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超硬ソリッドドリルとは

読み: ちょうこうそりっどどりる

超硬ソリッドドリルとは、刃先だけでなく工具全体が超硬合金の一体材でできたドリルである。

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概要

ドリルの工具材質には、大きく分けてハイス鋼(高速度工具鋼)、刃先だけに超硬チップをろう付けしたタイプ、そして工具全体を超硬合金で作った超硬ソリッドドリルがある。超硬合金は硬度と耐摩耗性がハイス鋼より高く、高速切削や難削材の加工に向くが、材料自体が高価で靭性(粘り強さ)はハイス鋼に劣る。

超硬ソリッドドリルは、刃先からシャンクまで一体の超硬合金で作られているため、剛性が高く、たわみの少ない直進性の良い穴あけができる。中小径の精密穴あけで採用されることが多い。

ハイス工具・ろう付けタイプとの違い

ハイス鋼のドリルは靭性が高く欠けにくいため、汎用性が高く扱いやすい反面、高速切削での耐摩耗性は超硬合金に劣る。刃先だけ超硬チップをろう付けしたタイプは、コストを抑えつつ刃先の耐摩耗性を高められるが、シャンク部分はハイス鋼や合金鋼のままであるため、ソリッドタイプほどの剛性は得られない。

超硬ソリッドドリルは工具全体が硬く高剛性である分、衝撃や偏心荷重に対しては欠けやすく、機械の剛性や加工条件(振れ・びびり)が安定していないと工具寿命を縮めやすいという側面もある。

適用材質と加工範囲

超硬ソリッドドリルは、鋳鉄やアルミ合金といった一般材から、ステンレス鋼、耐熱合金などの難削材まで幅広く使われる。特に高い寸法精度や面粗度が求められる中小径の穴あけで選ばれることが多く、工具のたわみが少ないぶん、穴の位置精度や真直度を出しやすい。

一方で、非常に長い穴や大径の穴では、超硬合金という材質特有のコストと折損リスクの観点から、ガンドリル加工やBTA加工のような専用工法に切り替わることが多い。

深穴加工との使い分けと工具寿命

超硬ソリッドドリルは、穴径に対する深さの比(L/D比)がそれほど大きくない範囲では有効な選択肢だが、L/D比が大きくなるほど工具のたわみや切りくず詰まりのリスクが増し、専用の深穴加工工法が必要になる。

工具寿命の面では、超硬合金は摩耗が進行しても再研削によって刃先形状を復元できる場合があり、管理された条件下では長く使い続けられる。ただし欠けが生じた場合は再研削で対応できないこともあり、加工条件の安定性が工具コストに直結する。

よくある誤解

超硬合金の工具は硬いので、どんな衝撃にも強い。

超硬合金は硬度・耐摩耗性は高いが靭性はハイス鋼より低く、衝撃や偏心荷重には欠けやすい。機械の剛性や振れ・びびりが安定していないと、むしろ工具寿命を縮めることがある。

超硬ソリッドドリルがあれば深穴加工の専用工法は不要である。

L/D比が大きい深穴では工具のたわみや切りくず詰まりのリスクが増すため、超硬ソリッドドリルだけでは対応が難しくなる。深さに応じてガンドリル加工・BTA加工への切り替えを検討する必要がある。

よくある質問

超硬ソリッドドリルはどのくらいの深さの穴まで対応できますか。+
工具径や材質によって異なるが、L/D比が大きくなるほどたわみや切りくず詰まりのリスクが増える。深い穴や高い真直度が求められる場合は、ガンドリル加工やBTA加工への切り替えを検討することになる。
超硬ソリッドドリルの刃先が欠けた場合、再研削で直せますか。+
摩耗であれば再研削で刃先形状を復元できる場合が多いが、欠けが生じた場合は欠けの程度によって再研削で対応できないこともある。加工先に工具の状態を確認しながら判断するのが確実である。
難削材の穴あけには必ず超硬ソリッドドリルを使うべきですか。+
難削材では耐摩耗性の観点から超硬ソリッドドリルが選ばれやすいが、機械剛性や振れ・びびりの状態が安定していないと欠けやすくなる。材質だけでなく加工条件全体を踏まえて工具を選定する必要がある。

関連用語

出典

  1. 超硬合金・ハイス鋼の工具材質としての特性比較(工具材料に関する一般的な知見)

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