NACHITECHNICALREPORT

Machining

28B1

Vol.

October/2014■ 新商品・適用事例紹介

深穴の高能率加工を実現

マシニング事業「アクアドリルＥＸオイルホールロング」"AQUA Drills EX Oil-Hole Long"High Efﬁciency Cutting of Deep Hole
〈キーワード〉深穴・アクアドリルEXオイルホールロング・切りくず
油穴・切削油剤・高能率・アクアEXコート

ラウンドツール製造所／技術部

日高 正 輝Masaki Hidaka

深穴の高能率加工を実現「アクアドリルＥＸオイルホールロング」

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の改善およびコストダウンが一層求められている。また、被削材の多様化、加工部品の高精度化がすすみ、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、難削材への対応や小径穴・深穴といった難易度の高い穴に安定した加工を行なう要求は高く、工具1. 深穴加工の問題点

形状、工具材料、表面処理の技術革新がすすめら

一 般的なドリルでの深穴 加工では以下のようれ、工具寿命、加工能率は飛躍的に向上している。

な問題がある。①ドリル先端の切れ刃で生成されＮＡＣＨＩは、これらの要求に応えるため、深穴た切りくずは、溝を通って外へ排出される。その加工工程での高能率化を実現するために「アクア

ため、穴深さが深くなるにつれて排出経路が長くドリルＥＸオイルホールロング」を開発した。
「アクなり、浅い穴に比べて排出性は極端に悪くなる。

アドリルＥＸオイルホールロング」は、油穴を採用②外部給油方式では先端の切れ刃に切削油剤がしWetとMQLの両方に対応し、穴深さが工具径到達しにくく、切削油剤の作用（冷却、潤滑効果なの10 ～ 30倍の深穴加工の高能率ノンステップ加ど）が低下し、工具寿命が低下する。③深穴加工工を実現した工具である。

用のドリルは溝長が長く、ドリル剛性が極端に低いため、切削トルクによるねじれやスラスト抵抗による曲げの影響が大きく、加工精度や寿命が悪化

Abstract
In the midst of increased severity in the recent
economic environment, improvement in production
efficiency and cost reduction are increasingly
demanded for the manufacturing floor.  In addition,
the materials for cutting have become diversified
and the machined parts have required highaccuracy.   The stable drilling of highly difficult
materials and holes such as those with small
diameters or with substantial depth is required in
the drilling that accounts for the majority of thecutting.  Technological innovation in tool forms, tool
materials and the surface treatment has progressed,
greatly improving the tool life and cutting efficiency.
NACHI has developed“AQUA Drills EX OilHole Long”to respond to these demands and toachieve the highly efficient deep-groove drilling.
“AQUA Drills EX Oil-Hole Long”uses an oilhole and handles both Wet and MQL drilling.   Itfurther achieves highly efficient non-step drilling ofa deep hole that is 10 to 30 times longer than thetool diameter.

1

しやすい。また、加工物には事前にセンタリングやガイド穴加工が必要となる。このセンタリングやガイド穴にならって加工するため、センタリングやガイド穴の精度が悪いと深穴加工の精度はさらに悪くなり、異常損傷を引き起こす。

2.「アクアドリルEXオイルホールロング」の特長
今回開発した「アクアドリルEXオイルホールロン

2）ガイド性の向上

グ」の外観写真を図1に示す。
「アクアドリルEXオイル「アクアドリルEXオイルホールロング」は、図4にホールロング」には、次のような形状の特長がある。

示すようなダブルマージンを採用している。ガイド1）切りくずの排出性と切削油剤の供給性を向上することにより、穴曲がりを防止し、安定した加工を実現している。

深穴加工では切りくずの排出性が悪く、切りく切れ刃ず詰まりにより突発的に折損することがある。
「アクアドリルEXオイルホールロング」は、切りくずの分断性、排出性を高めるために切れ刃形状と溝弱中凹み形状形状を最適化している。切れ刃形状は弱中凹み形状とし、切りくずを強制的にカールさせることで図2 「アクアドリルEXオイルホールロング」の切れ刃形状細かく分断した切りくずを生成する（図2）。溝形状では図3に示すように先端 側では溝幅比を狭くし、切れ刃形状との相乗効果で切りくずを細かく分断

後端へ行くほど溝が広い

先端側

A−A断面溝幅比：狭B−B断面溝幅比：広後端側

し、後端側では溝幅比を広げて切りくずの排出性を高めている。また、油穴を適用することで、ドリル内部から刃先へ供給される切削油剤により切り溝幅増加くずが押し流され、排出性を高めることができる。
さらに、切削油剤を先端の切れ刃に直接供給す心厚減少ることで、冷却、潤滑効果が得られ、工具寿命を向上させている。

断面

断面

図3 「アクアドリルEXオイルホールロング」の溝幅可変ダブルマージンにすることでガイド性の向上※マージンとは、案内性を高めるためにドリル外周部に設けた円筒面

図1 「アクアドリルEXオイルホールロング」の外観写真

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図4

ダブルマージンの採用

2

深穴の高能率加工を実現「アクアドリルＥＸオイルホールロング」

3.「アクアドリルEXオイルホールロング」の加工事例

3）アクアEXコートの採用「アクアドリルＥＸオイルホールロング」のコーティ
ングには、複合多層膜であるアクアＥＸコートを採用した。図5に断面構造を示す。
アクアＥＸコートは、耐酸化性、耐摩耗性に優1）Wet加工とMQL加工れたTi-Al-Cr系コーティングを多層に成膜するこWet加工およびMQL加工における「アクアドリとで、1,100℃における耐酸化性を従来のTiAlN

ルＥＸオイルホールロング」と他社品の寿命比較系コートに対して大幅に向上させた。これにより、事例について図7に示す。被削材S50Cに対し、ド高速加工においても優れた耐熱・耐摩耗性を実現

リル直径φ5.0mm、穴深さ100mm（通り穴、ガイドした。また、最表層には特殊潤滑膜を施すことで、穴深さ10mm）をWet加工は切削速度120m/min、切りくずとの摩擦抵抗を低減し、耐溶着性を大幅送り量0.15mm/rev、内部給油、ノンステップで加に向上させている。図6にアクアＥＸコーティングの工した。MQL加工は切削速度80m/min、送り量摩擦係数を示す。

0.15mm/rev、内部給油でWet加工と同様にノンステップで加工した。Wet加工では1,000穴加工
特殊潤滑膜
TiAlCr系多層膜
耐酸化性膜
＋耐摩耗膜
高強度
超硬母材

図5

後において、他社品は特にコーナー部の欠損が大きくなっているのに対し、「アクアドリルＥＸオイル
ホールロング」は損傷が軽微であり継続加工が可能である。加工中の切削抵抗でも他社品に比べ切削抵抗が小さく、振幅も小さくなっていることから、切りくず排出性が良く安定した加工状態でアクアEXコーティングの断面構造あることが分かる（図8）。
「アクアドリルEXオイルホールロング」は、MQL加 工で1,350穴 加 工後の 損 傷 状 態においても、コーナー部、マージン部の損傷が軽微で優れて1.00.8

摩擦係数いる。

アクアEXTiAIN
TiN

このように「アクアドリルEXオイルホールロング」
は、Wet加工でも、MQL加工でも安定な加工を実0.6現し、長寿命である。

0.40.20.002,000

4,0006,0008,000

回転数

図63

コーティングの摩擦係数

10,0001,000穴加工後1,350穴加工後

Wet加工

MQL加工

アクアドリルＥＸオイルホールロング

他社品

アクアドリルＥＸオイルホールロング

レンズ Z20：×100

レンズ Z20：×100

他社品

レンズ Z20：×100

欠け

レンズ Z20：×100

逃げ面損傷状態

0.50mm
レンズ Z20：×100

欠け0.50mm
レンズ Z20：×100

0.50mm

0.50mm

0.50mm欠け

レンズ Z20：×100

マージン部

0.50mm
レンズ Z20：×100

0.50mm

寸法：φ5.0
被削材：S50C
切削条件 ：Vc=120m/min、f =0.15mm/rev
穴深さ：100mm 通り穴
ガイド穴深さ：10mm
切削油剤 ：水溶性切削油剤（内部給油）

0.50mm

寸法：φ5.0
被削材：S50C
切削条件 ：Vc=80m/min、f =0.15mm/rev
穴深さ：100mm 通り穴
ガイド穴深さ：10mm
切削油剤 ：MQL（内部給油）

図7 Wet加工とMQL加工の損傷状態

500

400

800

400800

300

600

300

600

200

400200400

1002001002000000ー1000123456ー200

トルク（N・cm）

1,000トルク
スラスト

スラスト
（N）

トルク
（N・cm）

500

他社品

ー1000時間（s）

図828B1Vol.

123456ー200時間（s）

寸法：φ5.0
被削材：S50C
切削条件 ：Vc=120m/min、f =0.15mm/rev

NACHI TECHNICAL REPORT

1,000トルク
スラスト

スラスト
（N）

アクアドリルEXオイルホールロング

穴深さ：100mm 通り穴
ガイド穴深さ：10mm
切削油剤 ：水溶性切削油剤（内部給油）

Wet加工時の切削抵抗

4深穴の高能率加工を実現「アクアドリルＥＸオイルホールロング」

2）ステンレス鋼への深穴加工「アクアドリルＥＸオイルホールロング」を使用し3）ステンレス鋼への小径ドリルを用いた深穴加工て、ステンレス鋼SUS304に深穴加工した事例を「アクアドリルEXオイルホールロング」のドリル

図9に示す。ドリル直径φ5.0mm、穴深さ100mm

直 径φ1.3mmを用 いた ステンレス鋼SUS304に（止り穴、ガイド穴深さ10mm）を切削速度75m/

深 穴 加 工した事 例を図10に 示 す。 ドリル 直 径min、送り量0.1mm/rev、水溶性切削油剤（内部φ1.3mm、穴 深さ26mm（ 止り穴、ガイド穴 深さ給油）を使用して加工した事例である。

1.3mm）を切削速度30m/min、送り量0.015mm/「アクアドリルＥＸオイルホールロング」は、他社rev、水溶性切削油剤（内部給油）を使用して加工品と比べ切りくずが細かく分断しており、切りくした事例である。

ずの排出がスムーズに行なうことができる。また、「アクアドリルEXオイルホールロング」は、他社

1,350穴加工後の状態でも摩耗が小さく、継続加品と比べ切りくずが細かく分断しており、切りく工が可能である。

ずの排出性が良く、安定した加工が可能である。
1,000穴加工後の状態でも摩耗が小さく、継続加工が可能である。一方、他社品は切りくず分断性

1,350穴加工後
アクアドリルＥＸオイルホールロングが悪く、寿命も不安定である。これは他社品に比他社品

レンズ Z20：×100

べて、大きな油穴を採用することで、ドリル先端摩耗大損傷状態より供給される切削油剤を増やし、冷却性、潤滑性、切りくず排出性を向上させることで長寿命な安定加工を実現している。
0.50mm0.50mm

切りくず写真1,000穴加工後
アクアドリルＥＸオイルホールロング

他社品
摩耗大損傷状態

細かく分断

図9

切りくず写真

寸法：φ5.0
被削材：SUS304
切削条件 ：Vc=75m/min、f =0.1mm/rev
穴深さ：100mm 止り穴
ガイド穴深さ：10mm
切削油剤 ：水溶性切削油剤（内部給油）

ステンレス鋼への深穴加工

細かく分断

寸法：φ1.3
被削材 ：SUS304
切削条件：Vc=30m/min
f =0.015mm/rev

穴深さ：26mm 止り穴   0.65mmステップ
ガイド穴深さ：1.3mm
切削油剤 ：水溶性切削油剤（内部給油）

加工穴数

1,500
1,000

継続可

折損

5000継続不可AQDEXOH20D

他社品

図10 ステンレス鋼への小径ドリルを用いた深穴加工
54）「アクアドリルEXオイルホールロング」とハイスロングドリルの加工能率比較〈ハイスロングドリル〉「アクアドリルEXオイルホールロング」とハイスロン
グドリルの加工能率を比較した事例を図11に示す。
被削材SUS304に対し、ドリル直径5.0mm、穴深さ100mm（通り穴、ガイド穴深さ10mm）の穴あけを従来の加工法ではハイスロングドリルを使用

ホールロング」を使用し、切削速度70m/min、送り量0.1mm/rev、水溶性切削油剤（内部給油）、ノンステップで加工した事例である。

420
400

加工時間（sec）ている。それに対し、「アクアドリルEXオイル

寸法
：φ5.0
被削材
：SUS304
切削条件 ：Vc=70m/min
f =0.1mm/rev
穴深さ：100mm 貫通穴
ガイド穴深さ：10mm
切削油剤 ：水溶性切削油剤（内部給油）

500

し、切削速度7m/min、送り量0.07mm/rev、水溶性切削油剤（外部給油）、1.5mmステップで行なっ〈アクアドリルEXオイルホールロング〉

寸法
：φ5.0
被削材
：SUS304
切削条件 ：Vc=7m/min
f =0.07mm/rev
穴深さ：100mm 貫通穴
1.5mmステップ
ガイド穴深さ：10mm
切削油剤 ：水溶性切削油剤（外部給油）

加工時間400秒短縮！！
20倍以上の加工能率！！

300
200
100

従 来のハイスロングドリルでは低 速条 件でス20

テップ加工が必 要であるため、加工時間420秒0かかっていたものに対し、「アクアドリルEXオイル

図11 「アクアドリルEXオイルホールロング」とハイスドリルの加工能率比較

ホールロング」は高速条件でノンステップ加工がハイスロングドリル

AQDEXOH20D可能であるため、加工時間20秒で加工可能であり、400秒も加工時間を短縮することができ、生産性向上が期待できる。

4.「アクアドリルEXオイルホールロング」のラインナップ

囲はφ1 ～φ12で穴深さに応じて10D ～ 30Dのラインナップを揃えている（図12）。ガイド穴用ドリルとして、「アクアドリルEXオイルホールパイロット」も各径に対応してラインナップしている。今後さらに寸法範囲を拡大し、様々な加工に適用しやすいラインナップをつくり上げていく。

穴深さ・穴位置深さ「アクアドリルEXオイルホールロング」の寸法範

30D

AQDEXOH30D
アクアドリルEXオイルホール30D

25D

AQDEXOH25D
アクアドリルEXオイルホール25D

20D

AQDEXOH20D
アクアドリルEXオイルホール20D

15D

AQDEXOH15D
アクアドリルEXオイルホール15D

10D

AQDEXOH10D
アクアドリルEXオイルホール10D

φ0.5 φ1 φ3φ6φ8 φ10 φ12 φ16

直径

図12 「アクアドリルEXオイルホールロング」のラインナップ

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5. 使用上の留意点「アクアドリルEXオイルホールロング」を用いて、

1.ガイド穴加工

穴深さが10D以上の深穴を精度良く、安定的に加工するには、ガイド穴を事前に加工する必要がある。ガイド穴のない状態で深穴用ドリルを使用すると、ドリルの折損や異常摩耗、穴拡大、曲がりが予想される。

ガイド穴を事前に加工してください。
（穴深さ2〜3D）
深穴加工用ドリルよりも＋0.03mm大きい直径を選定してください。
2.深穴加工（ガイド穴に挿入）

通常のガイド穴加工は、穴深さをL/D＝2 ～ 3、深穴用ドリルよりも＋0.03mm程 度大きい直径を＋0.015mm程度大きい直径のドリルを選定する）。

ガイド穴底手前2〜3mmまで低速回転でガイド穴に挿入してください。
（回転数 500minー1、送り速度 1,000mm/min 程度）

ガイド穴は精度良く加工する必要があり、さらに3.深穴加工（加工開始、完了）選定する（ドリル直径が3mm未満の小径ドリルでは先端角は深穴用ドリルより大きい角度のものを使用することで、深穴用ドリルの先端部から食い付かせることができ、より安定した加工が可能である。そのため、深穴用ドリルに合わせてガイド用のドリルを選定する必要があり、「アクアドリルEXオイルホー

通常の回転数、送り速度で加工をスタートさせてください。
通し穴で抜け際の衝撃が大きい場合には、送り速度を下げてください。
（通常送り速度の1/2程度）
4.深穴加工（戻し）ルロング」では「アクアドリルEXオイルホールパイロット」を同時に使用していただきたい。
また、「アクアドリルEXオイルホールロング」をガイド穴に挿入するときや加工終了後の戻し時にも注意すべき点があります。図13を参照ください。

加工終了後、回転数を下げてドリルを引き抜いてください。
（回転数 500minー1、送り速度 2,000mm/min 程度）
止まり穴の場合、0.5mmほど手前に戻してから回転数を下げてください。

図13

使用上の留意点

6. 加工コスト低減「アクアドリルEXオイルホールロング」は、炭素ある。是非、一度「アクアドリルEXオイルホール

鋼から鋳鉄、ステンレス鋼にも加工が可能で、多ロング」を使用して、その効果を実感していただき様な被削材に高能率・長寿命加工ができ、生産たい。

性の向上、加工コストの低減を実現する商品で

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October / 2014〈発行〉2014 年 10 月 20 日株式会社 不二越 技術開発部
富山市不二越本町 1-1-1 〒 930-8511
Tel.076-423-5118  Fax.076-493-5213