ドリルの選び方は？

今回は、ドリルの基本的な3つの条件からドリルの選び方をご紹介します。ドリルビットそれらは、材料、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

材質はハイス、コバルト入りハイス、超硬ソリッドの3種類に大別されます。

ハイスピード鋼(HSS):

ハイス鋼は現在最も広く使用されており、安価な切削工具材料です。ハイス鋼のドリル刃は手持ちの電動ドリルだけでなく、ボール盤などのより安定した環境でも使用可能です。ハイスが長寿命であるもう一つの理由は、ハイスで作られた工具は繰り返し研削できることも考えられます。安価なため、ドリル刃の研削だけでなく、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):

コバルト含有高速度鋼は、高速度鋼に比べて硬度と赤硬度に優れており、硬度が高くなると耐摩耗性も向上しますが、同時に靱性の一部が犠牲になります。ハイスと同様、研削加工により回数を向上させることができます。

 

超硬(CARBIDE):

超硬合金は金属ベースの複合材料です。その中で、炭化タングステンがマトリックスとして使用され、その他の材料の一部が結合剤として使用され、熱間静水圧プレスなどの一連の複雑なプロセスによって焼結されます。ハイスと比較すると、硬度、赤硬度、耐摩耗性などの点で大幅な改善が見られますが、超硬工具のコストもハイスに比べて非常に高価です。超硬は、工具寿命と加工速度の点で、従来の工具材料に比べて多くの利点を持っています。工具を繰り返し研削する場合には、専門の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以下の5種類に大別されます。

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優れた潤滑性を提供し、耐酸化性と耐熱性の点でも優れており、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、加工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、より高い高温耐性と耐摩耗性を備え、通常は紫色または青色です。ハースのワークショップで鋳鉄のワークピースを機械加工するために使用されます。

窒化アルミニウムチタンコーティング:

窒化アルミニウムチタンは上記のすべてのコーティングよりも高温に対する耐性が高いため、より高度な切削環境で使用できます。例えば、超合金の加工。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によりアルミニウムを加工すると化学反応が起こりますので、アルミニウムを含む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 つの部分に分けることができます。

長さ

長さと直径の比を倍径といい、倍径が小さいほど剛性が高くなります。切りくず除去専用の刃長で突き出し長の短い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向上します。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であり、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、自動調心ではないため、最初に心出し穴を加工することが避けられません。 135°のドリル先端角には通常セルフセンタリング機能があります。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開ける必要がなくなり、大幅な時間の節約になります。

ねじれ角

ほとんどの材料では、ねじれ角 30° が適切な選択です。ただし、より良い切りくず排出とより強力な刃先が必要な環境では、ねじれ角が小さいドリルを選択できます。ステンレス鋼などの難削材では、ねじれ角を大きくした設計を選択してトルクを伝達することができます。