ねじれ角、先端角、主切れ刃、フルート形状といった用語をご存知ですか?もしご存知でなければ、ぜひ読み進めてください。「二次切れ刃とは何か?」「ねじれ角とは何か?」「アプリケーションでの使用にどのような影響を与えるのか?」といった疑問にお答えします。
これらの点を知っておくことがなぜ重要なのか:材料によって工具への要求は異なります。そのため、適切な構造のツイストドリルを選択することは、穴あけ加工の仕上がりにとって非常に重要です。
ツイストドリルの 8 つの基本機能(ポイント角度、主切れ刃、カットチゼルエッジ、ポイントカットとポイントシンニング、フルートのプロファイル、コア、二次切れ刃、およびらせん角度)を見てみましょう。
さまざまな材料で最高の切断性能を実現するには、8 つの機能すべてを相互に一致させる必要があります。
これを説明するために、次の 3 つのツイスト ドリルを比較します。
点角
先端角はツイストドリルのヘッド部分にあります。この角度は、先端にある2つの主刃の間の角度で測定されます。先端角は、ツイストドリルを材料の中心に配置するために必要です。
先端角が小さいほど、材料の中心合わせが容易になります。また、曲面上での滑りのリスクも軽減されます。
先端角が大きいほど、タッピング時間は短くなります。ただし、より高い接触圧力が必要となり、材料への芯出しが難しくなります。
幾何学的に条件付けられると、小さなポイント角は長い主切れ刃を意味し、大きなポイント角は短い主切れ刃を意味します。
主刃先
実際の穴あけ加工は主切れ刃によって行われます。長い切れ刃は、たとえわずかな差であっても、短い切れ刃に比べて切削性能が高くなります。
ツイストドリルには、カットされたチゼルエッジで接続された 2 つの主な切断エッジが常にあります。
ノミの刃を切る
カットチゼルエッジはドリル先端の中央に位置し、切削作用はありません。しかし、2つの主切れ刃を繋ぐため、ツイストドリルの構造には不可欠です。
切断されたチゼル刃は材料に食い込み、材料に圧力と摩擦を与えます。これらの特性は掘削プロセスにとって不利であり、発熱量の増加と消費電力の増加につながります。
ただし、これらの特性は、いわゆる「間引き」によって低減される可能性があります。
ポイントカットとポイント間伐
ポイントシンニングは、ツイストドリル先端部のチゼル刃先を薄くします。これにより、材料の摩擦力が大幅に減少し、必要な送り力も低減します。
つまり、薄肉化は材料の中心出しにおいて決定的な要因となり、タッピングの精度を向上させます。
様々な先端細り形状はDIN 1412規格の形状で標準化されています。最も一般的な形状は、ヘリカルポイント(N形状)とスプリットポイント(C形状)です。
フルートのプロファイル(溝プロファイル)
溝システムとしての機能により、溝の形状はチップの吸収と除去を促進します。
溝のプロファイルが広いほど、チップの吸収と除去が向上します。
チップの除去が不十分だと熱の発生が大きくなり、その結果焼きなましが起こり、最終的にはツイストドリルが破損する可能性があります。
幅の広い溝プロファイルは平坦で、幅の狭い溝プロファイルは深い溝です。溝プロファイルの深さによってドリルコアの厚さが決まります。幅の狭い溝プロファイルでは、コア径が大きく(厚く)なります。幅の広い溝プロファイルでは、コア径が小さく(薄く)なります。
コア
コアの厚さはツイストドリルの安定性を決定する基準です。
コア径が大きい(厚い)ツイストドリルは安定性が高く、高トルクや硬い材料に適しています。また、振動や横方向の力に対する耐性が高いため、ハンドドリルでの使用にも非常に適しています。
溝から切りくずを除去しやすくするために、ドリルの先端からシャンクにかけてコアの厚さが厚くなっています。
ガイド面取りと二次切削刃
2つのガイド面取りは溝に配置されています。鋭く研磨された面取りは、掘削孔の側面にも作用し、掘削孔内でのツイストドリルのガイドをサポートします。掘削孔壁の品質は、ガイド面取りの特性にも左右されます。
二次切れ刃は、ガイド面取り部から溝プロファイルへの移行部を形成します。これにより、材料に付着した切りくずが緩み、切断されます。
ガイド面取りと二次切削刃の長さは、主にねじれ角によって決まります。
螺旋角(らせん角)
ツイストドリルの重要な特徴は、ねじれ角(螺旋角)です。これが切削片の形成プロセスを決定します。
ねじれ角が大きいほど、柔らかく長い切りくずの材料を効果的に除去できます。一方、ねじれ角が小さい場合は、硬くて短い切りくずの材料に使用されます。
非常に小さなねじれ角(10°~19°)のツイストドリルは、長い螺旋形状になります。一方、大きなねじれ角(27°~45°)のツイストドリルは、短い螺旋形状になります。通常の螺旋形状のツイストドリルは、19°~40°の螺旋形状になります。
アプリケーション内の特性の機能
一見すると、ツイストドリルというテーマは非常に複雑に思えます。確かに、ツイストドリルを特徴づける部品や機能は数多くありますが、多くの特性は相互に依存し合っています。
適切なツイストドリルを見つけるには、まず用途を明確にすることが重要です。DIN 1836規格では、ドリルと皿穴ドリルの用途グループをN、H、Wの3つのタイプに分類しています。
現在、市場に出回っているのはN、H、Wの3タイプだけではありません。ツイストドリルを特殊用途向けに最適化するために、時間の経過とともにタイプが多様化してきたためです。そのため、DINマニュアルで標準化されていない命名体系を持つハイブリッド型も存在します。MSKでは、Nタイプだけでなく、UNI、UTL、VAタイプも取り扱っています。
結論と要約
ツイストドリルのどの機能が穴あけ加工に影響を与えるかご理解いただけたかと思います。以下の表は、各機能における最も重要な機能の概要を示しています。
関数 | 特徴 |
---|---|
切削性能 | 主刃先 実際の掘削プロセスは主切断刃によって実行されます。 |
耐用年数 | フルートのプロファイル(溝プロファイル) チャネル システムとして使用されるフルートのプロファイルは、チップの吸収と除去を担うため、ツイスト ドリルの耐用年数の重要な要素となります。 |
応用 | 先端角と螺旋角(らせん角) 先端角と螺旋角は、硬質材料または軟質材料への適用において重要な要素です。 |
センタリング | ポイントカットとポイント間伐 ポイントカットとポイントシニングは、材料の中心合わせに決定的な要素となります。 薄くすることで、切断面のノミの刃先が可能な限り小さくなります。 |
同心度精度 | ガイド面取りと二次切削刃 ガイド面取りと二次切れ刃は、ツイストドリルの同心度精度と掘削穴の品質に影響します。 |
安定性 | コア コアの厚さはツイストドリルの安定性を測る決定的な要素です。 |
基本的に、アプリケーションと穴を開ける材質を決定できます。
どのようなツイストドリルが提供されているかを確認し、穴あけする材料に必要なそれぞれの特徴と機能を比較してください。
投稿日時: 2022年8月12日