焼入れ鋼用超硬ドリルビット: 選択、速度、セットアップガイド

機械工に硬化鋼の穴あけについて尋ねると、同じ話が返ってきます。輝くドリルの先端、きしみ音を立てるスピンドル、そして成長を拒否する穴です。 50 HRC 以上の工具鋼は、通常の金属というよりも研磨剤のように作用します。部品が熱処理されるとルールが変わり、軟鋼で完璧に機能する工具は 1 つの穴にも耐えられなくなります。硬化鋼用の超硬ドリルビットはまさにこの状況に対応するものですが、適切なドリルを購入するだけでは仕事の半分にすぎません。残りの半分は、基材、形状、切断データを目の前にある硬度に合わせることです。ここでは、私たちが自社の研削工場でそのマッチングにどのようにアプローチするかを説明します。

硬化鋼の挙動がこれほど異なる理由

ハイス鋼は、ワークも工具と同じ硬さになる優れた材質です。 D2、A2、H13、M2 などの熱処理鋼や完全硬化ダイス鋼は、通常 45 ～ 62 HRC の間にあり、そのレベルでは、刃先で 3 つのことが同時に起こります。

• 先端部の切削圧力が急激に上昇し、通常のツイストドリルの薄いウェブは切れずにたわみます。
• 変形エネルギーのほとんどすべてが熱になりますが、硬化鋼は熱の伝導が低いため、その熱は行き場がありません。
• エッジを擦ると表面はさらに加工硬化するため、切れ味の悪いドリルを使用すると、最初の試行よりも次の試行が難しくなります。

ハイスは摂氏約 600 度を超えると硬度が失われるため、硬化した鋼を切断するのではなく研磨します。固体超硬はその硬度をはるかに超えて硬度を維持し、関与する推力に耐える圧縮強度を備えています。この組み合わせが、ここでカーバイドがデフォルトの答えである理由のすべてです。

超硬ドリルビットが焼入れ鋼に適している理由

すべての超硬ドリルが硬化鋼ドリルであるわけではありません。 2 つの工具は、直径とシャンクを共有しながら、切削で​​はまったく異なる動作をすることができます。

基板

約 6 ～ 12% のコバルトを含む微粒子および超微粒子炭化物は、刃先の鋭さと抗折強度の最適なバランスを提供します。粗いグレードは衝撃に強くなりますが、鋭いエッジの硬化鋼の要求に耐えることができず、丸みを帯びたエッジは単に擦れます。

コーティング

AlTiN、TiAlN、または TiSiN コーティングは熱障壁として機能し、摩擦を低減し、熱を工具内ではなくチップ内に保ちます。コーティングは非常に重要ですが、柔らかい基材を救うことはできません。最初にグレードを選択し、次にコーティングを選択します。

ジオメトリ

ウェブを薄くした 140 度の先端角度により推力が低下し、歩かずにドリルを開始できるようになります。強化されたマージンとわずかにネガティブなエッジ処理によりチッピングを防ぎます。フルートの長さは穴が許す限り短くする必要があり、深さが 3 つの直径を超えるとすぐに内部クーラント チャネルがコストを稼ぎます。先端の角度だけで動作がどの程度変化するかを確認したい場合は、次の比較をご覧ください。 118 度および 135 度のドリルポイント 便利な読み物です。

汎用超硬ソリッドツイストドリルビット ●鋼、鋳鉄、ステンレス鋼など様々な被削材の高能率穴あけに最適です。 ●内部冷却・外部冷却機能付きのストレートシャンクツイストドリルです。 製品を見る→

ツールを硬度バンドに合わせる

ドリルを選択する際に最も役立つ数値は硬度です。以下の表は、お客様との会話で使用する開始ロジックを反映しています。

高硬度鋼の超硬穴あけ加工用切削データ

軟鋼から引き継がれた本能は、主軸を遅くして送りに頼ることです。硬化鋼では、その逆が真実に近くなります。エッジがこすれずに切れるように、1回転あたりの送りをしっかりと保ち、表面速度を低く保ちます。

• 表面速度: 45 HRC 未満ではおよそ 40 ～ 60 m/min、45 ～ 55 HRC では 25 ～ 40 m/min、55 HRC 以上では 15 ～ 25 m/min。
• 1 回転あたりの送り: 直径に応じて 1 回転あたり約 0.05 ～ 0.15 mm、上限になるほど直径が大きくなります。
• ペック深さ: 直径の半分から直径 1 つまで、完全に後退して切りくずを取り除きます。
• クーラント: スルーツールクーラントまたは高圧エアオイルミスト。フラッドクーラントだけがポイントに到達することはほとんどありません。

チップに注目してください。銀色または麦わら色のチップはプロセスが正常であることを意味し、青色または光るチップは表面速度または送りが間違っていることを意味します。

超硬を長持ちさせるセットアップルール

超硬は脆く、硬化鋼の穴あけは不可能です。私たちが目にする壊れたドリルのほとんどは、グレードではなくセットアップが原因です。

• シャンクの振れを測定し、表示された振れの合計を 0.01 mm 未満に保ちます。ミクロンが増えるごとに、1 つのフルートにかかる負荷が倍増します。
• 穴に届く最短のドリルとホルダーを使用してください。スタブホルダーは長いコレットエクステンションに勝ります。
• 穴の近くでワークをクランプし、動きをなくします。ほんの数ミリでもエッジが欠けるのに十分です。
• 手動送りではぐらつきごとに負荷が変化するため、硬化鋼に手で穴あけをしないでください。
• 超硬スポットドリルでスポットし、底に滞留せずに安定した送りで入力します。
• 切れ味が鈍くなったドリルは、通常は刃先処理が損なわれてしまうため、手で修正するのではなく交換してください。

直径 5 よりも深い穴の場合、クーラントを通す形状を備えた専用の深穴設計により、真っ直ぐな穴と廃棄部品の違いが生じます。

深穴ドリル ツイストドリルビット ●鋼、鋳鉄、ステンレス鋼など様々な被削材の高能率穴あけに最適です。 ●内部冷却・外部冷却機能付きのストレートシャンクツイストドリルです。 製品を見る→

穴あけが解決策ではない場合: 代わりに穴をフライス加工します

約 55 HRC を超える場合、または穴が機械に対して大きい場合は、多くの場合、ヘリカル補間の方が賢明な方法です。高精度エンドミルは浅い角度で突入し、外側に旋回するため、荷重が点に集中するのではなく、溝に沿って分散されます。その結果、穴がより丸くなり、完成品に埋もれた工具が破損するリスクが大幅に減少し、別途リーマ加工を行わなくても位置公差が維持されます。強化されたエッジと微細なミクログレイン構造を備えた超硬質グレードは、まさにこの作業のために作られています。

高精度4枚刃フラットエンドミル ●ショート刃設計により工具の耐摩耗性が大幅に向上し、ワークのより高い面品位が得られます。 • 主に機械加工に使用されます。 製品を見る→

硬化鋼工具の製造パートナーの選択

硬化鋼の穴あけは工具の問題であり、工具はその背後にある研削と同等の性能を発揮しなければなりません。常州マトンツールズは、長江デルタの工具町、西夏樹に拠点を置く超硬工具メーカーです。当社では輸入した 5 軸および 6 軸 CNC 研削センターでドリルとエンドミルを研削し、ドイツ、日本、スイスからの高精度機器で検査します。当社のチームには、教授レベルの上級エンジニア 2 名と 10 名以上の工具エンジニアが含まれており、華東科技大学との長期にわたる研究パートナーシップと 10 を超える特許によってサポートされています。当社は ISO9001 に準拠し、航空宇宙、自動車、エレクトロニクス、金型製造、防衛製造の顧客にサービスを提供しています。

私たちの 超硬ソリッドドリルビット ラインナップは、汎用ツイストドリル、深穴ドリル、ストレートフルートドリル、3フルート設計をカバーしています。ご注文前に、材質の硬度と機械の設定をお知らせいただければ、適合するグレード、コーティング、形状を推奨させていただきます。

重要なポイント

• 超硬はコーティングのせいではなく、高温硬度と圧縮強度のおかげで焼入れ鋼に勝ります。
• 基材と形状を硬度バンドに合わせます。 30 HRC ドリルと 55 HRC ドリルは別の工具です。
• 表面速度を低く保ち、1 回転あたりの送りをしっかりとし、短いペックと冷却剤をポイントに供給します。
• 剛性、低い振れ、安定した送りにより、どのグレード変更よりも多くの破損を防止します。
• 55 HRC を超える場合は、ドリル加工の代わりに超硬エンドミルを使用したヘリカルミーリングを検討してください。