機械加工では、穴加工は機械加工活動全体の約 5 分の 1 を占め、ドリル加工は穴加工全体の約 30% を占めます。掘削の最前線で働く人はドリルビットを熟知しています。ドリルビットを購入するとき、さまざまな素材で作られており、さまざまな色があることに気づくかもしれません。では、異なる色のドリルビットの違いは正確には何でしょうか?ドリルビットの色と品質の間に関係はありますか?購入するのに最適なドリルビットの色の選択は何ですか?
ドリルビットの色と品質には関係がありますか?
ドリルビットの品質は色だけで判断できるわけではないことに注意することが重要です。色と品質の間に直接的かつ一貫した相関関係はありませんが、さまざまな色のドリルビットは通常、加工技術の違いを反映しています。色に基づいて品質を大まかに評価できますが、低品質のドリルビットでも、より高品質のオプションのように見せるためにコーティングまたは着色されている可能性があることに留意してください。
異なる色のドリルビットの違いは何ですか?
高品質で完全に研削された高速度鋼のドリルビットの色は白色であることがよくあります。丸めたドリルビットの外面を細かく研磨することで白色にすることもできます。これらのドリルビットの高品質は、材質だけでなく、工具表面の焼けを防ぐ研削工程での厳格な品質管理にも起因しています。
ブラックのドリルビットは窒化処理が施されています。この化学的方法では、完成した工具をアンモニアと水蒸気の混合物に置き、耐久性を高めるために 540 ～ 560°C に加熱します。しかし、市場で入手可能な多くの黒いドリルビットは、表面の焼けや欠陥を隠すために黒い色をしているだけで、実際の性能は向上しません。
ドリルビットの製造には主に 3 つのプロセスがあります。
1.ローリング:その結果、ドリルビットは黒色になり、最も品質が低いと考えられます。
2. エッジのクリーニングと研磨:このプロセスにより、高温酸化を受けず、鋼の粒子構造が維持された白いドリルビットが生成されます。やや硬度の高いワークの穴あけに適したビットです。
3. コバルト含有ドリル:業界では黄褐色ドリルビットと呼ばれますが、これらは最初は白色で、研削および噴霧プロセス中に黄褐色 (多くの場合、琥珀と呼ばれます) になります。現在市場で入手可能な最高品質です。 M35 ドリルビットには 5% のコバルトが含まれており、金色になる場合があります。
また、ドリルにはチタンめっきがあり、装飾めっきと工業用めっきの2種類に分類されます。装飾めっきは美観以外の実用的な目的はありませんが、工業用めっきは HRC 78 の硬度を誇り、通常 HRC 54 と評価されるコバルト含有ドリルよりも高い硬度を誇り、大きな利点をもたらします。
ドリルビットの選び方
色はドリルの品質を判断する基準ではないのですが、どのようにドリルを選べばよいのでしょうか？
私の経験によると、ドリルビットにはさまざまな色があり、それが品質を示すことがよくあります。一般に、白いドリルビットは完全に研削された高速度鋼で作られており、通常は最高品質です。金ドリルビットは通常、窒化チタンメッキが施されており、品質はさまざまで、優れたものからかなり低品位のものまであります。黒のドリルビットの品質にはばらつきがあることがよくあります。低品質の炭素工具鋼で作られているものもありますが、焼きなましや錆びが発生しやすいため、黒く仕上げる必要があります。
ドリルビットを購入するときは、ドリルハンドルにある商標と直径公差マークを確認する必要があります。マークが明確ではっきりしている場合は、レーザーまたは電気腐食技術のいずれを使用して作成されたかに関係なく、品質が信頼できることを示します。逆に、マークが成形されており、エッジが盛り上がっていたり膨らんでいたりする場合は、ドリルビットの品質が低い可能性があります。高品質のビットには、ハンドルの円筒面に滑らかにつながる明確なマーキングが付いています。
また、ドリルチップの刃先を確認してください。高品質の完全に研削されたドリルビットは鋭い刃と適切に形成された螺旋表面を備えていますが、低品質のビットは特に後角面での職人技が不十分です。
穴あけ精度
ドリルビットを選択したら、穴あけ精度を見てみましょう。
ドリル穴の精度は、穴径、位置精度、同軸度、真円度、表面粗さ、バリの有無などの要因に影響されます。
次の要因が、穴あけ時の加工穴の精度に影響を与える可能性があります。
1. ドリルビットのクランプ精度と切削条件。これには、ツールホルダー、切削速度、送り速度、使用する切削液の種類が含まれます。
2. ドリルビットのサイズと形状（長さ、刃のデザイン、ドリルコアの形状など）。
3. 穴側面の形状、穴全体の形状、厚さ、加工方法などのワークの特性試作加工穴あけプロセス中にクランプされます。
1.穴拡張
穴の拡張は、作業中のドリルビットの動きによって発生します。ツールホルダーの振れは、穴の直径と位置決めの精度の両方に大きな影響を与えます。したがって、ツールホルダーにひどい磨耗の兆候がある場合は、直ちに新しいものと交換する必要があります。
小さな穴を開ける場合、スイングの測定と調整は困難な場合があります。このため、刃とシャンクの同軸度が良好に保たれる、刃径の小さいコースシャンクドリルを使用することをお勧めします。
再研磨されたドリルビットを使用すると、ビットの裏側の形状が非対称であることが原因で穴の精度が低下することがよくあります。穴の切断と拡大を効果的に抑制するには、ブレードの高低差を制御することが重要です。
2. 穴の真円度
ドリルビットの振動により、開けられた穴が多角形になり、壁にライフリングラインが現れることがあります。一般的な多角形の穴の種類は、通常、三角形または五角形です。穴あけ中にドリルビットの 2 つの回転中心が 1 分間に 600 回転の周波数で振動すると、三角形の穴が形成されます。この振動は主に切削抵抗のアンバランスによって発生します。ドリルビットが各回転を完了するにつれて、穴の真円度が損なわれ、その後の切断中に不均衡な抵抗が発生します。これCNC旋盤加工を繰り返しますが、回転するたびに振動の位相がわずかに変化し、その結果、穴の壁にライフリングラインが発生します。
穴あけ深さが一定のレベルに達すると、ドリルビットの刃先と穴の壁の間の摩擦が増加します。この摩擦の増加により振動が減衰し、ライフリングが消えて穴の真円度が向上します。結果として生じる穴は、断面で見ると漏斗状になることがよくあります。同様に、切断プロセス中に五角形および七角形の穴が形成される場合があります。
この問題を軽減するには、チャックの振動、刃先の高さの違い、背面の非対称性、刃の形状などのさまざまな要因を制御することが重要です。さらに、ドリルビットの剛性を高め、1回転あたりの送り速度を上げ、バックアングルを小さくし、チゼルエッジを適切に研磨するための対策を講じる必要があります。
3. 傾斜面・曲面への穴あけ加工
ドリルの切断面や穴あけ面が傾斜、曲面、段差状になっていると、位置決め精度が低下します。このような状況では、ドリルビットは主に片側で切削するため、工具寿命が短くなります。
位置決め精度を向上させるために、次のような対策を講じることができます。
-最初に中心穴をドリルで開けます。
- エンドミルを使用して穴シートをフライス加工します。
- 良好な切削性能と良好な剛性を備えたドリルビットを選択してください。
-送り速度を下げてください。
4.バリ処理
穴あけ中、特に硬い材料や薄いプレートを加工する場合、穴の入口と出口の両方にバリが発生することがよくあります。これは、ドリルビットが材料を突き破る点に近づくと、材料が塑性変形するために発生します。
このとき、ドリルの刃先が切削しようとする三角形の部分は、軸方向の切削力により外側に変形して曲がります。この変形は、ドリルビットの外縁やワークピースのエッジの面取りによってさらに悪化し、カールやバリが形成されます。
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投稿日時: 2024 年 11 月 21 日