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ドリル穴明けの問題とは？原因追究のための質問です
- ドリル穴加工での不良が多発しており、穴深さ50mm付近でドリルが折れる問題が発生しています。
- 現在は5台で1本のペースでドリルを交換しており、8〜10台でドリルが折れることが多い状況です。
- 新品のドリルを使用しているため、原因を特定することが難しい状況です。質問者は原因を追求するためのアドバイスを求めています。
- マシニングセンター
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おはようございます。 ＳＣＲ材自体、殆ど削ったことがないのですが、ネバイんですかね？？ それも、若干硬ネバイ感じでしょうか？ こんな状態なので大したアドバイスはできませんが、気になる点があります。 ガイド穴用のドリルは今まで折れてないんでしょうか？ 切削長としては、約半分・・・同条件であれば、10本程度で折れるのがあってもよいような・・・？？ 折れていないのであれば、このガイド穴ドリルと何が違うのかを探っていってみては、どうでしょう？ 突出しは当然ですが、切削条件・ドリル（溝）形状、切り屑の排出具合などなど。 特に、この切削条件でステップ0.5だと、溜まった切り屑の上からどんどん突いていってる感じになってるのではないでしょうか？ また、溝形状についてですが、ロングドリルといえば切り屑排出性の面から溝を大きくし、ねじれ角も大きくとっています。 これが、どうも強度的に折れやすい・・・と、すでに退職されたベテランから教わったことがあります。 一度、Ｇストレートロングドリル（ＧＬＤ）のような普通のねじれ角のものも検討されてみてはいかがでしょうか。
私の言いたいことは皆さんが既に指摘されておられるのだが。 基本的に条件を落しすぎではないかと。 回答 4)さんの指摘がほぼ当たっていると思う 回答 3)さんのドリルの先端角度に合わせて下穴のドリルやセンターを使う事 も重要です。 回答 1)さんの振れの問題は当然ですが、ロングのドリルだとドリルの剛性が 無いのでそれほど影響しないかも？(と言って、いい加減ではＮＧ) 刃先先端のダメージの状況(折れる前)で、ある程度は推測できます。 何度か、同じ様な質問に回答させて頂いたが その度に下記の資料を見て勉強される事をお勧めしています。
溶融系のハイスでさえ折れているのですから、 現時点では超硬ドリルというのはちょっと危ないでしょうね. 超硬ドリルの方が切り屑も出難くなりますし. 500回転は、ちょっと切削速度にして7m/minですから、 これはSCr材を考えてもちょっと低いんじゃないかと思います. NACHIのAGシリーズはコバルト系の高合金溶融ハイスで、 粉末ハイスほどではないにしろハイスとしては若干硬めだと思われますが、 硬めの工具材種は切削速度が低いほど相対的に脆くなる傾向があります. 切削速度が低いほど見掛け上の切削抵抗が大きくなりますので. また、耐熱性の低さに目をつぶって、 一旦、コバルトハイスよりも一段柔軟性の高い 標準的なハイスのドリルに変えてみるのも良いかも知れません. 数量的に見て、刃先の熱ダレで折れている訳ではないと思います. 送りももしかすると毎回転0.05mmはちょっと低いかも知れないですね. ドリルは送りが低過ぎても、切り屑をうまく処理できません. 送りが低いと、ともすると 切り屑が波打つ様に出てしまって逆に詰まり易くなる事があります. クロム系の鋼は粘りが強く、低炭素傾向の鋼は加熱・急冷で硬化し難いので、 どちらから見てもSCr420は高めの切削速度で切り屑を分断させるというのは狙えませんが、 それだけに、溝の中にうまく収まる様に切り屑をカールさせない事には 切り屑詰まりの原因になるだろうと思います. 切り込み0.5というのはインチングステップなのだろうと思いますが、 ロングドリルでインチングというのもどうかなと思います. 変に細かくインチングすると、切り屑は短くなっても、 切り屑を逆に流れ難くする可能性もあります. 深穴の場合は時に、定期的にドリルを穴から完全に抜くというのも重要になって来ます. ドリルを穴から完全に抜く事で切り屑が抜け、穴の中に切削液が補充されます. また、ここから先は理屈的なものになりますが、 もしかするとガイド穴が深過ぎる可能性もあるかも知れません. ドリルであけた穴というのは基本的にはコルクスクリュー状のうねりを持っている訳ですが、 ドリルの剛性が低いほど、つまり溝が長くなるほど、その傾向は強くなります. うねりが強いほど、穴の底の心ずれも大きくなる訳ですが、 そこから、より長いドリルで穴あけを再開すれば、負担はより大きくなります. ガイド穴は、より深くあける事よりも、より剛性の高いスタブ長のドリルで しっかりとしたガイドを作る事の方が大事なのではないかとも思います.
ノンステップ型のロングドリルはステップしてはいけません。 ステップを入れると刃先を痛めるので、 どうしても切子が掃けない場合は仕方ないですが、基本ノンステップにて。 条件が合っていれば20Dくらいまでは問題無いはずです。 逆に言えばちゃんと切子が掃ける条件を探ってください。 ガイド穴はドリル径より若干大きめにあけて下さい。 でないとドリルの肩が痛みます。 先端角はノンステップドリルと同じか鈍角の物を使う方が良いようです。 またガイド穴を加工硬化させないように気を付けて下さい。 刃先がシャープでXシンニングの入ったタイプが良いかと思います。 詳しい加工手順はOSGのTDXLのカタログ末に解説があります。 あとは回答(1)さんも仰ってますが、条件が遅いかと。 SCR420Hは加工した事が無いので正確には言えませんが、 V15～20m/min, F0.05～0.1mm/rev くらいじゃないでしょうか。 食いつきと抜け際では送りを70%くらいに落として下さい。
加工されている材料がクローム鋼のようなので、やはり、超鋼のドリルがいいのではないでしょうか？ 私どもでは、普段クローム鋼は加工しないので、加工条件などはわかりませんが、もう一人の方が言ってらっしゃるように、コレットチャックの使用は必要だと思います。
バリバリの新鋭機をご使用されていて羨ましいです！ ５穴加工したときのドリル刃先を観察してみて下さい。 ぼろぼろに摩耗していたり、溶着が発生していませんか。 ワークが生材であれば、切削条件が低すぎて刃先の擦り過ぎ が要因として考えられます。S800/f60～80ぐらいに切削条件 をＵＰさせてみては如何でしょうか。 また、水溶性クーラントがソリュブルであれば、潤滑性の 高いエマルションへ、エマルションであれば希釈倍率を10倍 ぐらいまで濃くすることも一案です。 その他の考えられる折損原因と対策を列挙します。 ・切屑詰まりの改善 →R点-5mmぐらいの深穴ステップサイクル （ドリルの肩が傷むのでステップの際に抜き差し厳禁） ・穴曲がりの改善 →下穴ガイド加工だけは超硬ドリルを使用する （加工面が黒皮でなければセンタ加工は不要） →ドリルチャックホルダを使用しているのであればコレット チャックホルダに替える(剛性&精度ＵＰ) →ホルダに取り付けた時のドリルの振れを0.02mm以下にする ひとつでもご参考となれば幸いです。
