NACHITECHNICALREPORT
Machining

21B2Vol.

Sep/2010■ 新商品・適用事例紹介
穴あけ性能が抜群な座ぐり用ドリル「アクアドリルＥＸフラット」
マシニング事業

Drill for counter boring has great performance"AQUA Drill EX Flat"〈キーワード〉座ぐり・傾斜面・タップ下穴・バリレス・フラット・・広範用途・アクアEXコート
180°

機械工具事業部／工具技術部／ラウンドツール開発室

吉田 悦也
Etsuya YOSHIDA

穴あけ性能が抜群な座ぐり用ドリル「アクアドリルEXフラット」

要旨

近年、経済環境が厳しさを増す中、ものづくりの現場においては、生産効率およびコストダウンがより一層求められている。また、被削材の多様化、高精度化もすすみ、切削加工プロセスの中で大きな割合を占める穴あけ加工においても、加工工程の改善、見直しが必要になっている。
これらの要求に応えるため、穴工程
ＮＡＣＨＩは、穴工程をスルーで見た加工を提案する。この一環

スルーで見た改善として、被削材の傾きなどの表面性状によらず、穴生産現場では、生産性・コストダウンに加え、環境あけ性能が抜群な座ぐり用ドリル「アクアドリルＥＸ対応が求められる一方、被削材の難削化、高精度フラット」を開発した。

化もすすみ、多様なニーズへの対応が要求されての前加工から仕上げ加工までトータルでサポートし、「アクアドリルＥＸフラット」は切れ味と強度をバラこれらの要求を満足するたいる。穴加工において、ンスよく両立した切れ 刃形状を採用し、溝形状のドリルの性能を向上させるといった単独のめには、最適化により切りくず排出性を高めた。また、新開改善では十分な成果が得られない。前後工程を含め、発のアクアＥＸコートにより耐摩耗性を向上させた。

工程をスルーで見た改善にとり組む必要がある。

「アクアドリルＥＸフラット」は広範な用途に対応し、ＮＡＣＨＩは、穴工程のセンタリング、座ぐりなどの穴あけ加工において高精度・高能率化および工具・前加工から、穴あけ加工、後工程である面取り、穴工程集約を可能とする。

仕上げ、ねじ加工まで穴工程をスルーで見た加工をAbstract
In the midst of increased severity in the recent
economic environment, production efficiency andcost reduction have been required at the manufacturing floor all the more. In the drilling that accounts for a larger portion of machining, the review
and improvement of the drilling processes are necessary as the materials for drilling have become morediverse and highly precise.
In order to respond to these requests, NACHI
supports the entire processes from pre-drilling tofinish machining and proposes the drilling processfrom the total viewpoint. As a part of this undertaking, NACHI has developed Aqua Drill EX Flat, a spot
facing drill that performs outstandingly regardless ofthe material surface condition that may show unfavorable flatness.
In Aqua Drill EX Flat, a flute form is adopted toallow both sharpness and strength and the higher
ability of discharging cutting chips is achieved byoptimizing the flute form. In addition, newly-developed Aqua EX Cost is used to improve wear resistance. Aqua Drill EX Flat can be used in various
areas and it allows high precision and high efficiency
in drilling as well as tool or process consolidation.
1

1.穴工程を提案することで、工程の能率、品質の向上を狙いとその一環として、使用条件を選ばしている。今回、ず安定した高精度・高能率穴あけ加工を行なうことのできる前加工用ツール「アクアドリルＥＸフラット」を開発した。図1にアクアドリルＥＸフラットの外観写真を示す。

図1 アクアドリルEXフラットの外観写真

2.傾斜面、曲面への穴あけ加工の問題点
ドリルによる穴あけ加工では、ドリルのとり付け精度、このため、傾斜面や曲面にドリルで穴あけ加工す

被削材とのすべりの影響で回転中心が定まらず、る場合は、平坦部を設けるために前加工としてエン位置ずれ、穴曲がり、穴径拡大が多少なりとも発生

ドミルを用い、座ぐり加工を行なうのが一般的である。

している。この現象は、加工面が水平でない場合はしかし、エンドミルで座ぐり加工を行なうと工程が増え、顕著になり、安定した穴加工を行なうには大きな阻生産性が低下する。また、エンドミルで座ぐり加工を害要因となる。図2に傾斜面加工時の切削抵抗をドリルに比べ切りくず排出性が悪いため、行なうと、示す。加工物が傾斜面や曲面の場合、食付き時にステップ加工やインチング加工が必要となり、加工おいてドリルは片あたりとなる。切削抵抗は切れ刃能率が低下する。また、エンドミルには底刃中低角がに対し垂直方向に発生するが、先端角を持つドリル設けられており、加工した座ぐり面は中凸となり、では、水平分力が発生し、位置ずれの原因となる。

後工程のドリルに影響をおよぼすといった問題がある。

※1

この水平分力が大きくなるため、先端角が小さい程、安定加工が困難になり、折損に至る場合もある。

一般的なドリル

アクアドリルEXフラット：切れ刃に対して垂直方向の切削抵抗：位置ずれの原因となる水平方向分力

図2

NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.

21B2

水平分力が発生しない→位置ずれなし

傾斜面加工時の切削抵抗2穴あけ性能が抜群な座ぐり用ドリル「アクアドリルEXフラット」

3.傾斜面や曲面で安定加工が可能なアクアドリルＥＸフラットが直径の2倍までの高能率な穴あけ加工が可能で

2）振動抑制と高い切りくず排出性により高能率加工が可能

さらに深い穴の場合、前工程として座ぐり加工あり、

図3にアクアドリルＥＸフラットと超硬エンドミルによアクアドリルＥＸフラットは、傾斜面や曲面へ穴深さる45°
傾斜面加工時の切削抵抗、図4にアクアドリルに用いることができる。

ＥＸフラットの切れ刃形状を示す。アクアドリルＥＸフラッ

1）先端フラット形状により位置ずれを防止

トは、切れ刃を中凹形状とすることで切れ味を高めとすることで、アクアドリルＥＸフラットは先端角を180°することで切削抵抗がアンバランスになる傾斜面・曲水平方向に発生する切削抵抗を抑え、位置ずれを防止した。これにより加工面の傾斜などの表面性状によらず、安定した穴加工が可能となった。

切削抵抗を低減すると共に、剛性の高い溝形状と面への食付き時の振動を抑制した。
図5にアクアドリルＥＸフラットと2枚刃エンドミルの断面形状を示す。アクアドリルＥＸフラットは、剛性を保ちつつチップポケットを大きくとり、切りくず排出性をバランスよく兼ね備えることで、穴あけ加工時の切りくずつまりを抑え、深さが直径の2倍までのノンステップ加工が可能となった。

Y（N）
Z（N）

1,500
切削抵抗（N）

切りくずづまり

X（N）

2,000

1,000

被削材を＋Y方向に傾斜

傾斜面食付き振動大

切りくず排出良好安定加工

Z500XY45°0
工具径 ：φ10
切削速度 ： 75m／min
送り速度 ： 240mm／min
被削材 ： S50C
切削油剤 ： 水溶性切削油−500−1,00002時間（S）→
アクアドリルEXフラット

402時間（S）→
超硬2枚刃エンドミル

4

図3 アクアドリルＥＸフラットと超硬エンドミルによる45°
傾斜面加工時の切削抵抗

中凹形状

微小ギャッシュランド

厚肉チゼル形状

図4 アクアドリルＥＸフラットの切れ刃形状

3153）耐欠損性に優れた
高強度切れ刃形状

5）「アクアＥＸコート」の採用
アクアドリルＥＸフラットのコーティングには、複合多傾斜面や曲面の加工では、断続切削となることでコーナー部に欠けが発生しやすい。図4に示す※2※3層膜であるアクアＥＸコートを採用した。図7-1に断面構造を示す。

ようにコーナー部には、微小ギャッシュランドを設けアクアＥＸコートは、超アルミリッチAl-Cr-Ti系コーティ欠損を抑制した。また、底刃中心部は厚肉形状とングで、1,100℃での耐酸化性を従来TiAlN系コートすることで剛性を高め、高送り条件でも安定加工をに対し3倍に向上させたことにより、高速加工におい可能とした。ても優れた耐熱・耐摩耗性を実現した。また、最表

4）穴底面の平坦度を確保し、後工程も安定加工
図6に示したようにエンドミルによる座ぐり加工では、底面が中凸形状になる問題がある。アクアドリルＥＸ

層膜には特殊潤滑膜を施すことで、切りくずとの摩耐溶着性を大幅に向上させている。
擦抵抗を低減し、
図7-2にアクアＥＸコーティングの摩擦係数を示す。
この複合多層構造膜の採用により膜強度がアップし、耐チッピング性の向上にもつながる。の底刃であり、平坦度フラットは、中低角の無い180°30μm以下の平面を加工することができる。このため、後工程でドリル加工を行なう場合、食付きが良く安

特殊潤滑膜
Al−Cr−Ti系
耐酸化性膜

定した穴あけ加工ができる。

TiAl系
耐摩耗性膜

広いチップポケットで切りくず排出良好

微細組織で膜強度アップ

高強度
超硬母材

穴あけ加工では切りくず排出困難

図7-1 断面構造
1.0ステップ加工

ノンステップ加工

アクアEX
TiAlN
TiN

摩擦係数

0.80.60.40.2

アクアドリルＥＸフラット

超硬2枚刃エンドミル

図5 アクアドリルＥＸフラットと2枚刃エンドミルの断面形状

0.00

2,000

4,000
6,000
回転数
図7-2 摩擦係数

8,000

10,000

図7 アクアEXコーティング
アクアドリルＥＸフラット

図6

NACHI TECHNICAL REPORT

エンドミル2枚刃

穴底面形状Vol.

21B2

4

穴あけ性能が抜群な座ぐり用ドリル「アクアドリルEXフラット」

4.広範用途なアクアドリルＥＸフラットの活用事例
1）深穴のガイド穴加工

このような特長を持つアクアドリルＥＸフラットは、傾斜面、曲面の穴あけ、座ぐり加工以外にもその図9に斜面への深穴加工事例を示す。傾斜面へ特長を活かし、様々な用途で使用することができる。

深穴加工を行なうには、前工程としてエンドミルでの（図8）以下にアクアドリルＥＸフラットの用途を示す。

ショートドリルでのガイド穴加工が必要で座ぐり加工、これらを組みあわせ、応用する
これは一例であり、あった。
しかし、傾斜面へ直径の2倍までの穴深さをことでさらに用途は広範なものとなる。具体的な使加工可能なアクアドリルＥＸフラットを使用することに用例を紹介する。

より、座ぐり加工とガイド穴加工を1工程に集約することが可能となる。この事例では、工具本数を3本から2本、加工時間を20秒／穴から16秒／穴とすることができた。

バリレス
傾斜面座ぐり加工穴座ぐり加工

薄板加工

止まりタップ
下穴加工

深穴加工前
ガイド穴加工偏心穴の矯正図8 アクアドリルEXフラットの用途
80

4.94.9
被削材：S55C相当材

30°

従来

工程
12380

工

座ぐり
ガイド穴
深穴

切削速度
（m／min）

具

超硬エンドミル2枚刃 φ5
超硬ドリル φ4.9
超硬ロングドリル φ4.87

9.8

75
80
80

4,774
5,200
5,200

200
660
640

0.04
0.13
0.12

切削油剤
水溶性
MQL

傾斜面へ一発ガイド穴加工

アクアドリルEXフラット

工程
12

工

ガイド穴
深穴

具

アクアドリルEXフラットφ4.9
超硬ロングドリル φ4.87

切削速度（m／min）
7580

工具本数 3本→2本
加工時間 20秒／穴→16秒／穴
図95

回転数
送り速度
送り量
（min−1） （mm／min） （mm／rev）

斜面への深穴加工事例

回転数
送り速度
送り量（min−1） （mm／min） （mm／rev）
4,870
5,200

240
640

0.050.12

切削油剤
水溶性MQL2）ネジ有効長の確保

3）穴あけ後の裏バリの低減

図10に下穴加工方法によるネジ有効長、加工時

図11に薄板穴あけ時の裏バリ写真を示す。薄板間を示す。薄肉部への止まり穴のタップ加工においなど振動しやすい加工物や硬度の低い被削材にて、一般にはドリル加工後エンドミルなどを用い、底ドリルで穴あけ加工すると裏バリが大きくなる。従来

アクアドリルEＸフラットを部をフラットに加工するが、のドリルでは、被削材強度に対するドリル先端角と使用し下穴を加工すると、ドリル先端部の円錐形状切れ味によりバリ高さが変化するが、アクアドリルＥＸが残らないためネジ有効長を長くとることが可能でであるため、ドリルの先端角
フラットは先端角が180°ある。工程集約、加工時間の短縮になり、部品の軽に起因する裏バリ発生をなくし、従来のドリルに対し量薄肉化がすすむ中、有効な加工法である。

裏バリ高さを1／2〜1／3にすることができる。

ネジ有効長（mm）

加工時間
（s）

11.9
※問題点

33

①スターティングドリル②超硬ドリル③超硬エンドミル④ハイススパイラルタップ

14.049※問題点①スターティングドリル②アクアドリルEXフラット③ハイススパイラルタップ

14.0

使用工具
①スターティングドリル②超硬ドリル③ハイススパイラルタップ

図10

使用工具
φ10他社製超硬ドリル
φ10アクアドリルEXフラット

切削条件

アクアドリルEXフラット

裏バリ高さ
1.11mm

図11

ネジ有効長が短くなる

ネジ有効長を確保するために工程が増える

ネジ有効長確保時
加工時間短縮

11.8
2
2.2

142

142

下穴加工方法によるネジ有効長、加工時間

切削速度： 75m／min（2,400min−1）
送り速度 ： 420mm／min（0.18mm／rev）
穴深さ ： 6mm通り穴
被削材 ： SS400
切削油剤： 水溶性切削油剤

他社製超硬ドリル

35

備考

裏バリ高さ0.36mm

5. ラインナップ
アクアドリルＥＸフラットは直径φ2〜φ20までの寸法
タップ下穴径を揃え、45範囲で0.5mmとびに加え、寸法をラインナップしている。

薄板穴あけの裏バリ比較

NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.

21B266. 広範用途で抜群な穴あけ性能を発揮
ＮＡＣＨＩは、穴工程の前加工から仕上げ加工ま様々な用途に使用できる多機能工具アクアドリル

でスルーで提案し、工程全体の能率、精度を向上さ

ＥＸフラットは、工具集約と高能率化を実現し、生産せることをコンセプトとし、被削材形状を問わず加工コストダウンに寄与できると同時に加工精効率向上、可能な前加工用ツールとしてアクアドリルＥＸフラット度の向上にも効果を示す付加価値の高い工具でを開発した。アクアドリルＥＸフラットは、傾斜面、曲面ある。

への座ぐりといった穴工程の前加工を行なえるだけではなく、止まりタップの下穴、薄板の穴あけ、深穴加工前ガイド穴など、様々な加工で性能を発揮する。

用語解説

関連記事

※1 中底角エンドミルの底刃において、外周から中心に向かう中凹形状（一般的に）。外周切れ刃を用いて加工した際、底面を平坦とするために施行。
1〜3°1）辻渕順仁：ワーク自在。切削条件も自在「アクアドリルＥＸ」
NACHI TECHNICAL REPORT、Vol.18 B1、February（2009）2）辻渕順仁：深穴加工に対応した超硬ドリル「アクアドリルＥＸオイルホール」
NACHI TECHNICAL REPORT、Vol.19 B3、September（2009）※2 コーナドリル切れ刃と外周の境界部分。
※3 ギャッシュランド
刃物角を大きくし強度を高める切れ刃形状。

NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.21B2

September / 2010〈発行〉 2010年9月10日
株式会社 不二越 開発本部
富山市不二越本町1-1-1 〒930-8511
Tel.076-423-5118 Fax.076-493-5213