006 切削：穴加工のトラブル事例

切削加工における穴加工でトラブルになりがちな事例と、その対処方法についてご紹介します。

1. 意外と多い穴加工に関するトラブル

精密部品の切削加工では、穴加工に関するトラブルが意外と多いです。
前回ご紹介した下穴や工具の不完全部分の存在を忘れての指示不足も1つですが、それ以外にも様々なトラブルが発生しています。

今回は典型的なトラブル事例をご紹介します。

是非出図前に一度該当しないか確認してみましょう！

2. 深すぎて曲がる

基本的に穴加工はドリルを使用します。

深い穴は一般にロングドリルと呼ばれるような、長いドリルを用います。
あるいは、ガンドリルやBTAと呼ばれる深穴専用の加工機械を使用するケースもあります。

深い穴を開けるときに問題となるのが曲りです。
深くなればなるほど、材質が固いほど曲がりやすいですね。

例えば上図のように、片方から深い穴を貫通で開ける場合を考えましょう。
理想は上のように真っすぐに穴を開けることです。

しかし、現実には下のように深くなるほど曲りが大きくなって、本来貫通してほしい位置からずれてしまいます。
場合によっては1～2mmほどずれてしまう事もあります。
精密な穴位置が必要な時などは、困ってしまいますね。

3. 深穴のトンボ加工

このような場合に良く行われるのがトンボ加工です。

トンボ加工は上図のように、まずは片側から中央付近まで穴を開けておき、次に反対側から穴を開けて中央付近で貫通させるという加工方法です。
こうすることによって、どちら側も穴位置をより正確に開けることができますね。

ただし、トンボ加工の場合、中央付近で若干の段差が生じます。
穴位置自体のずれに加え、穴の曲りが生じるためです。

設計上この段差が許容可能かどうか吟味する必要がありますね。
図面に「トンボ加工可」「中央付近の段差は0.2mm以内なら許容」などと注記を入れていただけると、製造現場は大変助かります。

3. ギリギリすぎて盛り上がる

穴加工は、中身の詰まった材料を、工具が削って掘り進みます。
その際には、周囲に外へ押しやる力が加わります。

気を付けていただきたいのが、壁際ギリギリの穴です。

上図のように壁際ギリギリに穴加工を施すと、壁面に盛り上がりが生じる場合があります。
図面上多少のクリアランスがあったとしても、材料が外に押しやられることで盛り上がりが生じます。

あるいは、ネジの有効長を確保するために、下穴をギリギリまで開けると、底面にも盛上がりが生じる場合があります。

穴加工は特に壁面や底面との猶予を十分に設計したいですね。
少なくとも半径分程度は猶予を持たせるように心がけると良いと思います。

4. 穴加工のトラブルの実際

穴加工は特に製造現場でトラブルになりやすい加工です。

特に下穴の存在が忘れられがちですが、それ以外にも今回ご紹介したように物理的に変形を伴うという事は設計サイドとしても認識しておくと良いでしょう。

無理な設計をすると思いがけないトラブルに繋がりやすいですね。
無理に深い穴にしない、無理にギリギリのクリアランスにしないなど、余裕を持った設計を心掛けると良いと思います。

設計サイド、製造サイドで相互に情報共有しながら、無理のない合理的な設計となるのが理想的です。

設計の際に不明な点があれば、是非製造現場と相談してみてください。

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株式会社小川製作所
取締役 小川真由

＜ 筆者紹介 ＞
2004年慶應義塾大学大学院修了後、富士重工業株式会社(現、株式会社SUBARU)の航空宇宙カンパニーに入社し新規航空機の開発に携わる。5軸加工を中心とした精密機械加工業者での修行を経て、株式会社小川製作所に合流。
製缶・溶接・研磨加工、精密機械部品の製造・供給、機械設計・開発支援の3つの事業を手掛ける。WEBメディアを中心に、情報発信も積極的に行う。2024年よりNews Picksのプロピッカーとしても活動。

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