーラントがドリルの先端に流れやすくなり、加工工程で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ブレーカーはドリルビットの溝全体に浸透するため、繰り返し研削しても形状と機能を維持できます。 上記の機能改善に加えて、この設計はドリル本体の剛性を強化し、1回の研削の前にドリルで開ける穴の数を大幅に増やすことは言及する価値があります。
掘削精度
穴の精度は、主にアパーチャサイズ、位置精度、同軸度、真円度、表面粗さ、穴のバリなどの要素で構成されます。
穴あけ中に加工される穴の精度に影響を与える要因：
①工具ホルダー、切削速度、送り速度、切削液など、ドリルの型締精度と切削条件。
②ドリルビットの長さ、刃の形状、ドリルコアの形状など、ドリルビットのサイズと形状。
③オリフィス側面形状、オリフィス形状、厚み、型締状態などのワーク形状。
リーマ
リーマ加工は、加工中のドリルビットの揺れが原因です。 工具ホルダーの揺れは、穴径や穴の位置決め精度に大きく影響しますので、工具ホルダーがひどく摩耗している場合は、時間内に新しい工具ホルダーを交換する必要があります。 小さな穴を開けるときは、スイングの測定と調整が難しいため、ブレードとハンドルの同軸性が良好な粗いシャンクの小さなブレードドリルを使用するのが最適です。 リグラインドドリルを使用する場合、穴の精度が低下する理由は、主に背面の形状の非対称性によるものです。 刃高差を制御することで、穴の切り込みや拡大を効果的に抑えることができます。
穴の真円度
ドリルビットの振動により、ドリル穴が多角形になりやすく、穴の壁にライフルのような線が現れます。 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。 三角形の穴の理由は、ドリル時にドリルに2つの回転中心があるためです。 それらは600回ごとに600回の交換の頻度で振動します。 振動の主な理由は、不均衡な切削抵抗です。 ドリルが1回転すると、加工穴の真円度が悪くなり、2回転目の切削時に抵抗力が不均衡になり、最後の振動が再び繰り返されます。 しかし、振動の位相がある程度シフトし、穴の壁にライフルのラインができます。 穴あけ深さが一定のレベルに達すると、ドリルビットの端面と穴の壁との間の摩擦が増加し、振動が減衰し、ライフルのラインが消え、丸みが良くなります。 このタイプのオリフィスは、縦断面で見ると漏斗状です。 同じ理由で、切断中に五角形と七角形の穴が現れることもあります。 この現象を解消するために、チャックの振動、刃先の高低差、背面の非対称性、刃の形状などを制御します。 ドリルの剛性を高め、1回転あたりの送り、逃げ角、および研削を改善する必要があります。 刃先などの対策。
傾斜面と曲面にドリル穴を開ける
ドリルビットの切削面や穴あけ面が傾いたり、曲がったり、階段状になったりすると、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工具を使用しているため、工具寿命が短くなります。
測位精度を向上させるために、以下の対策を講じることができます。
- 最初に中央の穴を開けます。
- エンドミルでホールシートをフライス加工します。
- 貫通力と剛性の高いドリルを選択してください
- 送り速度を下げます。
バリ処理
穴あけ中、特に丈夫な素材や薄い板を加工する場合、穴の入口と出口にバリが発生します。 その理由は、ドリルビットがドリルスルーしようとすると、加工された材料の塑性変形が発生するためです。 このとき、外縁付近のドリルビットの刃先で切削するはずの三角形部分は、軸方向の切削力の影響を受けて外側に変形し、ビットの外縁で曲がります。 面取りと刃先の違いにより、さらにカールしてカールやバリを形成します。
掘削の加工条件
一般的なドリル製品カタログには、加工材料ごとに整理された「基本的な切削パラメータの参照表」があります。 ユーザーは、提供されている切削パラメータを参照して、穴あけの切削条件を選択できます。 切削条件の選択が適切かどうかは、加工精度、加工効率、ドリル寿命などの要素に基づいて、試行切削によって総合的に判断する必要があります。
1.ドリルビットの寿命と処理効率
加工するワークの技術的要件を満たすことを前提として、ドリルが適切に使用されているかどうかは、ドリルの耐用年数と加工効率に応じて包括的に測定する必要があります。 ドリルの寿命の評価指標は切削距離を選択でき、加工効率の評価指標は送り速度を選択できます。 高速度鋼のドリルビットの場合、ドリルビットの耐用年数は回転速度の影響を大きく受け、1回転あたりの送りの影響は少なくなります。 したがって、ドリル寿命を延ばしながら、1回転あたりの送りを増やすことで加工効率を向上させることができます。 ただし、1回転あたりの送りが大きすぎると、切りくずが厚くなり、切りくずが壊れにくくなることに注意してください。 したがって、トライアル切削で切りくずをスムーズに破るためには、1回転あたりの送り範囲を決定する必要があります。 超硬合金ドリルの場合、刃先は負のすくい角方向の面取りが大きく、オプションの1回転あたりの送り範囲は高速度鋼ドリルよりも小さくなります。 加工中に1回転あたりの送りがこの範囲を超えると、ドリルの使用寿命が短くなります。 超硬合金ドリルは高速度鋼ドリルよりも耐熱性が高いため、回転速度によるドリルの寿命への影響はほとんどありません。 したがって、回転速度を上げる方法を使用して、ドリルの寿命を確保しながら、超硬合金ドリルの処理効率を向上させることができます。
2.切削液の合理的な使用
ドリルの切断は、狭いスペースの穴で行われます。 そのため、切削液の種類や射出方法は、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。 非水溶性切削液は、潤滑性、濡れ性、密着性に優れ、防錆効果もあります。 水溶性切削液は、優れた冷却性、非発煙性、不燃性を備えています。 近年、環境保護への配慮から、水溶性切削液の使用量は比較的多くなっています。 ただし、水溶性切削液の希釈率が悪かったり、切削液が劣化したりすると、工具寿命が大幅に短くなりますので、ご使用の際はご注意ください。 水溶性または非水溶性の切削液であるかどうかに関係なく、切削液は使用中に切削点に完全に到達する必要があります。 同時に、切削液の流量、圧力、ノズル数、冷却方法（内部または外部冷却）を厳密に制御する必要があります。
ドリルの研ぎ直し
ドリルビット再研磨判定
ドリルビットを再研磨するための基準は次のとおりです。
- 刃先、チゼルエッジ、ランドエッジの摩耗量。
- 加工穴の寸法精度と表面粗さ。
- チップの色と形。
- 切削抵抗（主軸電流、騒音、振動などの間接値）。
- 加工量等
実際の使用では、特定の条件に応じて、上記の指標から正確で便利な判断基準を決定する必要があります。 摩耗量を基準にすると、経済性に優れた再研磨期間を見つける必要があります。 主な研ぎ部品は後頭部とチゼルエッジであるため、ドリルビットの摩耗量が多すぎると、刃の摩耗時間が長くなり、研削量が多くなり、リグラインド回数が少なくなります（トータルツール） 寿命=再研削後の工具寿命×利用可能な再研削時間）、それはドリルビットの総耐用年数を短縮します。 加工穴の寸法精度を基準とする場合は、カラムゲージまたはリミットゲージを使用して、穴の切り込みや拡大、凹凸などを確認してください。 制御値を超えると、すぐに再研磨する必要があります。 切削抵抗を基準とする場合は、設定限界値（主軸電流など）をすぐに超えた自動シャットダウンなどの方法を採用できます。 処理量制限管理を採用する場合は、上記の識別内容を統合して基準を設定する必要があります。
ドリルの研ぎ方
ドリルを再研磨するときは、ドリルを研磨するための特別な工作機械またはユニバーサルツールグラインダーを使用するのが最善です。これは、ドリル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。 元のドリルタイプが良好な処理状態にある場合は、元のドリルタイプとして再研磨できます。 元のドリルタイプに欠陥がある場合は、使用目的に応じて、背面の形状を適切に改善し、チゼルエッジを鋭くすることができます。
シャープにするときは、次の点に注意してください。
- 過熱を防ぎ、ドリルビットの硬度を下げます。
- ドリルビットの損傷（特に刃先の損傷）は完全に取り除く必要があります。
- ドリルタイプは対称である必要があります。
- 研ぎの際に刃先を傷つけないように注意し、研ぎ後のバリを取り除いてください。
- 超硬合金ドリルの場合、鋭利な形状がドリル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って得られた最高のドリル形状です。 したがって、再研磨するときは、通常、元の刃の形状を維持する必要があります。