加工現場の手仕上げ作業の勘どころ
ものづくりの現場において機械を頼らず手作業で行なう、「手仕上げ加工」。本連載では、各工程に沿って、加工現場における手仕上げ加工のコツをお教えします。
第6章 穴あけ作業

6-4 ドリル作業の方法

卓上ボール盤の作業は比較的容易に行なうことが出来るため、作業を安易に行なっている場合が多いのですが、トラブルをなくして作業をするためには、基本的な取り組みを理解する必要があります。

1.作業を始めるにあたって

1) 工作物の固定方法

小さい径のドリルでは図6-20のように手で固定して作業をする場合が多いのですが、小さい工作物に対してドリル径が大きい場合には、工作物が振り回されないように図6-21のようにバイスで固定して作業します。 また、ドリル径が大きい場合や工作物が大きい場合には、図6-22のようにシャコ万力で締め付けるかまたは図6-23のように締め金により固定して作業をします。

図6-20 手による固定

図6-20 手による固定

図6-21バイスによる固定

図6-21バイスによる固定

図6-22シャコ万力による固定

図6-22シャコ万力による固定

図6-23締め金による固定

図6-23締め金による固定

2) 回転数の決定

加工を始めるに当たってドリルの回転数を設定します。回転数の設定はプーリのベルトの位置を変えて行ないますが、どの程度の回転数を選ぶかは工作物の材質などを考慮して決めます。 ハイスツイストドリルで鋼を加工するときに目安となる切削速度を表6-1に示します。切削速度からドリルの回転数を求めるには、(1)の式で求めます。なお、求められた回転数と合う回転数が設定できない場合には、近似の回転の低い方を選んで作業をすればよいでしょう。)

N=1000V/πD (1)

ただし、N: 回転数 min-1、 V: 切削速度 m・min-1 、D:ドリルの直径 mm

表6-1 設定切削速度の目

被削材 軟鋼 炭素鋼 合金鋼 ダイス鋼 鋳鉄 ステンレス
切削速度(m・min-1) 20~30 15~25 5~15 ~5 20~35 5~10

 

2. ドリル作業を進めるための留意点

ドリルを当てる時のもみつけは、先端部のチゼルエッジが擦って接触するために振れやすく、ドリルを当てる時は一気におろさずに少しずつドリルを上下して、ドレル穴と穴あけ位置とが正しく合っているかを確かめながら切込んでいきます。 また、穴あけはポンチ穴をたよりに行われることが多いのですが、先端部のチゼル部とポンチ穴とがずれる時には、穴がずれないようにセンタドリルやスターティングドリルを用いて案内となる窪みや皿もみの作業を行うと良いでしょう。 センタ穴とドリル先端がずれた時には、ポンチを打ちなおしてから作業をしたり、ずれた反対方向に溝をつけたり、工作物を手で反対方向に押して位置を修正しながら穴を開ける方法があります。

3.穴あけ作業

1)クロス穴の穴あけ加工

T字や十字形に交わる穴あけは、最初にあけた穴は問題なくあけることができますが、後からあける穴が先にあけた穴と交わる瞬間はドリルが折れやすいので静かに送ります。交差穴はどちらを先にあけるのかは決まりがありませんが、一般的に長い方からあけます。

2)傾斜面の穴加工

傾斜穴の加工は、ドリルが傾斜方向にすべるため穴が曲がりやすくなります。傾きが小さい場合には、チゼル部から接触するようにドリル先端を小さくして加工する方法もあります。 傾きが大きい場合には、初めに工作物の面に対して図6-24(a)(b)のように座ぐり加工などで削り取ってから加工すると良好な穴加工を行なうことが出来ます。

図6-24傾斜面の穴加工

図6-24傾斜面の穴加工

3)丸棒に直角な穴あけ

ドリル径が小さい場合には、図6-25(a)のように工作物の直径より小さいV形形状のブロックを用いてV溝と穴の位置とが直線になるように丸棒を載せ、バイスなどで固定してから作業をします。その際センタドリルまたはスターティングドリルでもみ付けをしてから行なうとセンタのずれが抑えられます。 また、ドリル径が大きい場合には図6-25(b)のようにドリル径より少し小さめな面を削り取ってからポンチを打ち作業すると初期のドリルの振れを抑えることができます。

図6-25丸棒に直角な穴加工

図6-25丸棒に直角な穴加工

4)異なった素材の合わせ面の穴加工

硬い素材と軟らかい素材が合わさった面の穴あけは切削トルクが不安定のため、軟らかい素材の方に曲がります。そのため、事前に硬い素材に半月形または三角形の溝をあらかじめドリルの進む方向に作っておいて加工すると垂直な穴が加工できます。

5) 深穴の穴加工

ツイストドリルでは、ドリル直径の5倍以上の深さの穴加工を深穴加工として扱う場合が多いのですが、深穴を加工すると切りくずの排出や加工油剤の浸透が低下するため、工具寿命の低下やドリルの折損が発生しやすくなります。 そのため、ドリルを上下させて切り込んでゆくと共に、時々ドリルを穴から抜いて切りくずを除去しながら油剤を穴に供給して加工します。

6) 薄板の穴加工

薄板の穴あけは、ドリルの先端が抜けても外周部は食い付いていないため加工が不安定で、穴の歪やバリが発生しやすくなります。そのため、図6-26のようなローソク形のドリルを用いると良好な加工が出来ます。 また、工作物の変形を避けるため、ドリルの抜け側に当てものをして同時に加工すると変形が少なくなります。

図6-26薄板の穴加工

図6-26薄板の穴加工

7) 油剤の供給

ドリルの先端の刃先の温度上昇や摩耗を防ぐと共に、良好な加工面を得るために油剤を供給することがあります。卓上ボール盤ではスプレーや刷毛、オイル差しなどを用いて供給しますが、油剤は一般に鉱物性の油剤が切れ味も良く加工面もきれいです。

8)抜けぎわの対応

卓上ボール盤の穴あけは主軸上下ハンドルに力を加えて行ないますが、同じ力で加工すると穴のぬけぎわは図6-27に示すように、直角断面に削り代がわずかに残っているため急に切込みが大きくなり、工作物が振り回されたりドリルが折れたりします。 そのため、ドリルが貫通するときには、わずかに上下させながら静かに送ります。また、工作物の下に図6-28に示すように木板の当てものをして加工すると工作物の振れ回りが少なく、また、穴が開いたときには木くずが出てくるので確認しやすくなります。

図6-27 穴のぬけぎわの状態

図6-27 穴のぬけぎわの状態

図6-26薄板の穴加工

図6-26薄板の穴加工

作業現場での卓上ボール盤の穴あけ作業では、この他に工作物や作業手順などによって様々な工夫が見られます。いろいろな情報を参考にして効率よい作業を行なって下さい。

執筆: APTES技術研究所 代表 愛恭輔

『加工現場の手仕上げ作業の勘どころ』の目次

第1章 切断作業

第2章 きさげ作業

第3章 やすり作業

第4章 磨き作業

第5章 けがき作業

第6章 穴あけ作業

第7章 リーマ作業

第8章 ねじ立て作業

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