NACHITECHNICALREPORT
Machining

12B2Vol.

Feb/2007■ 新商品・適用事例紹介
Ｓｙｍｂｉｏ リーマを越えた高精度超硬ドリル「アクアドリル底刃付き3フルート」
マシニング事業

High-precision Carbide Drill"AQUA Drill 3 Flutes with Cutting Teeth"

コーティング〈キーワード〉高精度穴仕上げ・位置矯正・鋳抜き穴・底刃・
新アクアコート

機械工具事業部／ラウンドツール技術部

吉田 悦也
Etsuya Yoshida
ブランド Ｓｙｍｂｉｏ／シンビオ
人、環境と 共生 し、工作機械とコラボレーション。

Ｓｙｍｂｉｏ
リーマを越えた高精度超硬ドリル「アクアドリル底刃付き3フルート」

要1.位置矯正・仕上げを一発加工

旨

NACHIは、好評を得ている「アクアドリルシリーズ」

現代の産業を支える基盤技術の一つに、高精度のラインアップを拡充し、鋳造で成形された鋳抜き穴な鋳造技術がある。ダイキャスト鋳造は、自動車部品やその他下穴に対し、高い穴位置矯正力と高品位のシリンダーブロックやデフケースなど、複雑な形状を穴仕上げ加工を可能にした、高精度超硬ドリル「ア持つ製品の素形材成形技術であるが、機械仕上げクアドリル底刃付き3フルート」を商品化した。

加工は必須となっている。

※1

※2

※3

鋳抜き穴の加工は、従来、位置ズレの矯正のた鋳造で成形された製品の穴部には、中子ピンなどめにエンドミルで位置決めした後、リーマを使って仕しであらかじめ下穴（鋳抜き穴）があけられている。

上げ加工していた。同ドリルを採用すれば仕上げまダイキャスト鋳造とはかし、鋳抜き穴の位置精度は、で一発加工できるため、加工工程の大幅な短縮にいえさほど高くはなく、最大1mm前後の位置ズレがつながる。

発生してしまう。そのため、ドリルやコアドリル、リーマ

Abstract
NACHI has expanded its product line of wellreceived AQUA Drill Series with the introduction of high-precision carbide drill, "AQUA
Drill 3 Flutes with Cutting Teeth," which madeit possible to correctly position and drill casting holes and other prepared holes, giving anexcellent drilling finish.
Up until now, end mill has been used to position the casting holes and a reamer has beenused to finish it. However, the process will be
continuous from the beginning to the end withAQUA Drill 3 Flutes with Cutting Teeth, resulting in the reduction of substantial machining
process time.などの先端角や喰い付き角を持った工具で仕上げ
位置精度の悪い鋳抜き穴にならっ加工しようとすると、て加工してしまい、位置精度不良や、加工中の振動の発生による工具異常摩耗などが問題となる。従っあるいは、エンドミルを用て、切削条件を下げること、いた穴位置矯正工程の追加などが必要となり、加工能率を犠牲にせざるを得なかった。
これらの問題を解決するために、図1に示すアクアドリル底刃付き3フルートを開発した。
刃先は180°フラット
外周ネガ切れ刃で安定加工

図1 アクアドリル底刃付き3フルートの外観

12. アクアドリル底刃付き3フルート加工の原理
アクアドリル底刃付き3フルートは、独自の底刃形状と最適材料、新アクアコーティングの採用で、鋳抜工程とアクアドリル底刃付き3フルートの加工工程比
較の模式図を、図2に示す。

き穴の一発仕上げ加工を可能にした。従来の加工
従来（リーマ）の工程

鋳抜き穴

１工程：エンドミルで位置矯正

２工程：リーマ仕上げ

アクアドリル底刃付き３フルートの工程

鋳抜き穴

１工程：アクアドリル底刃付き3フルートで一発仕上げ

従来工程ではリーマが下穴にならってしまい位置ズレが発生。エンドミルでの位置矯正が必要。
アクアドリル底刃付き３フルートはフラット底刃により位置矯正一発仕上げが可能。

図2 アクアドリル底刃付き3フルートによる鋳抜き穴加工の工程集約

3. アクアドリル底刃付き3フルートの特長
1）エンドミル同等の下穴矯正能力

アクアドリル底刃付き3フルートの刃先は、180°
フラッドリルが位置精度の悪い下穴（鋳抜き穴など）にトにしたことで、鋳抜き穴のような中心が定まらないならって位置ズレ・曲がりを生じるのはつぎの2点に加工物に対しても、高い位置決め能力がある。従来、よる。

鋳抜き穴に対しては、位置ズレ矯正のためエンドミルドリルが片あたりする。
①下穴の位置がずれている場合、で位置決め加工後リーマ仕上げ加工を行なってい②ドリルには先端角がついているので、片あたりしたたが、本ドリル1種類での工程短縮が可能になる。

ドリル軸方向と軸直角方向の2分力に切削力は、分けられる。この軸直角方向分力がドリルを曲げる力であり、当然ドリル先端角が小さい方がその力は大きくなる。
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リーマを越えた高精度超硬ドリル「アクアドリル底刃付き3フルート」

2）
リーマ以上の仕上げ精度を10倍の加工能率でアクアドリル底刃付き3フルートは、高精度穴加工

それに対し、アクアドリル底刃付き3フルートは、リー用ドリルとして好評を博しているアクアドリル3フルー

マの約10倍の加工能率で加工してもリーマ以上のトの設計、製造技術を踏襲することに加え、ドリル先加工精度が得られる。アクアドリル底刃付き3フルーのフラットにしたことで、端角をエンドミルと同様に180°

トの加工精度データを、図3に示す。被削材Ｓ35Ｃに片あたりの際の軸直角方向の分力を0とし、下穴にφ7のアクアドリル底刃付き3下穴φ6をあけたところに、ならわない高い穴位置精度およびリーマ以上の高フルートで加工中心を0.1mmオフセットして加工した品位な真円度、面粗度、穴径精度を実現した。また、ときの穴径、真円度、面粗度、穴位置精度を測定しリーマ加工では構成刃先の成長や、切削熱で加工たものである。穴径、真円度、面粗度はリーマ以上の精度を劣化させるため、加工能率を上げることは困

高精度で加工されており、穴位置精度もオフセットし難である。

た分、狙った位置に正しく加工できている。

穴 拡 大 量：3〜7μm
位置ズレ量： 14μm

〈加工ワークS35Cでの加工精度〉

真円度

中心ずらし加工（0.1mmオフセット）

面粗さ

切削条件
オフセット
X：0.1mm

穴拡大量
0.003〜0.007（mm）

ドリル 径：φ7mm
切削速度：Vc =40m／min(n =1,800min-1)
送り速 度：Vf =360mm／min(f =0.2mm／rev)
穴 深 さ：7mm
切 削 油：水溶性
下 穴 径：φ6mm
加工穴数：2,000穴機
械：縦型M／C (BT40)

RzRzjis

位置精度MAX
X 0.110（mm） Y

0.014（mm）

1.49（μm）

図3 アクアドリル底刃付き3フルートの加工精度

3Ra＝0.118（μm）

3）
リーマの10倍以上の耐久性標である抗折力と、耐摩耗性の指標である硬さを高超微粒子超硬合金と新アクアコーティングにより、い次元で両立させた超微粒子超硬合金により、突連続加工を行なっても穴径の変化は少なく、安定し発的な欠損を防止するとともに摩耗の進行を抑制し、た加工が可能である。
リーマは、外周バックテーパが長時間にわたる高品位な加工を実現した。

小さくねじれ角も弱いため、切削負荷が大きく、数百穴で寿命となるが、本ドリルは数千穴と一桁上の寿命を達成した。

（新アクアコーティングによる高速高能率長寿命化）
アクアドリル底刃付き3フルートのコーティングには、耐熱・耐酸化性を大幅に向上した第七世代の新ア（耐摩耗性と耐欠損性を高めた超微粒子超硬合金）クアコーティングを採用した。新アクアコーティングのアクアドリル底刃付き3フルートの材料には、耐欠耐摩耗性評価のSEM写真を、図4に示す。従来膜損性と耐摩耗性をバランスよく高めた超微粒子超では、擦過により膜が減耗し超硬母材が露出してし硬合金を採用した。位置ズレのある鋳抜き穴などのまっているのに対し、新アクアコーティングでは、膜減ドリルにかかる曲げの力や仕上げ加工を行なう際、耗は発生していない。連続加工を行なっても膜減偏切削による振動などにより欠損を起こす危険があ耗を極小に抑え、穴径・真円度の変化がほとんどなる。アクアドリル底刃付き3フルートは耐欠損性の指く安定した加工が可能となった。

※4

耐摩耗性評価（ＳＥＭ写真：外周マージン部）
従来膜

新アクアコート

コーティング膜
超硬母材

膜減耗なし

図4

NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.

12 B2

擦過によりコーティング膜減耗

新アクアコートの耐摩耗性評価

4

Ｓｙｍｂｉｏ
リーマを越えた高精度超硬ドリル「アクアドリル底刃付き3フルート」（用途と寸法範囲）
用

途 ： 機械部品（軟鋼・低炭素鋼〜中・高硬・金型材・プレハードン鋼
度55ＨＲＣ）などの下穴位置矯正・仕上げ、鋳鉄部品の鋳抜き穴位置矯正・仕上げ

寸法範囲 ：φ3.0〜φ12.0まで9サイズ（他中間サイズは受注生産）

4. アクアドリル底刃付き3フルートの切削特性
切削条件
ドリル径
φ7.8mm

被削材
FC250

切削速度

送り速度

765mm/min
80m/min（3265min-1）（0.234mm/rev）

穴あけ深さ

切削油剤

下穴径

15.8mm

水溶性
切削油剤

φ5mmをズレた下穴（φ5.0）
ドリル（φ7.8）
で矯正仕上
φ7.8

下穴φ5.0（単位：mm）
下穴の位置ズレ量

00.3

0.6

0.9

1.2

アクアドリル底刃付き3フルート

0.001

0.003

0.012

0.011

0.009

アクアドリル3フルート

0.009

0.022

0.030

0.061

0.073

図5 アクアドリル底刃付き３フルートによる位置ズレ矯正仕上げ加工

耐欠損性と耐摩耗性をバランスよく高めた超微アクアドリル底刃付き3フルートによる位置ズレ矯
正仕上げ加工のデータを、図5に示す。

粒子超硬合金と、耐熱・耐摩耗性を大幅に向上しφ5の下穴
被削材FC250に鋳抜き穴を想定して、た新アクアコーティングの組合わせにより、長寿命をを0〜1.2mmずらした位置にあけておき、アクアドリル達成し、大量生産ラインにおいても終始安定で信頼の先端角をもつア
底刃付き3フルートと、従来の150°性の高い加工を可能としている。

ドリル喰い付き時の片のズレ量が大きくなるに従い、あたりや切削負荷のアンバランスにより、仕上げ位置のズレ量が大きくなる。下穴が1.2mmずれている場合には、0.073mmの位置ズレが発生した。これに対し、アクアドリル底刃付き3フルートは、下穴のズレ量に関係なく最大でも0.012mmと良好な穴位置精度が得られており、非常に高い位置ズレ矯正力を発揮

7.920

穴径X方向
穴径Y方向面粗さ

7.915
7.910
φ7.905 ドリル径 7.9051の穴径および面粗度の推移を、図6に示す。加工15400

2,000穴加工で穴径変化0.003mm以下

アクアドリル底刃付き3フルートによる連続加工時以内、面粗度でRa0.1〜0.16μmで推移している。

0.30.17.895

した。

穴目から2000穴加工後まで穴径変化量0.003mm

0.4

0.2

7.900
7.890

0.5

図6800
1200
穴数

1600

2000

面粗さRa（μm）

ある。先端角を持ったアクアドリル3フルートは、下穴

穴径（mm）

クアドリル3フルートで仕上げ加工を行なった結果で0

ドリル 径：φ7.905
切削速度：60m／min(2,416min-1)
送 り 量：0.23mm／rev(555mm／min)
切削油剤：水溶性 外部給油
下穴径 φ6.5mm（下穴ずらし量：0）
被 削 材：S50C

穴径誤差、面粗さの推移（2,000穴）

5. アルミ鋳物用ＤＬＣドリル底刃付き3フルート

鋳造製品には、アルミニウム合金を使用したアル被削材ADC12に、鋳抜き穴を想定して下穴φ9の穴ミ鋳物製品も数多くある。アルミ鋳物製品の鋳抜きφ10のDLCドリを0.4mmずらした位置にあけておき、穴に対しては、耐 摩 耗 性 、耐 溶 着 性にすぐれた

ル底刃付き3フルートで仕上げ加工した事例である。

DLCコーティングを施したDLCドリル底刃付き3フルー

DLCコーティングにより溶着を抑制し、穴拡大量4μm、トをお奨めする（受注生産品）。DLCドリル底刃付き

真円度7μm、面粗度Ra0.233μm、位置ズレ量11μｍ

3フルートによるADC12の加工事例を、図7に示す。と高品位な加工を実現している。

ADC12での加工精度
切削条件

被削材
ADC12

切削速度

送り速度

穴あけ深さ

切削油剤

下穴径

下穴ずらし量

仕上げ径20.0mm

水溶性切削油剤

φ 9mm

0.4mm

φ10.0mm

1280mm/min
100m/min（3183min-1）（0.402mm/rev）

真円度

面粗さRzRzjis

真円度：7μm

図7（用Ra＝穴 拡 大 量： 4μm
0.233（μm）
位置ズレ量：11μm

DLCドリル底刃付き3フルートの加工精度

途）

アルミ部品の下穴位置矯正・仕上げ、アルミ鋳物の鋳抜き穴の位置矯正・仕上げ

NACHI TECHNICAL REPORT

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6. 工程集約で生産性向上
アクアドリル底刃付き3フルートは、高精度穴加工用ドリル「アクアドリル3フルート」で培った設計、製造技術と、NACHIの得意とするコーティング技術により新開発された「新アクアコーティング」、および独自の発想から生まれた底刃付き形状の融合により、「穴位置矯正」と「仕上げ加工」の2工程を集約し、かつ高能率長寿命加工を実現することで、飛躍的に生産性向上、コスト低減を実現できる工具であり、工具の選定ひとつで工程集約を実現できる。

表1 アクアドリル底刃付き3フルート寸法表（単位：mm）
直径（D）

溝長（ ）

3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
12.0

162226283437404351

直径（mm）を越え
以下
3ー
31010ー

用語解説※1 フルート
縦溝・丸溝ひだ・らせん状溝。

全長（L） シャンク径（d）
4854707278819393108

346688101012許容差（mm）±0.003±0.004±0.005※2 ダイキャスト鋳造
溶かした金属を、圧力をかけて金属製の鋳型に注入する鋳造法。良質・精密な製品ができ、大量生産に適する。

※3 中子ピン
鋳抜き穴をつくるために用いるピン。

※4 SEM
電子顕微鏡。

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NACHI-BUSINESS news Vol.3 A1、May／2004

切削工具のブランドSymbioシリーズ
NACHI独自の材料・コーティング・機械加工技術を活かした、高機能ラウンドツール群を Symbio（シンビオ：共生） と位置づけ、人と環境との 共生 をめざしている。そして、多様化するニーズと、進化する加工技術とのコラボレーションを実現する。
Symbioシリーズは、「アクアドリル」、「X'sミルジオ」、「GS MILL」、「DLCドリル・エンドミル」、「モールドマイスターボール」、「AGミル」という優位性の高い6つの商品群で構成する。
幅広い分野で最適な工具を提供して、高精度、高能率、高いコストパフォーマンスを実現する。

NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.12 B2February / 2007〈発行〉 2007年2月10日
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