ドリルの選び方は？

今日は、ドリルビットの選び方を3つの基本条件を通してご紹介します。ドリルビットつまり、材質、コーティング、および幾何学的特性です。

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ドリルの材質の選び方

材質は大きく分けて高速度鋼、コバルト含有高速度鋼、超硬合金の3種類に分けられます。

高速度鋼（HSS）:

ハイス鋼は現在、最も広く使用されている、最も安価な切削工具材料です。ハイス鋼製のドリルビットは、手動の電動ドリルだけでなく、掘削機など、より安定性の高い環境でも使用できます。ハイス鋼の長寿命のもう一つの理由は、ハイス鋼製の工具は繰り返し研磨できることです。価格が安いため、ドリルビットの研磨だけでなく、旋削工具にも広く使用されています。

コバルト高速度鋼（HSSCO）：

コバルト含有ハイス鋼は、ハイス鋼よりも硬度と赤硬度に優れており、硬度の上昇に伴い耐摩耗性も向上しますが、同時に靭性の一部が犠牲になります。ハイス鋼と同様に、研磨することで加工回数を増やすことができます。

 

炭化物（CARBIDE）：

超硬合金は金属をベースとした複合材料です。その中で、炭化タングステンをマトリックスとし、他の材料をバインダーとして用い、熱間静水圧加圧などの一連の複雑なプロセスを経て焼結します。硬度、赤化硬度、耐摩耗性などにおいて高速度鋼と比較して大幅に向上していますが、超硬合金工具のコストも高速度鋼よりもはるかに高価です。超硬合金は、工具寿命と加工速度の点で、従来の工具材料よりも多くの利点を持っています。工具の繰り返し研削には、専門的な研削工具が必要です。

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ドリルコーティングの選び方

コーティングは使用範囲に応じて、大きく分けて以下の5種類に分類されます。

コーティングなし:

コーティングされていないナイフは最も安価で、通常はアルミニウム合金や軟鋼などの柔らかい材料の機械加工に使用されます。

黒色酸化皮膜：

酸化コーティングは、コーティングされていない工具よりも潤滑性が高く、耐酸化性と耐熱性も優れているため、耐用年数を 50% 以上延ばすことができます。

窒化チタンコーティング：

窒化チタンは最も一般的なコーティング材料であり、比較的硬度が高く、処理温度が高い材料の加工には適していません。

炭窒化チタンコーティング：

炭窒化チタンは窒化チタンから開発され、耐熱性と耐摩耗性に優れ、通常は紫色または青色です。ハース工場では鋳鉄部品の加工に使用されます。

窒化アルミニウムチタンコーティング：

アルミニウムチタンナイトライドは、上記のすべてのコーティングよりも耐高温性に優れているため、より高温の切削環境にも使用できます。例えば、超合金の加工などです。鋼やステンレス鋼の加工にも適していますが、アルミニウムを含む元素が含まれているため、アルミニウムの加工時に化学反応が発生するため、アルミニウム含有材料の加工は避けてください。

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ドリルビットの形状

幾何学的特徴は次の 3 つの部分に分けられます。

長さ

長さと直径の比は倍径と呼ばれ、倍径が小さいほど剛性が高くなります。切りくず排出に十分な刃長と短い突出し長さを持つドリルを選定することで、加工時の剛性が向上し、工具寿命が長くなります。刃長が不足すると、ドリルが損傷する可能性があります。

ドリル先端角度

118°のドリル先端角度は、おそらく機械加工において最も一般的なもので、軟鋼やアルミニウムなどの軟質金属によく使用されます。この角度の設計は通常、セルフセンタリング機能を備えていないため、最初にセンタリング穴を加工する必要があります。135°のドリル先端角度は通常、セルフセンタリング機能を備えています。センタリング穴を加工する必要がないため、別途センタリング穴をドリルで穴あけする必要がなく、作業時間を大幅に節約できます。

らせん角

ねじれ角30°は、ほとんどの被削材に適しています。しかし、より優れた切削片排出性とより強力な切れ刃が求められる環境では、より小さなねじれ角のドリルを選択できます。ステンレス鋼などの難削材の場合は、トルク伝達のために、より大きなねじれ角の設計を選択できます。