チップ式ドリルの工具本体の寿命について

質問

三菱の径１７．５ＴＡＦドリルを使用しているのですがどうも本体の方が、
約半年～1年程度で壊れてしまいます。開ける穴の数が多いということもありますが、アドバイスを頂きたいです。

条件　　：Ｓ２９００Ｆ２００
切込量　：８ｍｍずつ
穴深さ　：２６．５ｍｍ
1か月の開ける穴の数：約１５００～１８００
使用機械：横型マシニング　日立精機ＨＣ－５００

削っている材質はＳ５０Ｃになります。

使っている固定サイクルはＧ８３の深穴ボーリングサイクルを使っています。

情報不足でしたね・・・
ＨＣ－５００なんですが、かなり古い機械ですので、センタースルー構造ではなく、外部からの切削油をかけています。使っている切削油は、ユシローケンＦＸ－６０です。濃度は、約20倍で使用しています。切削油は、刃先とシャンクにかかるようにしています。

マシン自体の主軸の軸ぶれは、０．０２５～０．０３ほどで、古い機械の為、かなり大きいと思います。

切削した後の状況なんですが、新しいチップを使用し、Ｇ８１を使用した場合、約１５ｍｍあたりから、切り屑の熱のせいで、シャンク自体に熱が溜まり溶着するなど、挙動が怪しくなるような状況です。切削油の出る量は調整できる機械ではありません。

現在は、新しいシャンクを購入して、切込量６ｍｍにしましたが、シャンクに溶着したりはしていません。（3日目ですが、おそらくそのうちまた。。。）

ですが、切込量８ｍｍの場合ですが明らかに、使っているうちに、若干の溶着が、しばらくすると始まり、溶着部を磨きながら使用している感じです。。。

やはり、使用している機械が古い為、そんな感じになってしまうのですかね。。。

いろいろアドバイスありがとうございます。

回答No.3

noname#230359

この手のスローアウェイドリルは
工具の偏心には比較的強いハズです.
あえて偏心させて径を変える様な使い方もされますから.

溶着がボディのどの辺に生じるのか判りませんが、
もし、先端やマージンだとすると、切り屑よりもむしろ
あいた穴が小さかったり、ドリルが曲げられたりして
穴の内壁と接触している可能性も考えられます.
穴が小さい様なら偏心スリーブで大きくしたり、
曲げられているなら極力短いホルダに変更するか、
それができなければ、送りを少し落とした方が良いかも知れません.

また、発熱が多過ぎるのであれば、切削速度を下げてみて下さい.
計算すると現状約160m/分になる様ですが、
この切削速度域は外径旋削でもかなりの熱を生じます.
S40C～S50Cあたりは切り屑が切削熱の大半を持ち去りますので、
全般的には切削速度を上げて加工できる材質ですが、
穴あけの場合には、その熱を帯びた切り屑が
ボディの溝から排出される訳ですから、
切削熱の影響をモロに受けると言えます.
三菱のホルダはニッケル系?メッキにより溶着はし難くなっていますが、
一旦溶着を起こしてしまうとメッキの効果は著しく低下します.
切削速度は、2割上げただけで刃具寿命が半分になると言われますが、
2割上昇で刃具寿命を半分にしてしまうくらい発熱量に影響する訳です.

お礼

回答ありがとうございました。
参考にいろいろ試行錯誤した結果なんですが、

切削速度を１２０ｍ/分に下げて切削を行ったところ切削熱の影響が大分下がりました。また、チップの持ちも全く違ったものになりました。

本当にありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

ホルダの寿命は、チップのサイズや形状、
クランプスクリュの締め加減や、使われ方の過酷さで変わって来ます.

スクリュを強く締め過ぎれば、チップ座やスクリュがヘタりますし、
切削によるチップへの負荷が大きくてもチップ座やスクリュがヘタります.
高温にさらされればホルダが熱ダレするでしょうし、
切り粉によってホルダは削られます.
クランプスクリュは使い過ぎるとクランプ力が低下したり、
疲労で吹っ飛んだりします.

ホルダの破損を防ぎたければ、
ホルダが破損に至る前にホルダの状態をよく観察する事です.
壊れてからでは確かめようがありませんので.
ホルダの状態は使用に伴い日々変化します.
チップ座の、本来平坦であるべきところが平坦でなくなっていたり、
チップとの境界部分が妙に削れていたり、
妙なところに溶着を起こしていたり、
クランプスクリュに消耗の印が出ていたり.

とくにスローアウェイドリルはクランプスクリュが吹っ飛べば
即ホルダ損壊ですから、まずは、スクリュの交換頻度をより増やしてみてはどうでしょうか?
スクリュ一個数百円、ホルダ一本数万円.
もし万が一スクリュの交換頻度が増えただけでホルダの破損が減る事になったら、
その方がずっと安上がりでしょう?
それと、もしこれまで締め付けトルク管理をしていなかったのであれば、
締め過ぎを防ぐために試しにトルクレンチを使ってみるのも良いかも知れません.
切削工具メーカーでトルクレンチを用意している事もあります.

補足

スクリュなんですが、交換頻度は、まちまちですね・・・汗
恥ずかしい限りです。

定期的なクランプスクリュの交換のほうを検討していきたいと思います。

回答No.1

noname#230359

わからない部分が在るので推測で回答を致します。

本体が壊れると言う事は振れがと言う意味なのか、欠損と言う意味なのかがわかりませんが、G83を使用している時点で少し想像できる事が在ります。

切粉の問題よりも切削油（油性か水溶性かはわかりませんが）をかける為と思われます。

と言うことは切削油の当て方が刃先だけに集中し過ぎて熱がシャンク側に溜まっている等など。

また、該当工具は本来はセンタースルー工具のようですが、外部給油で使用されてる気もしますね。
（センタースルーを使用していれば2D以下の切削でG83が必要とは思われないので）

ドライでとも思いましたがドライで在ればそこまで工具を持ち上げる必要もなさそうなので違うと推測を致しました。

センタースルーやドライで使用されているならば見当違いなのですが、切削油を上手く当てるだけで工具の持ちは違います。

オイルミストなどで在れば特に刃先とシャンク側から刃先へ向けての給油を行わないとシャンクに熱が溜まります。

同じ三菱でも止まり穴か貫通かで違いますが貫通穴で在れば、センタースルー構造ではないTAWの方が良いかと思います。

ドライで在ればシャンク一体構造のBIGの物など結構良さそうでした。

振れだけであればスリーブで調整しながら寿命を延ばすのも手かもしれません。

切削油の条件と壊れ方を追記して頂ければ良いアドバイスを頂けると思いますよ。

ロードメーターを監視されると良いかもしれません。

抵抗の変化が良くわかると思います。

20倍希釈の切削油という事で水溶性と思われますが
熱疲労もある気がします。

油性の方が良いのでしょうが希釈を10倍ぐらいまで濃くされてみるか
ロックライン等のノズルを工夫されて当て方を改善するのも良いかと。

穴ピッチ間が広くないので在ればG83を使用して外部給油されるなら
オーバーライドを下げられるのもひとつの手です。

私はアルミの加工ばかりなのですが、やはり油性に改善されるのが良いかと思われます。

水溶性だと加熱冷却を繰り返すのと溶着は潤滑不足な状況の様に思われます。

オーバーライドを下げてかける時間を少しでも長くするか
潤滑性の良いものを使われるかですが
直ぐに出来るのは希釈を上げ、オーバーライドを下げて
ロードメーターの監視でしょうか。

出来れば新品と比べれば一番良いと思います。

出来る事から試すのが一番です。

補足

止まり穴です。

壊れ方は、外側のほうのチップを固定しているスクリュのねじ穴あたりから、割れてホルダ自体が壊れてしまってる感じです。
おそらく溶着したのを、磨いていくうちに、その部分が弱くなっている為だと思いますが。。。
切削油をうまく当てるのはできる限りはしてるのですが。。。

古い機械である以上、やはりここらが寿命になってくるんでしょうかね？