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【技術内容】

スローアウェイ式ドリルのチップ形状は多様である。分類すると以下のようになる。代表例を図示した。

（１）三角形

（２）四角形

（３）ひし形

（４）面取り用

【図】

図１　三角形チップ

出典：「2002～2003東芝タンガロイ切削工具」、（2002年11月　JIMTOF）、東芝タンガロイ株式会社発行、703頁

図２　四角形チップ

出典：「2002～2003東芝タンガロイ切削工具」、（2002年11月　JIMTOF）、東芝タンガロイ株式会社発行、701頁

図３　ひし形チップ

出典：「2002～2003東芝タンガロイ切削工具」、（2002年11月　JIMTOF）、東芝タンガロイ株式会社発行、700頁

図４　面取り用チップ

出典：「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、249頁、254頁

【応用分野】

穴あけ加工

【出典／参考資料】

「2002～2003東芝タンガロイ切削工具」、（2002年11月　JIMTOF）、東芝タンガロイ株式会社発行、700頁、701頁、703頁

「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、249頁、254頁

【技術分類】

３－１　ドリル

【技術の名称】

３－１－２c　スローアウェイ式ドリルの先端刃物固定法

【技術内容】

スローアウェイ式ドリルの先端刃物固定にはいろいろな方法がある。交換が容易で精度が良くなければならないので、種々工夫されている。以下に分類して示す。

（１）セルフロック式

自己拘束式クランプによるもので、チップ交換が短く工具寸法の調整も不用である（図１）。

（２）シャンク内蔵のねじによるもの

例として、「セコ　ドリル工具綜合カタログ（2002年11月　JIMTOF、セコ・ツールズ・ジャパン株式会社、116頁）」、および、「ケナメタル転削工具綜合カタログ2003（2002年11月　JIMTOF、ケナメタルジャパン株式会社、392頁）」がある。

（３）クラウン正面よりねじで固定するもの

例として、「イゲタロイニュースNo.435（2002年10月、住友電気工業株式会社、２頁）」がある。

（４）クラウン側面よりねじで固定するもの

例として図２がある。図２のほかに、「NTK2003切削工具カタログ（2002年10月　JIMTOF、日本特殊陶業、260頁）」、および、「Tooling by DIJET（2002年10月　JIMTOF、ダイジェット工業株式会社、290頁）」がある。

【図】

図１　セルフロック式固定法

出典：「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、243頁

図２　クラウン側面よりネジで固定する方法

出典：「セラチップ　’03、’04」、（2002年10月　JIMTOF）、京セラ株式会社発行、314頁

【応用分野】

穴あけ加工

【出典／参考資料】

「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、243頁

「セラチップ　’03、’04」、（2002年10月　JIMTOF）、京セラ株式会社発行、314頁

【技術分類】

３－１　ドリル

【技術の名称】

３－１－２c　スローアウェイ式ドリルの刃物固定法

【技術内容】

スローアウェイ式ドリルのチップ固定法はねじで止める方式が大部分であるが、大径加工用には図１のようにカートリッジにねじで止めそれ をホルダーにねじ止めする場合がある。そのほかにも、「’03～’04イゲタロイ切削工具（2002年11月　JIMTOF、住友電気工業株式会社、 427頁）」の例がある。

【図】

図１　スローアウェイ式ドリルのチップ固定法

出典：「セラチップ　’03－’04」、（2002年11月　JIMTOF）、京セラ株式会社発行、323頁

【応用分野】

穴あけ加工

【出典／参考資料】

「セラチップ’03－’04」、（2002年11月　JIMTOF）、京セラ株式会社発行、323頁

【技術分類】

３－１　ドリル

【技術の名称】

３－１－２a　新材種、新刃形形状を採用したスローアウェイドリル（４－２、７－１－１、７－２－３、８－１－１、８－１－２）

【技術内容】

工具の回転中心や外周の刃先が欠けやすいなど従来の問題を解決する新たな超硬スローアウェイチップ式ドリルを開発した。

このドリルには、新たに開発した超硬質合金と刃形形状の新チップを使用している。新チップは超硬並の硬さ（HRC72）と耐摩耗性およ びハイス並の靭性を合せ持つ。また、加工中にかかるスラスト力の減少に大きく貢献する独自の刃形形状を採用している。新チップの採用によりL/Dが５～７ の深穴加工が可能になった。

本ドリルは、チップ、シャンク、止めねじの３点で構成される（図１）。シャンクはス トレートとテーパの２通りがある。有効ドリル深さ は、両シャンクとも、ショートタイプでは35mm～110mm（穴径φ9.7～55mm）、ロングタイプでは60mm～210mm（穴径 φ9.7～55mm）である。

新チップを使用する場合の推奨切削条件でS50Cにφ21mm穴を加工した時の面 粗度は12.5μmであり、穴の広がり代は直径の 0.5％以下であった。FCD55、φ15mm穴の加工では穴の曲がりは0.08～0.1mmであった。また、工具寿命を延ばすために必要なクーラント圧 力と量をグラフで示した。マシニングセンタ用のオイルホールアダプタも紹介した。

ある条件のもとで新チップ使用の場合の加工単価を従来の超硬ロー付けと油穴付きハイスドリルと比較し、加工穴数が1,000個程度までは超硬ロー付けとハイスの方が加工費は低いが、それ以上では新チップの方が低くなる。

【図】

図１　スローアウェイドリルの構造

出典：「新材種、新刃形形状を採用した「スローアウェイドリル」」、「機械と工具　33巻　９号」、（1989年９月）、椎名敏夫著、工業調査会発行、71頁　図１　「スローアウェイドリル」の構造

【応用分野】

ドリル加工

【出典／参考資料】

「機械と工具　33巻　９号」、（1989年９月）、椎名敏夫著、工業調査会発行、70頁～74頁

【技術分類】

３－１　ドリル

【技術の名称】

３－１－２a　SCM440の高送りドリル加工（４－２－２、５－２－４、６－１－２、６－２－３、７－１－２、７－２－３、８－１－３）

【技術内容】

高送りを可能にするために工具の形状を変更した場合、サイクルタイムの低減が図れるが、ホルダ本体の割れが発生する場合がある。この対策としては、切削抵抗を受け止める形状を変更すると、良い結果が得られる。

SCM440 製工作物のドリル加工を図１に示す工具と切削条件（工具形状・寸法：図２参照）で行った。工具１から工具２の変更により高 送りでの加工が可能になったが、ホルダ本体の割損トラブルが発生した。割損トラブルの発生しやすい部分を図３に示す。工具３のように、スローアウェイドリ ルのインサートチップ形状を三角形から四角形に変更したことにより、切削抵抗を受けるチップ座の割損が解消されホルダ寿命が向上し、さらに、加工穴寸法の ばらつきがなくなり、安定した加工内径が得られるようになった。またインサートチップの使用コーナ数が３箇所から４箇所に増加されトータル的に工具費用の 削減につながった。

【図】

図１　工具と切削条件

出典：「SCM440（HRC22～28）の高送りドリル加工（φ33、d79）－チップ形状変更でホルダ割損トラブルの解消－」、 「加工技術データファイル　加工事例　No．3385」、（1998年）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　表１　使用工具と切削条件

図２　使用工具の形状、寸法

出典：「SCM440（HRC22～28）の高送りドリル加工（φ33、d79）－チップ形状変更でホルダ割損トラブルの解消－」、 「加工技術データファイル　加工事例　No．3385」、（1998年）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　表１付図　使用工具の形状・寸法

図３　割損トラブルの発生しやすい部分

出典：「SCM440（HRC22～28）の高送りドリル加工（φ33、d79）－チップ形状変更でホルダ割損トラブルの解消－」、 「加工技術データファイル　加工事例　No．3385」、（1998年）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　図４　割損トラブルの発生しやす い部分

【応用分野】

クロムモリブデン鋼のドリル加工

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．3385」、（1998年）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁～２／２頁

【技術分類】

３－１　ドリル

【技術の名称】

３－１－２e　切れ刃に突起を有するチップを使用したスローアウェイドリル（３－１－２a、４－２－２、５－２－３、６－２－２、７－２－３、８－１－３）

【技術内容】

加工時間の短縮を目標として切れ刃に突起を有するチップを使用したスローアウェイドリルを使用した。ドリル加工における切削条件のアップのためにはドリルの振れの抑制と切屑処理の改善がポイントである。

チップの切れ刃面の突起部がワークに先に侵入し先行刃（ガイド）となり直進性が向上した。切屑処理（排出性）の向上には、チップ切れ刃 面の突起で切屑が分断され、ホルダーのフルート部と被削面への接触が減少しスムーズに排出され、有効であった。ブレーカ形状も外周ほどブレーカ幅が広くな り、除去量の増加に対応している。110°の切れ刃角もチップの安定性に寄与した。

SCM415製鍛造材のドリ ル加工において、切れ刃に突起を有するチップを使用したスローアウェイドリルを使用することにより、切削条 件は、従来使用工具に比べ、切削速度は150から180m/minに、送りは0.06から0.14mm/revに、工具寿命は200から250PSに、改 善され、生産性が2.8倍、寿命が25％向上した。

なお、スローアウェイドリルをワーク回転で使用する時は、- 0.5～+1.0mmの範囲で加工可能であるが、芯高の確認は必要である。 また、ステンレス鋼などの硬度の高いワーク加工には、内刃に靭性のある材種、外刃に耐摩耗性のある材種のチップを組合わせて使用するのも工具寿命の延長に 有効である。

使用工具と切削条件を図１に、使用工具の形状・寸法を図２に示す。

【図】

図１　使用工具と切削条件

出典：「自動車部品（SCM415）のドリル加工―切刃に突起を有するチップを使用したDZドリルによる例―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．3144」、（1997年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　表１　使用工具と切削条件

図２　使用工具の形状、寸法

出典：「自動車部品（SCM415）のドリル加工―切刃に突起を有するチップを使用したDZドリルによる例―」、「加工技術データファ イル　加工事例　No．3144」、（1997年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　表１付図　使用工具の形状・寸法　詳細

【応用分野】

クロムモリブデン鋼のドリル加工

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．3144」、（1997年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁～２／２頁

【技術分類】

３－１　ドリル

【技術の名称】

３－１－２a　スローアウェイドリルによるステンレス鋼の穴あけ加工（３－１－２d、３－１－２e、４－２、６－１－１、７－１－１、８－１－４）

【技術内容】

ステンレス鋼の穴あけ加工用のスローアウェイドリルと専用のチップブレーカを開発した。

ステンレス鋼（特にオーステナイト系）用のスローアウェイドリルは、充分な切屑処理性能を持つチップブレーカと、切屑排出性に優れた本 体の溝形状を持つ必要がある。本ドリルは、図１に示すとおり、広いポケット部と余裕のある大きな切れ上がりを持つ溝形状が特徴である。この切れ上がりを確 保するため標準の加工深さをドリル径の２倍以下とした。専用のブレーカは、すくい角を強くすることで切削抵抗を下げ、切屑を充分カールする形状としてい る。

理想的な切屑形状はC字状にカールした切屑が十数個つながったケムシのような形状である。切屑の代表的な形状、原因、およびその対策を図２にまとめた。

本ドリルによりステンレス鋼SUS304を加工し切屑の状態を調べた。その結果、送りが低くなると切屑が多少長くなるが、それ以外では非常に良好な切屑形状となることを確認した。

スローアウェイドリルは旋盤で使用される場合もある。本ドリルを旋盤で用いるときも、適切な切削条件を選定すれば、マシニングセンタでの加工と同様の切屑処理が可能である。

【図】

図１　スローアウェイドリルの外観

出典：「「TACドリルTDW-S形」と「スパイラルジェットドリルDSC形」」、「機械と工具　37巻　９号」、（1993年９月）、門田功著、工業調査会発行、56頁　写真１　TACドリルTDW-S形

図２　からみつきやすい切屑の特徴と対策

出典：「「TACドリルTDW-S形」と「スパイラルジェットドリルDSC形」」、「機械と工具　37巻　９号」、（1993年９月）、門田功著、工業調査会発行、57頁　表１　からみつきやすい切屑の特徴と対策

【応用分野】

ステンレス鋼の穴あけ加工

【出典／参考資料】

「機械と工具　37巻、９号」、（1993年９月）、門田功著、工業調査会発行、56頁～61頁

【技術分類】

３－１　ドリル

【技術の名称】

３－１－２e　工具形状の変更により切屑処理を改善した軟鋼用ドリル（３－１－２a、３－１－２d、４－２－２、５－２－２、６－２－３、７－２－３、８－１－３）

【技術内容】

被削材が軟鋼で切屑の分断性が悪く、また加工部が異形であることにより更に切屑の細断が難しい加工物においては切屑を強制的にブレーキングするU１ブレーカ（図３参照）を用いることで工具に巻き付く切屑が解消され、さらに安定した加工穴径が得られる。

TDR-230型スローアウェイドリルからTAFMスローアウェイドリルに変更したことにより、切屑の分断性向上に伴う加工穴精度の向上と、切屑巻き付きによる異常停止が解消され、大幅に作業能率が良くなった。

使用工具と切削条件を図１に、使用工具の形状・寸法を図２に示す。

一般的に、被削材がねばく切屑の分断性が劣る加工物に穴加工を実施する場合、必ず切屑処理問題が発生する。そうした場合には、被削材質 に適したブレーカ形状を選択する必要がある。参考のため図３に広く使用されるブレーカの形状および用途を示す。当例の場合、スローアウェイドリルの工具形 状の変更、つまり切屑を強制的にブレーキングするU１ブレーカを採用し、切屑処理が改善され、寸法のばらつきが解消して、作業能率が向上した。

【図】

図１　使用工具と切削条件

出典：「軟鋼（SCr420H）のドリル加工（φ23mm、深さ28mm）－工具形状の変更により切りくず処理の改善－」、「加工技術データファイル　加工事例　No．3384」、（1998年）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　表１　使用工具と切削条件

図２　使用工具の形状、寸法

出典：「軟鋼（SCr420H）のドリル加工（φ23mm、深さ28mm）－工具形状の変更により切りくず処理の改善－」、「加工技術 データファイル　加工事例　No．3384」、（1998年）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　表１付図　使用工具の形状・寸法

図３　ブレーカ形状、用途

出典：「軟鋼（SCr420H）のドリル加工（φ23mm、深さ28mm）－工具形状の変更により切りくず処理の改善－」、「加工技術データファイル　加工事例　No．3384」、（1998年）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　図３　ブレーカ形状・用途

【応用分野】

クロム鋼のドリル加工

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．3384」、（1998年）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁～２／２頁

【技術分類】

３－１　ドリル

【技術の名称】

３－１－２e　空気吸引式深穴加工工具による鋳鉄のドリル加工（３－１－２a、４－１－１、４－２－１、７－２－１、８－１－１）

【技術内容】

深穴加工の設備の簡易化とコスト低下を図る目的で、旋盤による深穴加工（工具回転式）に対し切屑の空気吸引を試験した。実験装置の概要 を図１に示す。旋盤の往復台上に工作物取付台（工作物長さ300mm、40mm角とした）を設置し、台の主軸側にブッシュ穴を設け、芯あわせを調整できる ようにした。切屑は工具先端部から吸込まれた管状シャンクの内部を通り、後端側面に設けた溝から回転排出装置に出て、フレキシブル管を通り切屑受け箱に導 かれる。受け箱で切屑は落下し空気のみ吸引機に送られる。

実験に使用した工具の刃部形状を図２に示す。いずれも 直径20mmの刃部交換式で、ネジにより管状シャンク（空気隙間を考え外径 16mmを採用）に結合した。工具Aは超硬合金２枚刃の形式で案内パッドを２箇所に設けた。切れ刃にはチップブレーカと切屑幅を３分割する段差を付け、ま た中心部は超硬合金チップにV形の溝を入れチゼル部を小さくした。工具Bは市販のツイストドリル（HSS）の先端部を利用し、取付け部にロー付けとピン止 めで固定、切れ刃には片側2箇所のニックを入れた。工具の先端部の形状を図３に示す。このうち工具Cは工具Bの設計を改良した形式である。

実験装置の空気回路の各部の圧力差、圧力損失を調査した。工具ヘッド部の断面変化による抵抗損失および回転排出部での抵抗損失が大き かった。その内、工具ヘッドでの損失が最も大きく外周側と吸引側の通路面積が影響するため設計に十分な注意を要する。被削材が鋳鉄（FC20）の場合、外 周切削速度を工具A（超硬合金）では50m/min、工具B（HSS）では15m/minを基準とし送りを変えて実験した。いずれも切屑は幅方向に分断し 長さも短くなっている。工具Aでは切屑のつまりは全く生じなかった。工具Bでは流路面積が十分ながらシャンク入口でしばしば切屑つまりが発生した。検討の 結果、図３の工具Cの形状のものを製作しテストしたところ、切屑つまりは回避出来た。

【図】

図１　装置概要

出典：「鋳鉄（FC300）の深穴加工－空気吸引式深穴加工工具による実験例－」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2548」、（1995年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／３頁　図１　装置概要

図２　工具ヘッドの形状

出典：「鋳鉄（FC300）の深穴加工－空気吸引式深穴加工工具による実験例－」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2548」、（1995年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／３頁　図２　工具ヘッドの形状

図３　工具の先端部形状

出典：「鋳鉄（FC300）の深穴加工－空気吸引式深穴加工工具による実験例－」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2548」、（1995年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／３頁　図３　工具の先端部形状

【応用分野】

普通鋳鉄の深穴ドリル加工

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．2548」、（1995年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／３頁

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