穴の加工方法にはどのようなものがあるかご存知ですか？

穴の加工方法には、穴あけ、リーマ、リーマ、ボーリング、絞り、研削、穴の仕上げなどがあります。 以下の小さなシリーズでは、いくつかの穴加工技術を詳細に紹介し、穴加工の問題を解決します。

穴はボックス、ブラケット、スリーブ、リング、ディスク部品の重要な面であり、機械加工で頻繁に遭遇する面でもあります。 同じ加工精度と面粗さの要求の場合、穴の加工は外周円面に比べて加工が難しく、生産性が低くコストが高くなります。

その理由は、１）穴加工に使用するツールは加工する穴の大きさによってサイズが制限され、剛性が低いため曲げ変形や振動が発生しやすい。 2) 固定サイズの工具で穴を加工する場合、穴の加工サイズは対応する工具のサイズに直接依存することが多く、工具の製造誤差や摩耗が穴の加工精度に直接影響します。 3) 穴加工の場合、切削領域がワークの内側にあるため、切りくずの排出や放熱の状態が悪く、加工精度や面品位の管理が困難です。

掘削

ドリリングは固体材料に穴を加工する最初のプロセスであり、ドリリング穴の直径は通常 80 mm 未満です。 穴あけには 2 つの方法があります。1 つはビットの回転です。もう一つはワークの回転です。 上記 2 つの穴あけ方法で発生する誤差は同じではありません。ビット回転の穴あけ方法では、刃先の非対称性とビットの剛性不足およびビットのたわみにより、穴の中心線がずれることがあります。歪んでいたり、真っ直ぐでなかったりしますが、絞りは基本的に変わりません。これに対し、ワークを回転させて穴あけする方法では、ビットのたわみにより口径は変化しますが、穴の中心線は直線のままです。

一般的に使用されるドリリングナイフには、ツイストドリル、センタードリル、深穴ドリルなどがあり、最も一般的に使用されるのはツイストドリルで、その直径仕様は次のとおりです。 φ0.1～80mm。

構造上の制限により、ドリルビットの曲げ剛性とねじり剛性が低く、センタリングが悪く、穴あけ精度が低く、一般に IT13 ～ IT11 のみです。表面粗さも大きく、Raは50～12が一般的です。5μメートル;しかし、ドリル加工の切りくず除去率は大きく、切削効率は高いです。 ドリル加工は主にボルト穴、ネジ底穴、油穴など品質要求の低い穴の加工に使用されます。 高い加工精度と表面品質の要件がある穴の場合は、後続の加工でリーマ加工、リーマ加工、ボーリング加工、または研削加工によってそれらを達成する必要があります。

リーミング

リーマ加工とは、穴あけ、鋳造、鍛造などで加工した穴をリーマドリルでさらに加工し、穴の口径を拡大し、穴の加工品質を向上させることです。 リーマ加工は、穴を仕上げる前の前処理として、または要件が低い穴の最終加工として使用できます。 リーマドリルはツイストドリルに似ていますが、歯数が多く、クロスエッジがありません。

リーマ加工はドリル加工と比較して次のような特徴があります。：

(1) リーミングドリルの歯数 (3 ～ 8 歯)、良好なガイド、切断は比較的安定しています。 (2) クロスエッジのないリーマドリル、切削条件は良好です。

(3) 加工代が小さく、切りくずの沈みを浅くし、ドリルコアを厚くすることができ、工具本体の強度と剛性が向上します。 リーマ加工精度はIT11～IT10、表面粗さRaは12.5～6が一般的です。3μM。 リーマ加工は、より小さな直径の穴を加工するためによく使用されます。 大径の穴 (D≥30mm) を穴あけする場合、多くの場合、小さなドリルビット (口径の 0.5 ～ 0.7 倍の直径) を使用して事前に穴あけし、その後、対応するサイズの穴リーマドリルを使用します。穴の加工品質と生産効率を向上させることができます。

円筒穴の加工以外にも、様々な特殊形状のリーマドリル（皿穴とも呼ばれます）を使用して、様々な皿座穴や皿穴の加工が可能です。 多くの場合、皿穴の前面には、機械加工された穴によってガイドされるガイド ポストが装備されています。

リーマ加工は穴の仕上げ加工方法の一つで、生産現場で広く使用されています。 小さな穴の場合、リーマ加工は内面研削やファインボーリングよりも経済的で実用的な加工方法です。

1. リーマー

リーマには大きく分けてハンドリーマとマシンリーマの2種類があります。 ハンドリーマーのハンドル部分はストレートハンドルで、作業部分が長く、ガイド機能が優れています。 ハンドリーマには一体型と外径調整可能な2種類の構造があります。 マシンリーマはハンドルとスリーブの2種類の構造になっています。 リーマは丸穴だけでなくテーパー穴も加工できるテーパーリーマです。

2. リーマ加工とその応用

リーマ取り代はリーマ加工の品質に大きな影響を与えます。取り代が大きすぎると、リーマの負荷が大きくなり、刃先がすぐに鈍くなり、滑らかな加工面を得るのが難しく、寸法公差が低くなります。保証するのが簡単です。前工程で残ったナイフ跡を消すにはマージンが少なすぎて、当然ながら穴加工の品質向上には何の役にも立ちません。 一般的に粗ヒンジのマージンは0.35～0.15mm、細ヒンジのマージンは01.5～0.05mmです。

切りくずの塊を避けるために、リーマ加工は通常、低い切削速度で処理されます (v

切りくずの蓄積を防ぎ、適時に切りくずを除去するには、リーミングを冷却し、潤滑し、適切な切削液で洗浄する必要があります。 研削やボーリングに比べてリーマ加工の生産性が高く、穴精度の確保が容易です。 ただし、リーマ加工では穴軸の位置誤差を補正することはできず、穴の位置精度は前工程で保証する必要があります。 リーマ加工は段穴や止まり穴の加工には適しません。

リーマ加工の寸法精度はIT9～IT7、表面粗さRaは3.2～0が一般的です。8μM。 高精度が要求される中サイズの穴 (IT7 精度の穴など) の場合、ドリラー - リーマ - リーマ プロセスは、生産で一般的に使用される典型的な加工スキームです。

ボーリング加工とは、あらかじめ加工された穴をバイトで拡大する加工方法です。 中ぐり加工は中ぐり盤でも旋盤でも行えます。

1. ボーリング工法

中ぐり加工には 3 つの異なる加工方法があります。

(1) ワークが回転し、工具が送り運動をします

旋盤でのボーリング加工は、ほとんどがこのボーリング工法に属します。 加工の特徴は、加工後の穴の軸線はワークの回転軸と一致し、穴の真円度は主に工作機械の主軸の回転精度、穴の軸方向の形状誤差に依存します。主にワークの回転軸に対する工具送り方向の位置精度に依存します。 このボーリング方法は、外円の表面に同軸が必要な穴の加工に適しています。

(2) ツールが回転し、ワークを送ります

中ぐり盤の主軸は中ぐり工具を回転駆動し、テーブルはワークを送り駆動します。

(3) ツールが回転し、送り動作を行います。

この種のボーリングボーリング方法を使用すると、ボーリングバーの張り出し長さが変更され、ボーリングバーの力変形も変更され、主軸台に近い開口部が大きく、主軸台から離れた開口部が小さくなり、円錐が形成されます穴。 また、ボーリングバーの突き出し長さが長くなると、主軸の自重による曲げ変形も大きくなり、加工穴軸もそれに伴う曲がりが発生します。 このボーリング方法は短い穴の加工にのみ適しています。

2. ダイヤモンドボーリング

ダイヤモンドボーリングは、一般的なボーリング加工に比べ、バックカット量が少なく、送りが小さく、切削速度が速いという特徴があり、高い加工精度(IT7～IT6)と非常に滑らかな加工面(Ra0.4～0.0)が得られます。05μm)。 ダイヤモンドボーリングはもともとダイヤモンドボーリング工具で加工されていましたが、現在では超硬工具、CBN工具、人造ダイヤモンド工具で加工するのが一般的です。 主に非鉄金属ワークの加工に使用されますが、鋳鉄や鋼部品の加工にも使用できます。

ダイヤモンドボーリングの一般的に使用される切削パラメータは、プレボーリングが 0.2 ～ 0.6 mm、最終ボーリングが 0.1 mm です。送り速度は0.01~0.14mm/rです。切削速度は鋳鉄加工時100～250m/min、鋼加工時150～300m/min、非鉄金属加工時300～2000m/minです。

ダイヤモンドボーリングマシンが高い加工精度と表面品質を達成できるようにするために、工作機械（ダイヤモンドボーリングマシン）は高い幾何学的精度と剛性を備えている必要があり、工作機械の主軸は一般的に使用される精密アンギュラ玉軸受をサポートしています。または静圧滑り軸受、高速回転部品は正確にバランスを取る必要があります。また、テーブルがスムーズな低速送り動作を行うためには、送り機構の動きが非常にスムーズである必要があります。

ダイヤモンドボーリングの加工品質は良好で、生産効率が高く、エンジンのシリンダー穴、ピストンピン穴、メインシャフトなどの大量生産における精密穴の最終加工に広く使用されています。工作機械の主軸箱にある穴。 ただし、ダイヤモンドボーリングで鉄金属製品を加工する場合、使用できるボーリング工具は超硬合金とCBNのみであり、ダイヤモンドの炭素原子には炭素原子の性質があるため、ダイヤモンド製のボーリング工具は使用できません。鉄族元素との親和性が大きく、工具寿命が短い。

3. ボーリング工具

ボーリング工具は片刃ボーリング工具と両刃ボーリング工具に分けられます。

4. ボーリング加工の特徴と適用範囲

穴あけ、拡張、リーマ加工と比較して、穴サイズは工具サイズによって制限されず、ボーリング加工は強力な誤差修正能力があり、元の穴軸のずれ誤差は複数回の切削によって修正でき、ボーリング加工を行うことができます。位置決め面により高い位置精度を維持できます。

ボーリングの外周と比較して、ツールバーシステムの剛性が低く、変形が大きく、放熱性と切りくず除去条件が劣るため、ワークピースとツールの熱間変形が比較的大きく、加工品質と生産性が低下します。ボーリングの効率は車の外周ほど高くありません。

まとめると、ボーリング加工の加工範囲は広く、さまざまなサイズ、さまざまな精度の穴を加工できることがわかります。 大口径、高いサイズと位置精度の要件を備えた穴および穴システムの場合、ボーリングがほぼ唯一の加工方法です。 ボーリングの加工精度はIT9～IT7です。 ボーリング加工は、中ぐり盤、旋盤、フライス盤、その他の工作機械で実行でき、柔軟性と柔軟性の利点があり、生産に広く使用されています。 量産では中ぐり効率を高めるために中ぐりダイスが使用されることが多いです。

1. ホーニング原理とホーニングヘッド

ホーニングとは、研削棒（砥石）を備えたホーニングヘッドを使用して穴を仕上げる方法です。 ホーニング加工では、ワークを固定し、工作機械の主軸によりホーニングヘッドを回転させて往復直線運動させます。 ホーニング加工では、研削ストリップが一定の圧力でワーク表面に作用し、ワーク表面から材料の非常に薄い層を削り出します。 砥粒の動きが繰り返されないようにするには、ホーニングヘッドの回転運動の毎分回転数とホーニングヘッドの毎分往復ストローク数が素数でなければならない。

ホーニングトラックの交差角度はホーニングヘッドの往復速度と円周速度に関係し、角度の大きさはホーニングの加工品質と効率に影響します。 ホーニング時には、割れた砥粒や切粉の排出を促進し、切削温度を下げ、加工品質を向上させるために、十分な切削液を使用する必要があります。

加工穴壁を均一に加工するには、穴両端のサンドバーのストロークが陸橋の区間を超える必要があります。 均一なホーニング代を確保し、主軸の回転誤差による加工精度への影響を低減するため、工作機械のホーニングヘッドと主軸との間にはフローティング接続が多く採用されています。

ホーニングヘッド砥石の拡径調整には手動式、空圧式、油圧式など様々な構造形式があります。

2. ホーニング加工の特徴と適用範囲

(1) ホーニング加工により、より高い寸法精度、形状精度が得られます。加工精度はIT7～IT6で、穴の真円度、円筒度誤差は範囲内に抑えられますが、ホーニング加工では加工穴の位置精度は向上しません。 。

(2) ホーニング加工により、より高い表面品位が得られ、表面粗さRaは0.2～0です。25μm、表面金属変成欠陥層の深さは非常に小さい2.5~25μM。

(3) ホーニングヘッドの円周速度は研削速度に比べて高くありません(vc=16~60m/min)が、サンドバーとワークとの接触面積が大きいため、往復速度は比較的高くなります。 (va=8～20m/min)と高い生産性を維持したホーニング加工が可能です。

ホーニング加工はエンジンのシリンダー穴や各種油圧機器の精密穴加工に多く量産されており、長径比10を超える深穴の加工が可能です。 ただし、ホーニング加工は塑性の大きい非鉄金属ワークの穴加工には不向きであり、キー溝やスプライン穴などの穴の加工には適しません。

1. ブローチとブローチ

絞り加工は、特殊なブローチを備えたブローチ盤で行う生産性の高い仕上げ方法です。 ブローチ盤は横型ブローチ盤と縦型ブローチ盤の2種類に分けられますが、横型ブローチ盤が最も一般的です。

ブローチ加工は低速直線運動（主運動）のみを使用します。 同時に作動するブローチの歯の数は通常 3 つ以上である必要があります。そうしないとブローチが安定せず、ワークピースの表面にリング状の波紋が発生しやすくなります。 過度のブローチ力が発生してブローチが破損することを避けるために、同時に作動するブローチの歯の数は 6 ～ 8 を超えないようにしてください。

ブローチ加工には 3 つの異なる方法があり、以下に説明します。：

(1) 積層ブローチ加工

このブローチ加工は、ワークの取り代を1層ずつ順番にブローチで切削するのが特徴です。 切りくずの分断を容易にするために、カッターの歯は交互に配置された切りくず溝で研削されています。 レイヤードブローチ法に従ってデザインされたブローチは、通常のブローチと呼ばれます。

(2) ブロックブローチ加工

このブローチ加工法の特徴は、機械加工表面上の金属の各層が、基本的に同じサイズで互いに絡み合った一連の工具歯 (通常、各セットは 2 ～ 3 個の工具歯で構成されます) によって切削されることです。 各歯は金属層の一部のみを切断します。 ブロックブローチ法に従って設計されたブローチをロータリーブローチといいます。

(3) 総合ブローチ加工

このように、レイヤリングとブロックブローチ加工の利点が凝縮されています。 荒切削部にはブロックブローチ加工、微切削部にはレイヤーブローチ加工を採用。 これにより、ブローチ長さを短くすることができ、生産性が向上し、より良好な表面品位が得られる。 総合ブローチ法に従って設計されたブローチを総合ブローチと呼びます。

2. 絞り穴の加工特性と適用範囲

(1) ブローチは、穴の荒加工、仕上げ加工、仕上げ加工を 1 ストロークで連続して仕上げることができる多刃工具であり、生産効率が高い。

(2) 描画精度は主にブローチの精度に依存し、通常の状態では、描画精度は IT9 ～ IT7 に達し、表面粗さ Ra は 6.3 ～ 1 に達することがあります。6μM。

(3) 穴を描くとき、​​ワークは加工穴自体によって位置決めされ（ブローチの先端部分がワークの位置決め要素です）、穴と穴の相互の位置精度を確保するのは簡単ではありません。他の表面。内周円周面と外周円周面が同軸である必要がある回転部品の加工では、最初に穴を開け、次に位置決めの基準となる穴のある他の面を加工する必要があることがよくあります。

(4)ブローチは丸穴だけでなく成形穴やスプライン穴の加工も可能です。

(5) ブローチは固定サイズの工具で、形状が複雑で高価であり、大きな穴の加工には適していません。

絞り穴は、直径 10 ～ 80 mm、穴の深さが口径の 5 倍以下の中小型部品の穴を加工するために、多くの量産で一般的に使用されます。

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