ツイストドリルの8つの特徴とその機能

ヘリックス角、ポイント角、主切削刃、フルート形状といった用語をご存知ですか？もしご存知ないなら、ぜひ読み進めてください。ここでは、二次切削刃とは何か、ヘリックス角とは何か、そしてそれらが実際の用途にどのように影響するのかといった疑問にお答えします。

これらのことを知っておくことが重要な理由：異なる材料は、工具に異なる要求を課します。そのため、適切な構造のツイストドリルを選択することは、穴あけ結果にとって非常に重要です。

ツイストドリルの8つの基本特性を見ていきましょう。ポイント角度、主切削刃、切削チゼルエッジ、ポイントカットとポイント薄化、フルートの形状、コア、二次切削刃、およびらせん角度です。

様々な素材において最高の切断性能を実現するためには、8つの特徴すべてが互いに適合している必要がある。

これらを説明するために、以下の3種類のツイストドリルを比較してみましょう。

• ツイストドリル DIN 338、HSS-E
• ツイストドリル DIN 338、HSSE-Co M35
• ツイストドリル DIN 338、HSS 4341

ポイント角度

ポイントアングルはツイストドリルのヘッド部分にあります。この角度は、上部にある2つの主要な切削刃の間で測定されます。ポイントアングルは、ツイストドリルを材料の中心に正確に位置させるために必要です。

先端角度が小さいほど、材料の中心合わせが容易になります。また、曲面上での滑りのリスクも軽減されます。

先端角が大きいほど、タッピング時間は短くなります。ただし、より高い接触圧力が必要となり、材料の中心合わせが難しくなります。

幾何学的な条件として、先端角が小さいほど主切削刃は長くなり、先端角が大きいほど主切削刃は短くなる。

主な刃先

主切削刃が実際の穴あけ作業を担います。切削刃の長さは、短い切削刃に比べて切削性能が高くなりますが、その差はごくわずかです。

ツイストドリルには必ず、切削されたノミ状の刃で接続された2つの主要な切削刃があります。

ノミの刃先をカット

切削されたノミ状の刃はドリル先端の中央に位置しており、切削効果はありません。しかし、2つの主要な切削刃をつなぐ役割を担っているため、ツイストドリルの構造上不可欠です。

切削された鑿の刃先は材料に食い込み、材料に圧力と摩擦を加える役割を担っています。これらの特性は穴あけ加工にとって好ましくなく、発熱量の増加と消費電力の増加につながります。

しかし、これらの特性は、いわゆる「間引き」によって軽減することができる。

先端の切り込みと先端の間引き

先端部の薄肉化により、ツイストドリル先端の切削刃の刃先が細くなります。この薄肉化によって材料内部の摩擦力が大幅に低減され、結果として必要な送り力が軽減されます。

つまり、薄肉化は材料の中心合わせにおいて決定的な要素となる。これにより、タッピング精度が向上する。

様々な先端形状は、DIN 1412規格で標準化されている。最も一般的な形状は、らせん状先端（形状N）と分割先端（形状C）である。

フルートの形状（溝の形状）

溝状構造は切削屑の吸収と除去を促進するため、切削屑排出経路として機能する。

溝の形状が広いほど、切りくずの吸収と除去性能が向上します。

切りくずの排出が不十分だと、発熱量が増加し、その結果、焼きなましが起こり、最終的にはツイストドリルが破損する可能性がある。

溝幅が広い溝は平坦で、溝幅が狭い溝は深くなっています。溝の深さによってドリルコアの厚みが決まります。平坦な溝は太い（大きな）コア径に対応し、深い溝は細い（小さな）コア径に対応します。

コア

コアの厚さは、ツイストドリルの安定性を決定づける重要な要素です。

芯径の大きい（太い）ツイストドリルは安定性が高く、高トルクや硬い材料に適しています。また、振動や横方向の力に強いため、ハンドドリルでの使用にも非常に適しています。

溝から切り屑を排出しやすくするために、ドリル先端からシャンクに向かってコアの厚みが増すようになっている。

ガイド面取りと二次切削刃

2つのガイド面取りはフルート部分に位置しています。鋭利に研磨された面取りは、掘削孔の側面にも作用し、ツイストドリルが掘削孔内をスムーズにガイドする役割を果たします。掘削孔壁の品質は​​、ガイド面取りの特性にも左右されます。

二次切削刃は、ガイド面取りから溝形状への移行部を形成します。材料に付着した切りくずを緩めて切削します。

ガイド面取り部と二次切削刃の長さは、主にらせん角に依存する。

らせん角（螺旋角）

ツイストドリルの重要な特徴の一つは、らせん角（螺旋角）です。これは、切りくずの形成過程を決定づけるものです。

らせん角が大きいほど、柔らかく、長く削れる材料を効果的に除去できます。一方、らせん角が小さい場合は、硬く、短く削れる材料に使用されます。

ねじれ角が非常に小さい（10°～19°）ツイストドリルは、長い螺旋状の形状をしています。一方、ねじれ角が大きい（27°～45°）ツイストドリルは、短い螺旋状の形状をしています。通常の螺旋形状のツイストドリルは、19°～40°のねじれ角を持っています。

アプリケーションにおける特性の機能

一見すると、ツイストドリルはかなり複雑なものに思えるかもしれません。確かに、ツイストドリルを特徴づける部品や機能は数多く存在します。しかし、それらの特性の多くは相互に関連しているのです。

適切なツイストドリルを見つけるには、まず用途を把握することが重要です。ドリルと皿穴加工に関するDIN規格では、DIN 1836に基づき、用途グループをN、H、Wの3種類に分類しています。

現在では、N、H、Wの3種類だけでなく、様々なタイプのツイストドリルが市場に出回っています。これは、特殊な用途に合わせてツイストドリルを最適化するために、時間の経過とともにタイプが多様化してきたためです。その結果、DIN規格では命名規則が統一されていないハイブリッドタイプも登場しました。MSKでは、Nタイプだけでなく、UNI、UTL、VAといったタイプも取り扱っています。

結論と要約

これで、ツイストドリルのどの機能が穴あけ加工に影響を与えるかが分かりました。以下の表は、各機能の最も重要な特徴をまとめたものです。

基本的には、用途と穴を開けたい材料を特定できます。

どのようなツイストドリルが提供されているかを確認し、穴あけする材料に必要な機能や特徴をそれぞれ比較してください。