穴あけ加工とは
穴あけ加工とは、工作物 (ワーク) を固定し、ドリル等の回転工具で円筒状の穴を開ける加工方法です。
一般的に機械加工では、単純な穴あけ加工だけではなくその後の穴内部を仕上げる「リーマ加工」や穴内部にネジを切る「タップ加工」等を含みます。
穴あけ加工の使用用途
穴あけ加工は、木材、鉄板、アルミ板、鋼板等のワークに対して様々なドリルを使用して行われます。その際、加工する素材や板厚に合った適切なドリルと切削手段を選択することが重要です。
1. 基本的な穴あけ加工
多種類のドリルを使用してワークの穴あけ加工を行う方法です。 ワーク外部まで貫通する作業は「通し穴」です。 また、穴あけを途中でやめる作業は「止まり穴」と呼ばれています。
2. 座ぐり加工
開けたネジ穴に深さ1ｍｍ程度のより広い穴を追加工し、ネジ頭部を隠してネジ締め付けを確実にする方法です。この場合「エンドミル」等の工具を用い、鍛造、鋳造で製作されたネジ穴の加工に使用されます。
3. リーマ加工
ドリルを使用して開けた穴の内側を滑らかに精度良く仕上げる加工法です。ここで使用する「リーマ」と呼ばれる棒状工具は、開けた穴の内側に接触させて面の粗さや真円度を改善します。「リーマ」の「切れ刃」部分をワークにこすり続けて、高精度加工を可能にします。
4. タップ加工
ドリルを使用して開けた穴の中にネジを作る方法です。「タップ」と呼ばれる「らせん状のネジ形工具」を回転させながら穴に入れてネジ山を作り出していきます。
穴あけ加工の原理
穴あけ加工は、固定した材料にドリルやリーマなどの工具で穴をあけることで成り立ちます。刃の部分が回転し、被削材の接触部分を削り取ることで、穴をあける加工です。
原理上切りくずが出ることから、ドリルには切りくずを排出するためのリード部があり、さらにホルダに取り付けるためのシャンク部、穴をあけるためのツイストドリル部で構成されます。
穴あけ加工の種類
穴あけ加工は主に浅穴あけ加工、深穴あけ加工、ソリッドドリリング加工、トレパニング加工、カウンターボウリングの5種類があります。
1. 浅穴あけ加工
ドリル直径と比較して3倍の長さ以下の加工方法です。 木材加工ではよく用いられる加工です。
2. 深穴あけ加工
ドリル直径と比較して10倍の長さを超える加工方法です。深穴あけ加工では、加工中にドリルが折れるリスクがあるので作業状況を注視しながら行いましょう。
3. ソリッドドリリング加工
無垢 (未加工) のワークを穴あけする方法です。
4. トレパニング加工
穴の中心に円筒状のコアを残して、穴の周囲を削る方法です。 穴の中に芯を残すため、ワークを貫通させる場合に使用される方法です。
5. カウンターボウリング
既に加工された穴を大きくする加工方法です。 開けた穴内部の仕上がり面をさらに高い精度で加工します。
穴あけ加工のその他情報
穴あけ加工で用いられる機械
穴あけ加工に用いられる機械は主にボール盤、旋盤、フライス盤、マシニングセンタ、ターニングセンタの5つがあります。
1. ボール盤
ボール盤は穴あけ加工をするための代表的な機械です。ドリルを回転させてワークに穴をあけます。NC装置を搭載したNCボール盤はNCプログラムにより制御 (NC加工) できます。
2. 旋盤
旋盤にドリルや中ぐりを取り付けると穴あけ加工ができます。ボール盤はドリルが回転しますが、旋盤はワークを回転させることで穴をあけます。NC装置を搭載したものもあります。
3. フライス盤
フライス盤にドリルを取り付けてドリルを回転させることでワークに穴あけ加工ができます。NC装置を搭載したものもあります。
4. マシニングセンタ
工作物の取り換えなしに、多種類の加工を行うNC工作機械です。フライスやドリルを取り付けることによりワークに穴あけ加工ができます。通常は3軸ですが、回転軸・傾斜軸の2軸を足した5軸マシニングセンタは立体的な加工や複雑な加工をすることができます。
5. ターニングセンタ
回転工具やATC (自動工具交換装置) などが搭載されたNC旋盤よりも多機能な機械で、ドリルやフライスを取り付けることでワークに穴あけ加工ができます。