NACHITECHNICALREPORT
Machining

18B2

Vol.

Feb/2009■ 新商品・適用事例紹介
刃先交換式ドリル「アクアドリルＮＷＤＸ型」
マシニング事業マシナリー
コーティングReplaceable cutting edge Drill"AQUA Drill NWDX Type"〈キーワード〉

刃先交換式・多機能・バランス設計・高信頼性・高精度・経済的・長寿命

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

刃先交換式ドリル「アクアドリルＮＷＤＸ型」

要旨

様々な産業で広く行なわれている穴あけ加工に

1.大径穴あけ加工
へのとり組みφ20以下の小径穴では、主にソリッドドリルがおいて、自動車産業をはじめ、鉄鋼、建機、穴あけ加工は、φ20を超える大径穴あけ加工で使用されているが、造船、重電といったあらゆる分野で広く行なわれていはコスト面から刃先交換式ドリルが多く使用されてる。各分野で製品の軽量化、長寿命化を図るに際し、いる。刃先交換式ドリルは中心部、外周部を別々の被削材の難削化がすすんでいるのに加え、加工能切れ刃で加工するため、穴径が不安定になったり、率の向上や仕上げ工程の簡素化による加工時間短ビビリが発生するトラブルが多く発生している。

縮、工具の長寿命化を目的に、超硬ドリルの使用がこの問題を解決し、穴あけ加工の信頼性を大幅

φ20を超える穴径に対して、超硬増えている。
しかし、に向上するとともに、多彩な用途に使用できる刃先ソリッドドリルではイニシャルコストが高くなる。刃先交交換式ドリル「アクアドリルNWDX型」を住友電工

この問題を解消するのに極めて有効で換式ドリルは、ハードメタルと共同で開発した。

あり、経済性の向上を図るためには不可欠である。

Abstract
In the drilling that is widely used in various industries, a solid drill is mainly used for the drilling of a smaller diameter less than 20mm while adrill with a replaceable insert is widely used forthe drilling of a larger diameter above 20mm due
to its cost advantage. Since a drill insert used forthe drilling of a center is different from an insert
used for an outer circumference, there are manyoccurrences of unstable hole diameter sizes anduneven surfaces with use of a replaceable drill insert.
NACHI has developed a new drill with a replaceable insert "AQUA NWDX Model" jointlywith Sumitomo Electric Hard Metal Co., Ltd. toresolve these issues and substantially improvethe reliability of drilling for various applications.

刃先交換式ドリルは、中心部、外周部を別々の切れ刃で切削を行なうため、加工時のバランスを均等に保つのが非常に難しく、工具によっては食付き時、貫通時にバランスが悪くなり、加工穴径の拡大、縮小やビビリなどのトラブルが発生する。また、バランス切削であるため被削材、切削条件によっては切りくず処理、切りくず排出が不安定になり、切りくず詰まり、工具の折損などの問題が発生することも多い。
ボディの剛性を向チップの形状・配置を最適化し、上させることでこれらの問題を解決し、刃先交換式ドリルによる穴あけ加工の信頼性を大幅に向上するとともに、穴のくり広げ加工、座ぐり加工、傾斜面への穴あけ加工などの多彩な用途に使用できる刃先交（図1）を開発した。
換式ドリル「アクアドリルNWDX型」

図11

外観写真

2.バランス設計で安定、高精度穴あけ加工を実現
切削時のバランスを向上させるためには穴あけ

アクアドリルNWDX型

加工時に生じる水平分力（X方向、Y方向）の抑制
このためには中心刃と外周刃に生じるが重要である。
相反する水平分力をいかに均等にするかがポイントになる。
アクアドリルNWDX型は、形状および配置を最適

スムーズな食いつき化した平行四辺形のチップを用いてとり付け方向を貫通時の穴径縮小のトラブルなし

他社品

変え、短辺を外周刃、長辺を中心刃に使用することで前述の切削抵抗バランスを向上した。
これにより両刃に生じる水平分力を均等に保ちドリルの食付き時や貫通時に発生しやすい（図2）、振動を大幅に抑制することを可能にしたので上述のトラブル発生を解消するとともに、加工穴の入口、食いつき振動あり（チップ欠けの原因）

出 口での寸 法 変 化、穴 形 状のひずみを抑 制し、加工穴精度の向上が可能となった。
（図3、図4）貫通時の穴径縮小の原因

切削条件 ： Work：S50C 工具径φ20Vc=130m／min n=2,069min−1
f=0.10mm／rev 50mm通り穴Wet

図320.15

切削抵抗
アクアドリルNWDX型
他社品

穴径（mm）

20.10

図2

切削バランスのよいチップ配置

20.05

20.00

19.95

入口側

出口側

穴の深さ位置
切削条件 ： Work：S50C 工具径φ20Vc=175m／min n=2,785min−1
f=0.3mm/rev 60mm通り穴
Wet

図4

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加工穴径の精度比較2

刃先交換式ドリル「アクアドリルＮＷＤＸ型」

3. 3種類のチップブレーカで※1

幅広い被削材・用途に対応

様々な用途、被削材への対応を可能にするためまで幅広いニーズに対応できる。低炭素鋼（SS400には前述の切削バランス向上に加え、切りくず処理など）は切りくず処理性の悪い被削材として周知で性および工具剛性が重要となる。様々な切削条件、あるが、アクアドリルNWDX型を使用することで切り被削材で加工した際に中心刃、外周刃により生成くず処理は大幅に改善される。
（図6）

される切りくずの形状、流出方向、流出速度を高速度カメラにより撮影・観察し、チップブレーカ形状、諸元を最適化することで切りくず処理性を改善した。
さらに、チップブレーカの中央部に切りくず制御溝をL型チップブレーカ（低送り・切りくず処理タイプ）

Ｇ型チップブレーカ（汎用タイプ）

Ｈ型チップブレーカ（刃先強化タイプ）

切りくず制御溝加えることで切りくず流出方向を制御し、安定させることが可能となり、切りくず処理性に加え排出性を向上させることができた。チップブレーカ形状を汎用タイプとしてG型、切りくず処理性重視タイプとしてL型および、刃先強化タイプとしてH型の3種類をラインナップした（図5）。これらを使い分けることによって、切りくず処理でトラブルの多い難削材から様々な被削材への対応、fz＝0.08mm／revの低送り条件か

図5 ブレーカ形状

らfz＝0.30mm／revといった高送り条件への対応

切削条件 ： Work=SS400 工具径φ25
Vc=100m／min n=1,592min−1
ｆ＝0.08mm／rev 60mm通り穴Wet

アクアドリルNWDX型の切りくず形状

他社品の切りくず形状

図63

L型ブレーカでの切りくず処理の改善

4. 多彩な加工をこなす多機能工具
ボディに特 殊 鋼 材、特 殊 表 面 硬 化 処 理を採用用することができる（図7）。高硬度、高靭性になり、することでボディの剛性・耐久性を大幅に向上させた。

難削化がすすむ被削材においてもビビリがほとんど下穴ありの加工や、切削抵抗がアンバランスになるなく、高い信頼性で加工が可能である。

斜め食付き加工、外周刃のみを使用する内径ボーリ

ストレート切れ刃およびチッ
また、止まり穴加工では、ング加工、外径加工、切削抵抗が偏り続ける半割りプの最適配置により、フラットに近い底面形状になる加工といった従来の工具では加工が不安定で、振ため次工程でのとり代の低減や、工程縮減などによ動によるチッピング・工具破損が発生していた用途る生産性、経済性の向上が期待できる。
（図8）にも工具剛性を大幅に向上したことで、安心して使②斜め食付き③下穴あり①半割り加工④外径加工⑤内径ボーリング

図7

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多彩な使用方法例

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図8 フラットに近い底面形状

4刃先交換式ドリル「アクアドリルＮＷＤＸ型」

5. 経済的なチップ4コーナー使用
チップ形状を平行四辺形とし、短辺2コーナーを外周刃、長辺2コーナーを中心刃として、計4コーナーの使用が可能である。外周刃、中心刃が共用できるので、チップ管理を簡略化すると共にチップの有効（図9）活用によるコスト削減にも貢献できる。

図94コーナー使用可能なチップ

6.新材種ＮＣＰ300／ＮＣＫ300の採用で長寿命
チップ材質は、汎用・一般鋼材加工用の「NCP300」

様化・難削化がすすむ被削材への対応はもとより、と、鋳鉄および鋼高速加工用の「NCK300」をライン強度を必要とする高切り込み・高送り加工、耐熱性ナップした。コーティングはナノメートル台のTiAlN、といった様々を必要とする低切り込み・低送り加工、AlCrNを約1,000層積層させた超多層膜を採用した。

な切削条件で信頼性の高い加工、および長寿命化

この超多層膜は従来のコーティングに対し、膜硬度を可能にした。

を40％、耐熱性を200℃向上している。
これらにより多57. ラインナップ※2

ボディはφ18.5〜36.0mmで穴あけ深さ各2、3、くず処 理 重 視タイプL 型、刃 先 強 化タイプH 型 ）、（φ30以下は0.5mm、4D用の計90アイテムを揃えた。

2材質（一般鋼材用NCP300、鋳鉄・高速加工用

φ30以上は1mmとびである）。

NCK300）の計18アイテムを揃え、多様な加工深さ、チップは3サイズ、3ブレーカ形状（汎用G型、切り被削材質に対応できる。

8. 使用事例
1）SUS304

2）S55CS U S 3 0 4 の自 動 車 部 品をN C 旋 盤 で加 工を

S55Cの自動車部品をマシニングセンターで加工（ボディ：N W D X 2 2 0 D 2 S 2 5 、チップ：行なった。

：N W D X 2 2 0 D 2 S 2 5 、チップ：を行なった。
（ボディN W D X T 0 6 3 0 0 6−L N C P 3 0 0 ）他 社 品では切N W D X T 0 6 3 0 0 6−L N C P 3 0 0 ）安定した加工とりくずが 伸 びシャンクに絡 み 、中 心 刃 の 欠 けが優れた耐摩耗性により240個／コーナーから480個多 発していたが、N W D X 型 の使 用により切りく／コーナーの寿命2倍を達成した。また、優れた切れず処 理 性が改 善され 安 定 加 工が可 能となった。

（図11）
味により切削動力、切削音も小さくなった。

（図10）2,000穴加工後中心刃損傷状態

切りくず形状寿命ワーク数（個）
切りくず

アクアドリルNWDX型アクアドリル
NWDX型

従来工具
他社A

従来工具
他社B

480
正常

240
正常

240
伸び気味

寿命2倍
被 削 材 ：自動車部品（S55C）
穴 サイズ：φ20.0×40mm
切削条件 ： Vc＝150m／min f＝0.15mm／rev
通り穴 Wet

他社品

欠け

図11H＝40mm

使用実例（2）

正常摩耗にて切りくず処理良好
被 削 材 ：自動車部品（SUS304）
穴 サイズ：φ22.0×5mm
切削条件 ： Vc＝125m／min f＝0.07mm／rev
通り穴 Wet

図10

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H＝5mm

使用実例（1）

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9. 幅広い被削材・用途に安定した高精度穴あけ加工「アクアドリルNWDX型」は、住友電工ハードメタ

自動車分野をはじめ、建設機械、造船・これにより、

ルと共同開発し、チップの形状・材質・コーティング、航空、エネルギー、鉄鋼などの産業機械分野におい配置の最適化によってすぐれた切削バランスを発コストダウンに大きく貢て、カスタマーの生産性向上、揮し、一般鋼からステンレス鋼まで幅広い被削材・用献する。

途に対して、安定した高精度穴あけ加工を実現する。

用語解説

関連記事

※1 チップブレーカ
切削によって、工作物から分離して流出する切りくずを長手方向または幅方向に適当な小片に破断、または変形させることを目的として、すくい面に設けた溝、障壁などの成形部。

1）関口 徹：アクアドリルスタブの特性と切削性能
不二越技報、Vol.55 No.1、（1999）※2 穴あけ深さ2、3、4D
Dはドリル直径、数字は穴あけ深さがドリル直径の何倍かを表わす。

2）五島 康：アクアドリルシリーズの紹介
不二越技報、Vol.58 No.1、（2002）ｉｏリーマを越えた高精度超硬ドリル
3）吉田 悦也：Ｓｙｍｂ「アクアドリル底刃付き3フルート」
NACHI TECHNICAL REPORT、Vol.12 B2、February（2007）4）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）

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February / 2009〈発行〉 2009年2月1日
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