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【技術分類】

３－２　深穴工具

【技術の名称】

３－２－１d　一般鋼材のガンドリル加工におけるブレーカ形状変更による寿命改善（４－２－１、６－１－２、７－２－３、８－１－２）

【技術内容】

SF ガンドリルのブレーカ形状を特殊形状とし、チッピングの抑制と工具摩耗の減少を実現した。SFガンドリルはすくい面の軸方向に独特 の円弧ブレーカを持ったガンドリルであり、一般鋼材料の高速送り深穴加工に使用されている。しかし、被削材の性質（組成が不均一など）やびびり振動（食付 き、貫通時など）が生じる場合にはブレーカが必ずしも有効に働かない場合がある。当例は外周側ブレーカ切れ上がり部分のチッピングに対して、その部分の角 度を小さくしてエッジの強度を上げて改善した例である（図２参照）。

SFガンドリルの特殊ブレーカ使用は S48Cに対して33mの加工を行うことができた。33m加工後の切れ刃損傷を図３に示す。切れ刃 コーナは三角摩耗（マージン先端部分の摩耗）が発生しており、すでにマージン幅をこえていることから工具損傷として見た場合には寿命と判断される。しか し、正味切削動力、切屑形状に変化が見られないことから加工を継続して行うことができると考える。

当例は特定の被削材および仕様に対する改善策であり、必ずしも全ての場合に特殊ブレーカで対応できるとは考えにくい。したがって当例をトラブル対策として実施する場合には

試加工を行って効果を確認することが必要である。

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：「S48CのSFガンドリル―ブレーカ形状変更による寿命改善―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2253」、（1994年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、３／３頁　表１　仕様工具と切削条件

図２　使用工具の形状・寸法

出典：「S48CのSFガンドリル―ブレーカ形状変更による寿命改善―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2253」、（1994年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、３／３頁　表１付図　仕様工具の形状・寸法　詳細

図３　加工終了時（32.5m加工）の切れ刃損傷

出典：「S48CのSFガンドリル―ブレーカ形状変更による寿命改善―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2253」、（1994年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／３頁　図３　加工終了時（32.5m加工）の切れ刃損傷

【応用分野】

機械構造用炭素鋼のガンドリル加工

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．2253」、（1994年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／３頁～３／３頁

【技術分類】

３－２　深穴工具

【技術の名称】

３－２－１e　小径高送りガンドリル加工における切屑分断（３－２－１ab、４－２－１、６－１－１、７－２－３、８－１－３）

【技術内容】

小径高送り用ガンドリルでの穴加工においては、切屑処理に問題があり、被削材の影響により、高送り工具の効果が表れない場合もある。当 事例の被削材質はSCr415材であり、切屑分断性が悪い。「切屑が伸びる」ので「切屑が工具に巻きつく」。したがって「工具が折損する」という現象が頻 繁に発生していた。

切屑分断対策として、アウターカッテング角を42°から30°に、第１インナー角を５°から 10°に、さらに第２インナー角を40°か ら30°に変更し、切屑厚みと切屑幅をコントロールすることにより、SCr材の切屑の排出性を向上しトラブルを解消した。実際、変更後のガンドリルによる 加工時の電流は変更前より小さい（図２参照）。

小径高送り用ガンドリルにおいては、毎分当たりの切屑排出ボ リュームが非常に多いため、それをいかにスムーズに排出させるかを、十分考 慮する必要がある。その改善方法として、切屑の分断と細断であり、切れ刃角のコントロールを行なうことで、被削材質に合った工具形状を見い出すことが重要 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（電流値含む）を図２に示す。

【図】

図１　使用工具と切削条件

出典：「SCr415のガンドリル加工―小径サミッカーガンドリルによる切りくず分断―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2558」、（1995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：「SCr415のガンドリル加工―小径サミッカーガンドリルによる切りくず分断―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2558」、（1995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】

クロム鋼のガンドリル加工

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．2558」、（1995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】

３－２　深穴加工

【技術の名称】

３－２－１g　切削油の違いによる逃げ面摩耗幅の比較（鋼の場合）（４－２－１、７－２－３、８－１－２）

【技術内容】

ガンドリル加工は、ドリル内部を通して高圧の切削油剤を送込み、切れ刃で生成された切屑を切削油剤によって破断し、さらにパイプ外周に設けられたV溝部から強制的には移出する方法である。

切削油剤の作用として、切れ刃部の潤滑作用、冷却作用、ガイドパッドの減耗作用、および切屑排出作用、があげられる。切屑は連続的に排 出されるので、切削を中断する必要がないほか、チップ部に設けられたガイドパットにより自らを案内していくため、曲がりの少ない仕上げ面の良い穴があけら れることになる。その他の特徴としては、以下のことがあげられる。

（１）工具径の１／２～300倍の深穴加工が可能

（２）高硬度材料（HRC50くらいまで）、耐熱材料などの難削材の加工が可能

（３）製造可能な工具径が、BTA工具などに比べて小さい

これらの特徴を効果的に発揮させるものとして、一般的に推奨されている切削油剤は、鉱油をベースとして脂肪油を加え、さらに極圧添加剤 として、活性硫黄および塩素を含んだものである。しかし、環境面から水溶性切削油剤が多く採用されつつあり、工具寿命に悪影響を及ぼしている。

S45Cのガンドリル加工における切れ刃逃げ面摩耗の進行状況を図１示す。水溶性切削油は不水溶性切削油に比べ摩耗が大きい。

【図】

図１　切削油の違いによる逃げ面摩耗幅（VＢ）の比較

出典：「精密加工実用便覧」、（2000年）、森脇俊道、帯川利之著、日刊工業新聞社出版発行、167頁　図２．６．20　切削油の違いによる逃げ面摩耗幅（VＢ）の曲線の比較（鋼の場合）

【応用分野】

ガンドリル加工

【出典／参考資料】

「精密加工実用便覧」、（2000年）、森脇俊道、帯川利之著、日刊工業新聞社出版発行、150頁～169頁

【技術分類】

３－２　深穴加工

【技術の名称】

３－２－１g　切削油の違いによる逃げ面摩耗幅の比較（鋳鉄の場合）（４－２－１、７－２－３、８－１－１）

【技術内容】

ガンドリル加工は、ドリル内部を通して高圧の切削油剤を送込み、切れ刃で生成された切屑を切削油剤によって破断し、さらにパイプ外周に設けられたV溝部から強制的には移出する方法である。

切屑は連続的に排出されるので、切削を中断する必要がないほか、チップ部に設けられたガイドパットにより自らを案内していくため、曲がりの少ない仕上げ面の良い穴があけられることになる。その他の特徴としては、以下のことがあげられる。

（１）工具径の１／２～300倍の深穴加工が可能。

（２）高硬度材料（HRC50くらいまで）、耐熱材料などの難削材の加工が可能。

（３）製造可能な工具径が、BTA工具などに比べて小さい。

切削油剤の作用として、切れ刃部の潤滑作用、冷却作用、ガイドパッドの磨耗作用、および切屑排出作用、があげられる。

これらの作用を効果的に発揮させるものとして、一般的に推奨されている切削油剤は、鉱油をベースとして脂肪油を加え、さらに極圧添加剤 として、活性硫黄および塩素を含んだものである。しかし、環境面から水溶性切削油剤が多く採用されつつあり、工具寿命に悪影響を及ぼしている。

鋳鉄加工における切れ刃逃げ面摩耗の進行状況を図１に示す。水溶性切削油は不水溶性切削油に比べ摩耗が大きい。

【図】

図１　切削油の違いによる逃げ面摩耗幅（VＢ）の比較

出典：「精密加工実用便覧」、（2000年）、森脇俊道、帯川利之著、日刊工業新聞社出版発行、168頁　図２．６．21　切削油の違いによる逃げ面摩耗幅（VＢ）の曲線の比較（鋳鉄の場合）

【応用分野】

ガンドリル加工

【出典／参考資料】

「精密加工実用便覧」、（2000年）、森脇俊道、帯川利之著、日刊工業新聞社出版発行、150頁～169頁

【技術分類】

３－２　深穴工具

【技術の名称】

３－２－１g　L/D＝200までの深穴を１ステップで切削するガンドリル（４－２－１、６－２－３、７－２－３、８－１－１、８－１－２、８－１－３、８－１－４、８－２－１、８－２－２）

【技術内容】

L/D＝200程度の深穴を１ステップで切削できるガンドリルを紹介した。

本ガンドリルでは、内部給油方式により多量の不水溶性切削油剤を高圧で切れ刃に供給し切屑の排出とともに切れ刃の冷却と潤滑を同時に行 うため、工具摩耗の進行が少なく工具寿命が安定する。ステンレス鋼や超耐熱合金、高硬度鋼などの難削材に対しても深穴加工が可能である。通常のツイストド リルに比べ、拡大しろ、真円度、真直度、および仕上げ面粗さなどの穴加工精度で極めて優れている。工具材種は、被削材の材料特性に関係なく、超硬合金 K10種とK20種を使用する。

一般切削用１種類と高能率切削用２種類の計３種類がある。そのうち一般切削用 （汎用ガンドリル）の適用条件を図１に示す。穴径 φ30.3mmまでの深穴加工が可能である。汎用ガンドリルは特別な刃形とバニシング効果により高精度・高能率で加工できる。また、再研削回数が多くとれ るなどの特徴を有する。

【図】

図１　汎用ガンドリルの適用条件

出典：「データで見る切削加工の最先端技術〔18〕」、「機械と工具　35巻　８号」、（1991年８月）、狩野勝吉著、工業調査会発行、151頁　表11.7　汎用ガンドリルの適用条件

【応用分野】

難削材の深穴あけ加工

【出典／参考資料】

「機械と工具　35巻　８号」、（1991年８月）、狩野勝吉著、工業調査会発行、142頁～152頁

【技術分類】

３－２　深穴工具

【技術の名称】

３－２－２e　BTA工具による深穴加工方法（３－２－２g、６－２－３）

【技術内容】

BTA工具は図１のように円筒状の胴体に超硬合金チップの付いたヘッドを取付けた工具で、切削油剤は穴と胴体の隙間から供給され、切屑とともに中央の穴から排出される。

この工具の特徴は、以下のようである。

（１）大径（工具径20mm以上）、深穴（径の200倍）加工で使用可能。

（２）切屑が加工穴内面を荒らすことがないため、仕上げ面が良好。

（３）工具径10～30mmにおいてガンドリルの適用径範囲と重なるが、工具剛性が高いため高送りが可能。

（４）ガイドパットが設けられているので、加工精度が良好。

切削条件は、切屑処理、工具寿命、加工精度を考慮して決められるが、最も重要なものは、切屑排出を良好とするための切屑処理である。

一般的に、鋼の良好な切屑形状は、チップブレーカ、切削速度、送り、切削油剤の選定によって得られる。

【図】

図１　深穴加工方法

出典：「精密加工実用便覧」、（2000年）、森脇俊道、帯川利之著、日刊工業新聞社出版発行、167頁　図２．６．22　深穴加工方法

【応用分野】

深穴加工

【出典／参考資料】

「精密加工実用便覧」、（2000年）、森脇俊道、帯川利之著、日刊工業新聞社出版発行、168頁～169頁

【技術分類】

３－２　深穴工具

【技術の名称】

３－２－２f　BTA方式大径穴加工でのびびり防止（４－２－２、６－２－３i、７－２－３、８－１－３）

【技術内容】

当びびり防止例は重量物（125トン、穴長さ：13.8m、11.4mが穴径φ200±1.5mm、2.4mがφ150±1.5mm） のBTA方式加工で、L/D（長さ／径）は70倍程度である。したがって、穴の曲がりはあまり問題にならない。しかしながら重量物ということから、いかに 工作物を保持し回転させ（バー固定）、真円で真直ぐな穴を開けることが加工の主体となる。

工作物保持上のポイントとして、（１）振止めローラの過熱防止のための冷却、（２）加工途中の再芯出し、（３）ローラ振止めのベアリング寿命を考慮した切削速度の選定、などが挙げられる。

また、深穴加工時にびびりは極力防止しなければならない。びびりが発生すると穴の真円度が悪くなる。びびりの原因は（１）機械装置に関係あるもの、（２）工具に関係あるもの、（３）加工条件に関係あるもの、などが挙げられ、これらの原因が重なりびびりが発生する。

びびり対策として、加工長さが短い場合には、（１）バーの振止めのセット位置変更、（２）バーの振止め上での締付け力増減、（３）鉛パッキン部を強く締付けること,等の防止策で対処できる。

しかしながら、加工長さが長い穴の場合には、バーが長くなることにより曲がりおよび工具の摩擦、その他の原因が重なりびびりが発生する 確率が高くなる。上記の防止策だけでは不充分である。たわみ防止ならびに振動モードを変える目的で、バーに図１のように図２に示すリングを入れる。リング の材質は、潤滑性があり、耐摩耗性のある鋳鉄（FC20）である。リング径は工具径－φ0.05～0.1mmである。取付け位置はバーのたわみが少なくな るような位置に取付けて振動状態により移動させて共振を防いでいる。この対策により、所定の寸法精度の工作物を加工できている（図４）。

工作物把持法と使用工具配置、加工順序を図１に、びびり防止リングの形状・寸法を図２に、使用工具と切削条件を図３に示す。さらに、加工例を図４に示す。

【図】

図１　工作物把持法と使用工具配置、加工順序

出典：「BTA方式大径穴加工でのびびり防止」、「加工技術データファイル　加工事例　No．0620」、（1979年11月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／３頁　図２　工作物把持法と使用工具配置・加工順序

図２　びびり防止リング

出典：「BTA方式大径穴加工でのびびり防止」、「加工技術データファイル　加工事例　No．0620」、（1979年11月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、３／３頁　図３　びびり防止リング

図３　使用工具と切削条件

出典：「BTA方式大径穴加工でのびびり防止」、「加工技術データファイル　加工事例　No．0620」、（1979年11月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／３頁　表１　使用工具と切削条件

図４　加工例

出典：「BTA方式大径穴加工でのびびり防止」、「加工技術データファイル　加工事例　No．0620」、（1979年11月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、３／３頁　図５　加工例の中心穴曲がり（φ198.5）

【応用分野】

ニッケルクロムモリブデン鋼のBTA加工

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．0620」、（1979年11月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／３頁～３／３頁

【技術分類】

３－２　深穴工具

【技術の名称】

３－２－２f　純アルミニウムビレットのBTA高速ボーリング（４－２－１、５－２－２、６－２－３h、６－２－３i、７－２－３、８－２－２）

【技術内容】

BTA 方式による深穴あけ加工は、加工能率が高いうえ真円度、円筒度、粗さ、真直度が優れているため、鋼管、銅管、キュプロニッケルや アルミニウムパイプなどの、熱間押出し用の下穴加工に使用される。真直度や真円度、円筒度がいいということは、パイプにしたとき、偏肉が少ないまっすぐで 均質な製品になる。

純金属の深穴あけ加工はどんな材質でも難しく、当例に示す純アルミニウムも例外ではない。 BTA方式で難しいのは、工具に母材が溶着す るとびびり振動が発生しやすく、加工が続けられない場合がある。当例は、超硬合金ガイドを増やして工具の安定性を高めたことにより、純アルミニウムビレッ トのBTA高速ボーリング加工を可能にした例である。

加工方法を図１に示す。両端をスクロールチャックで純アルミニウムビレットを掴み、クランプと同時に芯出しをも兼ねた。高速回転、低速送りで加工を行うことが肝要であり、結果的には、アルミニウム合金と同程度の加工精度を得ることが可能である。

使用工具と切削条件を図２に、使用工具の形状・寸法を図３に示す。

BTA 方式で加工を行うときの一般的注意事項として、（１）工具と母材の溶着は厳禁である、（２）切削油は十分流してやり、切粉の詰ま りを起こしてはならない、（３）加工に使う機械も、振動の大きいものは避けるべきである、（４）加工物と工具とのアライメントも精度よくしないと、切れ刃 のチッピングに影響する、などが挙げられる。

【図】

図１　工作物把持法と使用工具配置、加工順序

出典：「純アルミニウム・ビレットのBTA高速ボーリング―超硬ガイドを増やしてビビリを抑制―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．3414」、（1998年）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　図２　工作物把持法と使用工具配置・加工順序

図２　使用工具と切削条件

出典：「純アルミニウム・ビレットのBTA高速ボーリング―超硬ガイドを増やしてビビリを抑制―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．3414」、（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３　使用工具の形状、寸法

出典：「純アルミニウム・ビレットのBTA高速ボーリング―超硬ガイドを増やしてビビリを抑制―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．3414」、（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

【応用分野】

純アルミニウムのBTA加工

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．3414」、（1998年）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁～２／２

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