NACHITECHNICALREPORT

Machining

26B1Vol.

October/2013■ 新商品・適用事例紹介

リーマレス加工を実現する

マシニング事業「アクアドリルEXオイルホール3フルート」"AQUA Drills EX Oil-Hole 3 Flutes"
which realizes processing of a reamer-less〈キーワード〉リーマレス・高精度加工・高能率加工
工程短縮・アクアEXコート・耐摩耗性

ラウンドツール製造所／技術部／技術開発

北森 一範

Kazunori Kitamoriリーマレス加工を実現する「アクアドリルEXオイルホール3フルート」

要旨

ユーザーニーズの多様化にともない、商品のライフサイクルは短縮化の傾向にある。そのため、機械加工の分野においても多品種少ロット、低コスト、短納期対応が必要不可欠となっている。切削工具は、材料技術、コーティング技術、形状の工夫により高精度・高能率、長寿命へと進み、ものづくりの分野に大きく貢献してきた。その中で、切削加工プロセスで大きな割合を占める穴あけ加工においては、加工工程の見直しによるコストダウンが必須になっている。
NACHIは、リーマレス加工を実現できる「アクアド１.高精度加工を可能にする工具開発

リルEXオイルホール3フルート」を開発した。アクアド

一般に、ドリル加工でIT公差7 ～ 8級程度の高リルEXオイルホール3フルートは、切削バランスに優精度穴を加工する場合、穴あけを行なった後、リーれた３枚刃の採用と求心性、切りくず分断性を高め

マ加工やボーリング 加工によって仕上げられ、2た特殊切れ刃形状で、高精度かつ高能率な加工を工程以上の加工が必要となり、加工能率の低下、実現する。また、油穴の採用により、ステンレス鋼の工具費の増大の問題が発生する。その工程を1工加工が可能となり、幅広い被削材に対応できる。

程で加工できれば加工時間を大きく短縮できる。
高精度穴加工は、被削材がアルミや鋳鉄の場合、※1

Abstract
A product lifecycle is likely to be shortened
due to diversification of needs among users.  
Thus, the undertakings are essential to realize
many types of small-lot products, lower cost andshorter lead time in the machining, as well.   Inthe cutting tools, the technologies in material andcoating and innovative ideas in geometries led tohigh precision, high performance and longevity oftools and have greatly contributed to the field ofmanufacturing.   Among various cutting processes,
the drilling takes up the majority and necessitates
the reduction of cost with review of processes.
Nachi has developed Aqua Drill EX Oil-Hole3 Flutes which enables the reamer-less machining.  
Aqua Drill EX Oil-Hole 3 Flutes achieves thehighly-accurate, highly-efficient drilling withthree flutes of the excellent cutting balanceand centripetal force and with flutes’ special
geometries that divide cutting chips into pieces.  In
addition, the drilling of stainless steel is possible
because of use of oil holes, making it be widely
applicable to the drilling of various materials.

1

バニッシュドリル1工程で加工が可能であるが、鋼では切りくず排出性と工具剛性の問題から、従来は1工程での加工は不可能とされていた。
この加工を可能にするドリルとして、NACHIは、「アクアドリルEXオイルホール3フルート（図1）」を開発した。アクアドリルEXオイルホール3フルートは、溝・刃先形状の最適化および油穴の採用により、切りくずの分断性・排出性を大幅に向上させ、リーマレスな高精度加工と、高速高送りの高能率加工を実現した。

図1

アクアドリルEXオイルホール3フルートの外観2. アクアドリルEXオイルホール3フルートの紹介
1）アクアドリルEXオイルホール3
フルートの特長とで求心性をもった加工となり、穴の拡大を抑え、真アクアドリルEXオイルホール3フルートの大きな特長

抗 -リサージュ波形を図3に示す。アクアドリルEXオ

円度の高い穴加工ができる。穴あけ加工時の切削抵※5を以下に示す。

イルホール3フルートの分力は、従来品に対してX方・切削バランスに優れた3枚刃と、求心性および切りく向で38.5％、Y方向で39.5％小さくなり、安定した加ず排出性を高めた特殊切れ刃形状と溝形状の採用工が可能である。

により、リーマ級の高精度な穴あけが可能である。

＜切りくず分断性を向上させた切れ刃形状の採用＞

・オイルホールを採用し、効率的な切りくず排出性と冷3枚刃ドリルは、必然的に1つの溝の容積が少な却効果を与えることができ、穴深さ5Ｄまでの高速高くなり切りくずが詰まりやすくなる。この問題に対送りによる高能率加工を実現できる。
また、ステンレスし、アクアドリルEXオイルホール3フルートでは、大鋼を含む、広範な被削材に適用が可能である。

きく中凹に変曲した切れ刃形状を採用し、切りく

2）アクアドリルEXオイルホール3
フルートの形状ずのカール性を促進させ、細かく分断した切りくずを生成することで排出性を向上している。
（図2）

※2

通常の2枚刃のドリル加工では、チゼル偏心や取り付けの振れなどで食い付き時に滑りが生じ、回転中心が〈中凹み形状〉移動するチゼルの歩み現象が発生しやすい。そのまま

中凹み大〈コーナー部ネガ形状〉加工が進むと左右の切れ刃にアンバランスが発生し、ネガ角大ドリルには曲げの力が加わる。これを繰り返すため加工した穴は3角形や5角形などの奇数の多角形になり、穴図2の拡大量はIT公差9 ～ 11級程度で、真円度も劣り、部アクアドリルEXオイルホール3フルートの外観
他社品（3枚刃ドリル）

アンバランスを他の2つの切れ刃で分散するため、曲げの影響を受けにくく、高精度な穴加工が可能になる。
＜ネガ切れ刃の採用＞（コーナー部ネガ角大）15015010010050-150-100-500050100-50150

Y方向分力（N）

刃が等分に配置されており、1つの切れ刃の切削抵抗のY方向分力（N）

アクアドリルEXオイルホール3フルートは3つの切れ

50-150-100

切れ刃のコーナー部を、図2に示すように大きく※4

ネガ形状にすることで、最外周部に発生する最も大きな切削抵抗を、三方向から中心方向へ作用させるこ

26B1Vol.

-1000-50050100150-50-100-150※3NACHI TECHNICAL REPORT

アクアドリルEXOH3F（コーナー部ネガ角小）品の嵌合などに向かない。

-150

X方向分力
（N）X方向最大52N
Y方向最大38N

図338.5%減少
39.5%減少

X方向分力（N）

X方向最大32N
Y方向最大23N

XYリサージュ波形

2

リーマレス加工を実現する「アクアドリルEXオイルホール3フルート」

3. アクアEXコートの採用
アクアドリルEXオイルホール3フルートのコーティ

アクアEXコートは、最 表 層に 成 膜した 特 殊

ングには、複合多層膜であるアクアEXコーティング

潤滑膜と、平滑化処理を併用することで、スムーを採用している。図4にアクアEXコーティングの断ズな 切りくず 排 出性を実 現している。また、膜面構造を示す。

中に、Al含 有量 の多い膜を配 置 することで高い耐 酸 化性（1,100℃）を確保している。さらに、
特殊潤滑膜
AlTiCr系多層膜
耐酸化性膜
+耐摩耗膜

AlTiCr系 膜 の多層 化により、膜 の亀 裂 伝 搬を抑制すると共に、適 度な圧 縮応力を与えること
で膜の高硬 度化（3,300HV）を実現し、高い耐摩耗性が得られる。

高強度超硬母材

図43

アクアＥＸコーティングの断面構造

このように、アクアEXコートは、優れた潤滑性、高い耐 熱 性・耐摩耗 性が得られ、ドリル用コーティング膜に要求される特性を持っている。

4. アクアドリルEXオイルホール3フルートの切削性能
性能比較1-1～ S50Cの加工における穴精度と寿命～

さらに、アクアドリルEXオイルホール3フルート

被削材S50C（180HB）
におけるアクアドリルEX
オイルホール3フルート5Ｄと他社同等品の穴精度の穴精度は、面粗度Ra0.27μm、真円度8.74μmと高品位で長寿命な加工を実現している。

（穴拡大量、面粗さ、真円度）
および寿命比較を行

図6には摩耗量を比較した結果を示す。アクア

なった結果を図5に示す。ドリル直径φ6.0mm、穴ドリルEXオイルホール3フルートは、同一加工穴深さ30mm（止まり穴）
を切削速度120m/min、送数（加工穴数3,600穴時点）のコーナー摩耗量で約り量0.24mm/rev（4％ D）の切削条件で比較した。

6割、マージン摩耗量で約4割であり、耐摩耗性に他社品は10μm以上に穴が拡大し、3,697穴で折優れている。

損したのに対し、アクアドリルEXオイルホール3フ

穴拡大量

穴拡大量（μm）

14

アクアドリルEXOH3F
他社品

1210摩耗量
（μm）

ルートは穴拡大量が6.5μm以下で推移し、寿命穴数は5,000穴と1.3倍以上の加工が可能である。

コーナー部

20081501005006

アクアドリルEXOH3F
他社品

01,000

2,000

20

3,000

4,000

5,000

加工穴数
（個）

40

1,000

2,000

3,000

4,000

摩耗量
（μm）

加工穴数（個）寿命穴数
アクアドリルEXOH3F

5,000穴 摩耗

3,697穴 摩耗
01,0002,000

3,000

アクアドリルEXOH3F
他社品

300200
1000

他社品

マージン部

400

5,000

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

加工穴数
（個）

4,000

5,000

6,000

加工穴数
（個）

3,600穴加工後
使用工具

コーナー部

マージン部

面粗度、真円度
使用工具

面粗さRa（μm）

真円度
（μm）

NACHI

0.27

8.74

他社品

0.64

11.38

被削材 ： S50C（180HB）
ドリル ： AQDEXOH3F5D    
ドリル径 ： 6.0mm
切削速度 ： 120m/min
送り量 ： 0.24mm/rev 4%D送り
穴深さ ： 30mm（止まり穴）
切削油剤 ： 水溶性（内部給油）
使用機械 ： 縦型MC（BT40）

図5

アクアドリルEXOH3F

他社品

穴精度と寿命比較

被削材 ： S50C（180HB）
ドリル ： AQDEXOH3F5D
ドリル径 ： 6.0mm
切削速度 ： 120m/min

図6
NACHI TECHNICAL REPORT

26B1Vol.

送り量 ： 0.24mm/rev 4%D送り
穴深さ ：30mm（止まり穴）
切削油剤 ： 水溶性（内部給油）
使用機械 ： 縦型MC（BT40）

摩耗量の比較
4

リーマレス加工を実現する「アクアドリルEXオイルホール3フルート」

性能比較1-2～ SCM440Hの加工における穴精度と寿命～工が可能である。さらに、アクアドリルEXオイル

被削材SCM440H（310HB）
におけるアクアド

ホール3フルートの穴精度は、面粗度Ra0.35μm、リルEXオイルホール3フルート5Ｄと他社同等品

真円度6.03μmと、被削材SCM440Hにおいてもの穴精度（ 穴拡 大 量、面 粗さ、真円度）
および寿高品位で長寿命な加工を実現している。

命比較を行なった結果を図7に示す。ドリル直径

図8には、摩耗量を比較した結果を示す。アクφ6.0mm、穴 深さ30mm（ 止まり穴 ）を切 削 速 度

アドリルEXオイルホール3フルートは、同一加工75m/min、送り量0.24mm/rev（ 4％ D）の切削条穴数（加工穴数5,400穴時点）でのコーナー摩耗件で比 較した。他社品は10μm程 度まで穴が拡量が約7.5割であり、またすくい面摩耗も小さく、大し、5,400穴の摩耗 寿 命に対し、アクアドリル耐摩耗性に優れている。

EXオイルホール3フルートは穴拡大 量が5μm以下で推移し、寿命穴数は7,200穴と約1.3倍の加穴拡大量
（μm）

10

アクアドリルEXOH3F
他社品

86摩耗量
（μm）

穴拡大量

コーナー部

600

アクアドリルEXOH3F
他社品

450
300
150

402002,000

4,000

6,000

03,0005,400穴加工後使用工具

コーナー部

寿命穴数
アクアドリルEXOH3FアクアドリルEXOH3F

7,200穴 摩耗

5,400穴 摩耗

他社品

02,000

他社品

4,000
6,000
加工穴数（個）8,000

面粗度、真円度
使用工具

面粗さRa（μm）

真円度（μm）

NACHI

0.356.03

他社品

0.478.21

被削材 ： SCM440H（310HB）
ドリル ： AQDEXOH3F5D
ドリル径 ： 6.0mm
切削速度 ： 75m/min
送り量 ： 0.24mm/rev 4%D送り
穴深さ ： 30mm（止まり穴）
切削油剤 ： 水溶性（内部給油）
使用機械 ： 縦型MC（BT40）

図759,000

加工穴数（個）8,000

加工穴数（個）6,000

穴精度と寿命比較

被削材 ： SCM440H（310HB）
ドリル ： AQDEXOH3F5D
ドリル径 ： 6.0mm
切削速度 ： 75m/min
送り量 ： 0.24mm/rev 4%D送り
穴深さ ： 30mm（止まり穴）
切削油剤 ： 水溶性（内部給油）
使用機械 ： 縦型MC（BT40）

図8

摩耗量の比較

すくい面

性能比較2～ステンレス鋼の加工事例～

ステンレス鋼SUS304の穴あけ加工におけるア現している。図9には、2,000穴 加工までの穴 拡

クアドリルEXオイルホール3フルート3Ｄを使用し大量、真円度、円筒度の推移と、2,260穴加工後のた際の工程短縮の事例を紹介する。切削条件は、摩耗写真を示す。穴拡大量0.005mm以下、真円度

ドリル直径φ4.4mm、穴深さ7mm（貫通穴）を切削0.005mm以下、円筒度0.010mm以下で高精度な穴

速 度40m/min、送り量0.105mm/rev（2.4％Ｄ）
でとなっており、2,260穴加工後の摩耗も小さく、継2,260穴まで加工した事例である。

続使用が可能である。

従来の加工法は、センタ（面取り）＋ドリル＋リー

このようにアクアドリルEXオイルホール3フルー

マ加工の3工程を行なっていたが、センタ加工後

トは高精度穴加工が可能であり、ドリルによる下にアクアドリルEXオイルホール3フルート3Ｄで1穴加工とリーマ仕上げ加工を集約することも可能

発加工（センタを合わせて2工程）を行なうことで、である。

リーマ仕上げと同等以上の高精度の穴加工を実穴拡大量、真円度、円筒度
（mm）

0.020
穴拡大量

真円度

円筒度

0.015

0.010

0.005

0.000

継続
可能

0500

1,000

1,500

2,000

2,500

加工穴数
（個）

被削材 ： SUS304
ドリル ： AQDEXOH3F3D
ドリル径 ： 4.4mm
切削速度 ： 40m/min
送り量 ： 0.105mm/rev 2.4%D送り
穴深さ ： 7mm（貫通穴）
切削油剤 ： 水溶性（内部給油）
使用機械 ： 縦型MC（BT40）
穴加工数 ： 2,260穴

図92,260穴加工時の摩耗量
逃げ面摩耗 0.030mm
コーナ摩耗 0.034mm
継続使用可能ステンレス鋼（SUS304）の加工における穴精度

NACHI TECHNICAL REPORT

26B1Vol.

65. アクアドリルEXオイルホール3フルートのラインナップ
アクアドリルEXオイルホール3フルートは、穴深さ3D用および5D用として、それぞれ直径φ3.0からφ16.0まで0.5ｍｍ飛びの寸法とタップ 下穴寸法を揃えており、全74寸法をラインナップしている。

6. 工程短縮によるコスト削減と使用上の留意点
前述のとおり、アクアドリルEXオイルホール3フや加工環境によっては穴精度が悪化することもあ

ルートは、リーマ加工の代替になる加工精度が得り得る。
しかし、ワーククランプの安定やドリル取りられるため、下穴加工とリーマ加工を集約した工付け精度に十分留意していただき、最適な切削条程短縮が可能となり、生産性向上、コスト低減に大件を選定することにより、ほとんどの場合でリーマきく寄与できると考えられる。ただし、これは完全レス加工が達成できるものと思われる。

なリーマレス加工を保証するものではなく、被削材用語解説参考文献（マージンが一溝につ※1 バニッシュドリル：ねじれのないダブルマージンき2つ）
ドリルで、被削物の直径のばらつき、真円度と面粗さを向上させるドリル。主にアルミ合金の加工に多用される。
※2 チゼル部分：ドリル先端部の逃げ面で構成される交線。
※3 コーナー部：ドリル切れ刃と外周マージンの境界部分（ポジ）と負の角度（ネガ）がある。
※4 ネガ形状：刃物の角度には、正の角度
負角は切れ刃強度が上がるが、切れ味は鈍る。
※5 リサージュ波形：X方向とY方向にかかる切削抵抗をプロットした波形

１）関口徹：高精度・高能率加工を追及する「ドリル穴あけ加工技術」
NACHI-BUSINESS NEWS Vol.3 A1, May (2004)

NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.26B1

October / 2013〈発行〉2013 年 10 月 15 日
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