NACHITECHNICALREPORT
Machining

18B1

Vol.

Feb/2009■ 新商品・適用事例紹介
ワーク自在。切削条件も自在「アクアドリルＥＸ」
マシニング事業マシナリー
コーティングProviding A Versatile Flexible Process"AQUA Drill EX"〈キーワード〉低切削抵抗・高速 高能率加工・切りくず分断性と排出性・アクアＥＸコート●

機械工具事業部／工具技術部 ラウンドツール開発室

辻渕 順仁
Yasuhiro TSUJIBUCHI

ワーク自在。切削条件も自在「アクアドリルEX」

要旨

環境問題への関心の高まりの中、切削加工の分野においても高能率加工・加工時間短縮による消費電力の低減や加工機械の小型化による省エネ・省スペース化とCO2排出量削減というニーズが高まっている。
NACHIは、住友電工ハードメタルと共同で切削

1.小形マシニングセンターでも高い加工安定性性能や切りくず排出性に関する研究をすすめ、次世代超硬ドリル「アクアドリルEX」を商品化した。
「アクアドリルＥＸ」は、切削抵抗の低減と切りくず

近年、地球温暖化に伴う環境問題に対する関心排出性を両立させた新しい刃先形状を採用し、新が、高まってきている。CO 2 削減は今や全世界の合ドライ加工開発のアクアＥＸコートを行なうことにより、ものづくりの現場も例外ではない。
い言葉であり、への対応やウェット加工での高速性能を一段と高め、広範な被削材や小型化がすすむ加工機械に、安定した高能率加工を実現する。

Abstract
In the midst of the increasing concerns forthe environment, the cutting/machining sector
has witnessed the rising needs for reduction of
power consumption with highly efficient machining and shortening of machining time as well as
the needs for energy/space saving with smallermachining equipment and for reduction of CO2emission.
NACHI has been conducting the studies oncutting performance and swarf discharge jointlywith Sumitomo Electric Hardmetal Corp. and has
marketed the next-generation carbide drill"AQUA Drill EX."With a new flute form that can achieve both
low cutting-resistance and excellent swarf discharge, AQUA Drill is suitable for the drilling ofwide-ranging, various materials and the drill machines that are increasingly becoming small andless rigid, achieving stable, highly efficient drilling. In addition, the performances of AQUA Drill
EX in dry drilling and high-speed wet drilling
have enhanced significantly with a coating of
newly-developed "AQUA EX Coat."1

切削加工の分野においても、高能率加工・サイクドライ加工・ルタイム短縮による消費電力の低減や、※1

MQL加工による切削油剤の削減、加工機械の小CO2排出量の削減、省エネ・省スペース化といっ型化、たニーズが高まっている。
このため、切削工具には、低切削抵抗で安定した加工が可能であり、かつ高能率で長寿命であることが求められている。
これらのニーズに応えるべく新しい刃先形今回、状と新コーティング膜を採用した次世代超硬コーティ
ングドリル｢アクアドリルＥＸ｣を開発した。

図1 アクアドリルEX2. 新刃先形状とアクアＥＸコートの採用で高速・高能率加工

Ｊ形溝形状で切りくず分断性能向上

アクアドリルＥＸは、切削抵抗の低減と切りくず排出性を両立した新しい刃先形状と耐熱性・耐摩耗性に加え、高い潤滑性を兼ね備えた新コーティング曲率の小さいエリア膜を採用することにより、広範な被削材やBT30など小型マシニングセンターでも、安定した高速・高能率加工を実現したドリルである。
アクアドリルＥＸには、次のような特長がある。

1）抜群の切りくず分断性と排出性
アクアドリルＥＸの刃先形状を、図2に示す。アクア
ドリルＥＸは、独自のＪ形溝形状を採用している。こ図2 アクアドリルEXの刃先形状の独自の溝形状には以下のメリットがある。

（多種の被削材でも安定した切りくず分断性）
切れ刃より生成された切りくずは、溝に沿ってカーSS400（160HB）ルしながら排出される。このとき、溝の曲率の小さい方が切りくずが伸びやすい傾向にある。
直径6mmのアクアドリルＥＸレギュラーを使用し、各種被削材でウェット加工を行なった時の切りくず形状を、図3に示す。いずれの被削材においても切りくずが細かく分断していることから、軟鋼から高硬度材まで安定した加工が可能であることがわかる。

SCM440（320HB）

切削速度 Vc（m／min）

ドライ加工と比較すると、ウェット加工の一般的に、アクアドリルEXレギュラー
直径φ6.080

そエリアで強制的に切りくずのカール径が抑えられ、の結果切りくずは細かく分断される。

S50C（180HB）

60

SKD11（220HB）

NAK55（370HB）

SUS420J2（150HB）
400

切りくずが伸びやすい被削材

図3

NACHI TECHNICAL REPORT

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18B1

多種の被間削材でも安定した切りくず2ワーク自在。切削条件も自在「アクアドリルEX」（低送りでも安定した切りくず）
また、一般的に、低剛性な加工機械で穴あけ加ドリルを工をする場合、加工時の振動を抑えるため、低送りにしなければならない。そのため、低送り時の切りくず分断性が求められる。アクアドリルＥＸレギュ
ラーと他社超硬コーティングドリルを用い、送り量を変化させたときの切りくず形態を、図4に示す。他社超硬コーティングドリルは、低送りになるにつれて切りく
アクアドリルＥＸの切りくずは、高ずが伸びているが、送りから低送りまで安定した形状であり、細かく分断されていることがわかる。
高送りはもちろん、低送りでも切りくずが細かく分断

切削速度：Vc＝100m／min
送り速度 ：Vf＝480〜960mm／min
切削長 ：32mm（通り穴）
切削油剤：水溶性

送り

高低送り量（mm／rev）

0.240.2

0.160.12

送り速度（mm／min）

960

800

640480

アクアドリルEXレギュラー（細かく分断された切りくず）

低送りになるほど切りくずは長くなっている

他社品（切りくずが長い）

長い3

図4

切りくず比較

長い

（切りくず排出性の向上）
アクアドリルＥＸの溝形状は、切りくずポケットが広く、アクアドリルＥＸレギュラーと他社超硬コーティングドリルとの切削抵抗の比較を、図5に示す。
他社超硬コーティングドリルは、穴奥で切りくずつまりスラスト（N）

スムーズな切りくず排出を可能にしている。

1,800
1,400

れず、安定した加工性能を示している。

10％低減

穴奥で上昇

スラスト

600200入口150

水平分力（N）

スラストの上昇や水平分力の変動も見らないため、他社ドリル

1,000※2によりスラストが上昇し、水平分力が大きく変動している。アクアドリルＥＸレギュラーは、切りくずつまりがアクアドリルEX

100

穴奥入口

穴奥

時間（秒）
水平分力

変動大変動小50050

入口-100穴奥入口

穴奥安定2）切削抵抗を低減し加工の安定性を高める

時間（秒）

図5

※3

切削抵抗の比較

独自のシンニング形状と切れ刃形状により、食付き性を高め、切削抵抗を低減させた。

アクアドリルEX8.02１０％低減している。これは、切れングドリルに対し、8.01

味重視の微少中凹み曲線刃形を採用していることにより、低切削抵抗を実現できたからである。

穴径（mm）

図５において、スラストの平均値は、他社超硬コーティ

アクアドリルＥＸレギュラーと他社超硬コーティ
図６は、7.98010158.02
穴径（mm）※4Vol.

18B13040

穴奥で穴径が拡大

穴奥

入口

3540

8.01
8.00
7.99
7.98

NACHI TECHNICAL REPORT2025
切削長（m）

他社ドリル性を向上させており、穴奥での穴径拡大を抑制する大幅に向上している。

357.99アクアドリルＥＸは、独自のシンニング形状により求心抑制するよう形状制御を行なっており、耐摩耗性も入口

8.00

ングドリルを使用し、穴径精度を比較した結果である。

このシンニングは、クレータ摩耗を働きをもつ。また、穴奥

安定した穴精度

010152025
切削長（m）30

図6

穴径精度の比較4

ワーク自在。切削条件も自在「アクアドリルEX」

3）新開発の アクアＥＸコート を採用
アクアドリルEXのコーティングには、新開発の複合（図7−1）多層膜であるアクアEXコートを採用した。

特殊潤滑膜
Al-Cr-Ti系
耐酸化性膜

アクアEXコートは、超アルミリッチAl−Cr−Ti系コー
ティングで、1,100℃での耐酸化性を従来TiAlN系コー
トに対し3倍に向上させたことにより、超高速加工にTiAlN系耐摩耗性膜おいても優れた耐熱・耐摩耗性を実現した。また、

高強度
超硬母材

最表層膜には特殊潤滑膜を施すことで、切りくずと図7-1 断面構造の摩擦抵抗を低減し、耐溶着性を大幅に向上させ1.0ている。図7−2にアクアEXコートとTiAlN、TiNコート

0.8

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。

摩擦係数の摩擦係数を示す。アクアEXコートの摩擦係数が小さいことがわかる。

微細組織で膜強度アップ

アクアEX
TiAlN
TiN

0.60.4低減0.20.0
0

2,000

4,000

6,000
回転数
図7-2 摩擦係数8,00010,000

図7 アクアEXコート

3.低炭素鋼から焼入材まで幅広いニーズに対応
1）炭素鋼Ｓ10Ｃ
アクアドリルＥＸレギュラーと他社超硬コーティングドリルの寿命比較を行なった結果を示す。
ドリル直径
φ8.5mm、穴深さ16mm（通り穴）を切削速度60m／min、送り0.15mm／revの切削条件で比較した。他社超硬コーティングドリルは、1,700穴で寿命に至ったのに対し、アクアドリルＥＸレギュラーは、2,500穴まで加工可能であり、1.5倍の寿命差を示した。
炭素鋼Ｓ10Ｃにおける加工事例を、図8に示す。

5

他社品に比べ1.5倍の寿命達成

アクアドリルEX
レギュラー

正常摩耗
摩耗大

他社品
01,000

1,500

2,000

2,500（穴数）

工具： AQDEXR0850
被削材 ： S10C
研削条件： Vc＝60m／min,f＝0.15mm／rev
加工深さ ： 16mm 水溶性切削油剤

図8

低炭素鋼Ｓ10Cの加工事例

2）炭素鋼Ｓ50Ｃ

3）ボロン鋼アクアドリルＥＸレギュラーと他社超硬コーティングド

アクアドリルEXスタブと他社超硬コーティングドリル

ドリル直径φ8.0mm、穴リルの寿命比較を行なった。の寿命比較を行なった結果を示す。
ドリル直径φ9.8mm、を切削速度120m／min、送り深さ32mm（通り穴）を切削速度70m／min、送り穴深さ7mm（止まり穴）0.25mm／revの切削条件で比較した。他社超硬コ0.15mm／revの切削条件で比較した。

ーティングドリルは、2,000穴で寿命に至ったのに対し、他社超硬コーティングドリルは、1,900穴で寿命にアクアドリルEXレギュラーは3,500穴まで加工可能であ至ったのに対し、アクアドリルEXスタブは2,500穴までり、寿命差は1.7倍以上であった。

加工可能であり、寿命差は1.3倍以上であった。

炭素鋼Ｓ50Ｃにおける加工事例を、図9に示す。
他社品に比べ1.7倍以上の寿命達成

ボロン鋼における加工事例を、図10に示す。
他社品に比べ1.3倍以上の寿命達成

アクアドリルEX
レギュラー

正常摩耗

アクアドリルEX
スタブ

肩部欠損

他社品
01,000

2,000

3,000

正常摩耗摩耗大他社品
4,000（穴数）01,000

工具： AQDEXR0800
被削材 ： S50C
研削条件： Vc＝120m／min,f＝0.25mm／rev
加工深さ ： 32mm 水溶性切削油剤

図91,500

2,000

2,500（穴数）工具： AQDEXS0980
被削材 ：ボロン鋼
研削条件： Vc＝70m／min,f＝0.15mm／rev
加工深さ ： 7mm 水溶性切削油剤

高炭素鋼Ｓ50Cの加工事例

図10 ボロン鋼の加工事例

4. アクアドリルEXのラインナップ
アクアドリルＥＸは、適用加工深さによりスタブ、レギュラーの2タイプをシリーズ化している。とし、両タイプともドリル直径φ2.0〜φ16.0ｍｍまでの141寸法をラインナップしている。

ドリル直径の2倍を適用加工深さ、スタブタイプは、

表1に、アクアドリルEXの選定基準を示す。

ドリル直径の４倍を適用加工深さ
レギュラータイプは、
表1 アクアドリルEXの選定基準
加工深さによる選定基準商品名

被削材による選定基準

加工深さ
寸法範囲 （D：ドリル直径）
3D 5D 7D
商品名アクアドリルEX φ2.0〜φ16.0
スタブ

Vol.

炭素鋼

SS400 S45C
S50C

アクアドリルEX φ2.0〜φ16.0
レギュラー

NACHI TECHNICAL REPORT◎：最適一般構造
圧
延鋼

アクアドリルEXスタブ／レギュラー

18B1

◎

◎プ合 ダ調
レ金 イ質
ハ鋼 ス鋼
ー 鋼
ドン
鋼
SCRNAK◎○：適用 ×：不適 −：推奨しません
ス
テン
レス
鋼

高硬度
鋼

耐T 鋳
熱 i合合 鉄金金

アル
ミ合金

銅合金

FCD
FC

ACADC

Cu

○−−

25〜40〜 50〜 SUS304 SUS420
40HRC 50HRC 65HRC SUS316

◎◎−

○○×6

5. アクアドリルＥＸとアクアドリルで広範囲な加工領域をカバー

アクアドリルEXは、切削抵抗の低減と切りくず排今回紹介したアクアドリルＥＸは、住友電工ハード出性を両立させた新しい刃先形状を採用すること

メタルとの共同研究をベースに、超硬ドリル分野ではにより、広範な被削材や小型マシニングセンターでも初の共同開発商品となる。

安定した高能率加工を実現する。
また、新開発のコーティング膜 アクアEXコート をドライ加工への対応やウェット加工での高速性施し、アクアドリルEXでは、中低速から高速までの広範囲で安定した高能率加工が可能である。1回転当りドリル直径の3％を超えるような条件でもの送りが、加工することは可能であるが、高送り加工において150

切削速度（m／min）

能を一段と高めるなど、環境負荷の低減に貢献する。

はアクアドリルを使用することをおすすめする。図11

広範囲な加工領域をカバー
送り速度
最大寿命の（能率）
能率線は同等 （m／min）
高速加工＝低切削抵抗
●低剛性機
●軟鋼
●加工安定性向上

125アクアドリルEX

100

アクアドリル75●耐チッピング性●高硬度材●加工安定性向上

50

アクアドリルEXとアクアドリルを使用すに示すように、1%Dることで広範囲な加工領域をカバーすることができる。

送り率（D：ドリル直径）（mm／rev）

使用の際は、加工機械や切削条件より工具選定

高送り加工

2%D

3%D

4%D

5%D

図11 アクアドリルEXとアクアドリルの適用領域されることをおすすめする。

用語解説

関連記事

※1 MQL
Minimum Quantity Lubricationの略。

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 スラスト
ドリル加工時にドリル軸方向にかかるかかる切削抵抗。

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）※3 シンニング
スラストを低減させるためにドリル刃先に施す逃がし。

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 クレータ摩耗
すくい面摩耗のうち、くぼみが生じる摩耗。

4）吉田 悦也：刃先交換式ドリル「アクアドリルＮＷＤＸ型」
NACHI TECHNICAL REPORT、Vol.18 B2、February（2009）

NACHI TECHNICAL REPORT

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February / 2009〈発行〉 2009年2月1日
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