キリの先細り？

質問

お世話になります。

キリの先細りと思われる現象について質問させていただきたく、
お願いいたします。
機械は汎用のプラノミラーに後付のソニー・マグネスケールで、精度は
出ています。１基、２基と数える製品の部品にＭ８タップを１２０個／基
加工するのですが、下穴の６．８キリの消耗が早くて困っています。
具体的には、３～４基（３００～５００個）あたりで寿命になります。
これだけ早いと、事実上キリは使い捨て状態でして、こんなものなのか、
何らかの原因で異常に寿命が短くなっているのか、また、その原因など、
アドバイスいただければ幸いです。
先細りと申し上げたのは個人的な判断で、他に原因があるのかも知れません。
あわせてアドバイスをお願い申し上げます。

１．キリはＯＳＧ　ＴｉＮコーティング　ＧＤＲ　Φ６．８
２．切削条件　Ｓ６９０　Ｆ１００
３．水溶性切削油（エマルジョンではありません。）
４．被削材はＳ４５Ｃ、黒皮は無く、プレーナーによる加工品。
５．穴あけサイクルは、Ｇ８１Ｚ－２２Ｒ２Ｆ１００
　　ｔ１８貫通穴６０個、止まり穴６０個、同じサイクル使用。
６．センタードリルは使っていません。

条件は以上ですが、具体的な不具合点は、穴数３００～５００くらいで
深さ１２～１５以上切り込んだ時に、キューという音が出だして、
放置して開け続けると、さらに音が大きくなり、最終的にはキリが折損する。
音が出たキリを再研磨、再コーティングしても元に戻らない。
逃げ面磨耗、チッピング等はほとんど無い。
再研前のキリを観察すると、外周刃の逃げ面のコーティングが先端に行くに
従って、無くなっている。

以上のことから、先細りにより先端での切削以外に外周刃での切削による
切削抵抗の増大から来るビビリだと思うのですが、「先細り」で検索を
掛けても答えが得られませんでした。
また、非常に切削速度が低いのは、汎用機であるがゆえの制約で、以前は
最高回転数の９６０ｒｐｍで切削していましたが、あまりにも消耗が激しい
ので、次の回転数６９０ｒｐｍを使用しています。
３～４基でキリがパーでは、勿体無いので悩んでいます。
一日一本、再研不能です。

１．この条件で３００～５００穴で寿命は妥当でしょうか？
２．寿命を延ばす方法はありますか？
３．穴数に対しての寿命が妥当でない場合の原因はなんでしょうか。
４．先細りが原因である場合、それを避ける管理方法。

初歩的な質問で、申し訳ありません。
以上、識者の皆様方のアドバイスをよろしくお願いいたします。

回答者の皆様、さまざまなアドバイスをいただき、ありがとうございました。
おかげさまで、探るべき方向性が見えてきましたので、一つずつ潰して
行きたいと思います。

ありがとうございました！！！

回答No.4

noname#230359 · ベストアンサー

皆さんの言われるドリルの刃長が長いため加工時の振れが原因？
確かにこれも一つの原因かも知れません。
ですが、私の見解は少し違います。
ドリルの先が細くなるのですよね。
私も昔、機械はラジアルで加工し、材質S50C、加工穴φ20（下穴なし）、水溶性油使用、深さ100ｍｍ貫通で60ｍｍ～70ｍｍの深さになってくると同じ質問者様と同じ現象になったことを覚えています。（たった1個の穴で）

これの対策としては、ウチではドリルの先の角度や、形状を変えるか（特に2番形状）、送り速度を下げるかで問題がなくなりました。

後、注意する点は加工しているときにワークに十分に切削油をかけて冷却することです。S45CやS50Cは加工熱があるとすぐに閉まってきます。
そのとき十分に冷却できないとドリルの先が磨耗して細くなるということだと思います。

とりあえず、めんどくさいのを嫌われるのであれば超硬ドリルをお勧めします。

ちなみに現在ウチではこのような加工をラジアルではなくフライスで加工していますが、まったく問題はありません。

条件は質問者様とさほど変わりません。
工具も同じ、回転数も700～800ぐらい、送りも100ぐらいで同じなのですが、あえて言うならば、ウチでは必ずセンタードリル加工はしていますし、切削油は油性です。

参考になれば幸いです。

回答欄にも書きましたが、私が経験した機械はラジアルのことです。
つまり、ドリルの材質はもちろんハイスです。
ウチの場合、研磨に関してはドリル研磨機を使うのではなく、私の手でグラインダーでドリル研磨をします。（これはあくまでも精度がいらないドリルの話でフライスなどでの精度が必要なものは専門業者に研磨をお願いするか、新品を購入します）

研磨の練習をあれこれしてみてください。
うまく切れた時の喜びはなかなかのものかも知れません。

お礼

ご回答、ありがとうございます。

>これの対策としては、ウチではドリルの先の角度や、形状を変えるか（特に>2番形状）、送り速度を下げるかで問題がなくなりました。
個人的には、センター使用、先端角大きめで切削すると持ちが良いような
気がしますが、なにぶんにも早送りの遅い（Ｇ０　１８００ｍｍ／ｍｉｎ）
機械で、なおかつ工作精度の要求が甘く、数をこなす仕事なので、＃１様
へのお礼にあったように、センターは不可なのです。
２番の処理は企業秘密でしょうから、自分なりにあれこれやってみたいと
思います。実際にはワークに触れない部分がどのように切削に影響するのか？
面白い宿題をいただきました。興味があります！
一つだけヒントを下さいませんか？
普通のハイスのキリでもできますでしょうか？新品のＥＸ－ＧＤＲを実験台
に使うのは、忍びないものがありますので・・・。

>後、注意する点は加工しているときにワークに十分に切削油をかけて冷却す>ることです。S45CやS50Cは加工熱があるとすぐに閉まってきます。
>そのとき十分に冷却できないとドリルの先が磨耗して細くなるということだ>と思います。

古い機械の割には、ジャカジャカとクーラントは供給されています。
よって、ワーク・刃先の熱は無いように思えます。
５０Ｃなどは本当に熱が入ると、暴れまくるので大変です。正面フライス
なんかは、真冬でも扇風機全開です。簡単なようで難しい材料なのですね。

超硬ドリルは導入しようと思います。

切削油・・・。数をこなす仕事で、油性はＮＧなのです。
後に続くタップ加工のこともあり、油性を使いたいのですが、大量に造る
部品でもあり、後の処理を考えなくてはなりません。
申し遅れましたが、ワーク全長２０５０、４本が一基分で、次の工程には
高周波焼き入れをする部品です。生産効率を考える限り、油性は・・・。

追記、ありがとうございました。
ハイスのキリに関して、私自身はドリル研磨機で刃付けの後、シンニング
のみ手研ぎでやっています。
初心に戻って、一から手研ぎでいろいろ模索してみたいと思います。

ありがとうございました！

回答No.5

noname#230359

諸データですがV14.7m/minF0.144mm/rev総切削長８８００ｍ（４００個として）
寿命は十分だと思いますがごく普通の材料のS45Cでこのような摩耗の仕方は
やはりおかしいと思います、（銅を加工するとこのような状態がでます）
推測ですがドリルがふれていませんか？
もしくはチャッキングホルダーの剛性が不足していませんか？
主軸のBBにガタは有りませんか？
まずはソレを確認されるのが先かと思います

超硬は摩耗に対しては良いと思いますが機械、ワークの剛性を選ぶ場合が
ありますのでいきなりでなくまずはOSGならVPドリルじゃないでしょうか

誤り　総切削長８８００ｍ
正解　総切削長８８００ｍｍ

お礼

ご回答、ありがとうございました。

>諸データですがV14.7m/minF0.144mm/rev総切削長８８００ｍ（４００個とし>て）
>寿命は十分だと思いますがごく普通の材料のS45Cでこのような摩耗の仕方は
>やはりおかしいと思います、（銅を加工するとこのような状態がでます）

ハイ、やはりおかしいですか・・・。銅と比較しても加工硬化や、締め付け
が起こりにくいとは思うのです。
仰る要素は
>推測ですがドリルがふれていませんか？
ピックテスターで確認します。先日、精度検査をしたばかりなので、振れは
無いと思いますが・・・。
５／１００に入っていました。汎用機としてはこんなものかと思われます。

>もしくはチャッキングホルダーの剛性が不足していませんか？
>主軸のBBにガタは有りませんか？
>まずはソレを確認されるのが先かと思います

チャッキングホルダーの剛性は＃１様に書いたお礼のとおりで、現状維持
以外の選択肢は無いのです。
ＢＢのガタは無いです。
機械そのものは門型ではなく、片持ちなので、剛性に欠けるのは事実です。
超硬は、仰るように機械を選ぶようなので、思案中です。
ＶＰドリルを視野に入れて選定をしたいと思います。

ありがとうございました！

回答No.3

noname#230359

ドリルをﾊｲｽから超硬に変えてみてはいかがですか
1本の値段自体は高価ですが再研磨して再使用することを
考えればコストはさがります、条件自体もあげられますし（加工時間短縮）
メリットはあると思います。ｺｰﾃｨﾝｸﾞなしで再研磨なら1000円かから
ないしそのほうがいいと思いますが

お礼

ご回答、ありがとうございます。
選択肢の一つとして、超硬も考えています。
切削条件がシビアで、速くても遅くてもダメ。なんとなく気難しい印象が
あるので、二の足を踏んでいたのですが、トライしてみたいと思います。
汎用機なので、回転数が自在に設定できないのがネックになりそうですが。
回転数は上から９６０，６９０，５００，３６０・・・。上手く合えば
使いたいと思います。

どうも、ありがとうございました！

回答No.2

noname#230359

刃先のチッピングなどが見られないとの事なので、切粉の逃げが悪いか、ドリルの振れが原因だと思われます。切粉が見られればどのような条件での加工かがわかるのですが、コーティングなしのハイスでも同じ位の加工数はいけますよ。
0歳さんのおっしゃるように短めの工具で剛性を上げてみるのが良いと思います。
切削油に水溶性のものをお使いのようですが、濃度や酸化などの管理はできていますか？この辺も工具の寿命に大きく影響してきます。特に細かい鉄粉がろ過し切れていない場合など、刃物の寿命は半減してしまいます。

お礼

ご回答、ありがとうございます。
切屑はＯＳＧのカタログにある「教科書通り」の形状であり、また、３Ｄ
程度の穴深さなので、切屑の排出に関しての問題は無さそうです。
切削状況の目視でも、スムーズに排出されています。
皆様の仰るとおり、ドリルの振れのような気がします。
クーラントの管理は補給の頻度が高いので、特に測定などはしていません。
管理らしいこととしては、タンクの底に磁石を沈めておいて、１月に１度
くらい引き上げて掃除する程度なので、もう少しきちんと管理した方が良い
のでしょうね。(^^;
短いキリで剛性を上げてチャレンジしたいと思います。

ありがとうございました！

回答No.1

noname#230359

１番の原因はドリルの溝長ではないでしょうか。
マージン部の異常磨耗は穴曲がりや切削速度の過大、工具の振れなどが
考えられます。
切削速度は15m/min未満で決して速くは無いので、曲がりか振れが疑われますが、
第一に加工深さ22に対してレギュラ型のEX-GDRでは無駄に長いのでは？
スタブ型のEX-GDSにするだけでかなり改善できると思います。
GDSでも溝長は34あるのでノンステップでもキリコは詰まらないと思いますが、
もし詰まるようであれば１回だけペックを入れる（Q20.等）。
スタブ型なら通常、レギュラ型よりも回転・送り共に上げられますし。

他に考えられるものは
・チャッキング精度を上げる
・ワーク、工具共にクランプ剛性を上げる
・送りを上げる
・センタリング加工をする
・潤滑性の高い切削油へ変える（エマルジョン、油性など）
・超硬ドリル

この辺りを確認してみて下さい。

お礼

早速のご回答、ありがとうございます。
エンドミルなどは突き出し長さにこだわりますが、キリは漫然とＧＤＲを
つかっていました。そういえばそうですね！
スタブ型、早速取り寄せてチャレンジしたいと思います。

その他、ご指摘いただいた点について・・・。
チャッキング精度については、現状、ミーリングチャックで掴んでいます。
このあたりは、ＮＴシャンクの古い機械ということもあり、ちょっと
改善の余地はなさそうです。（よ、予算が・・・。）
ワークのクランプ剛性は改善の余地がありそうなので、検討してトライして
みます。
送りに関しては、もう少し上げられそうです。
センタリングとステップを掛ける（Ｑ２０等）のは、切削送りと早送りの
区別が付かないほど動きの遅い機械なので、不可なのです。どちらも
１基あたり１時間ほどのロスになりそうです。
クーラントは会社の機械、全機種共に統一されており、ちょっと変えづらい
のですが、最後の条件として留意しようと思います。
超硬は以前から気になっていたのですが、非鉄金属、鋳鉄のイメージがあり、
なんとなく使わずにきました。選択肢の一つとして、積極的に取り入れて
見たいと思います。

どうも、ありがとうございました！