穴あけ

しくみ

1. 1

   けがいてクランプする。 部品をクランプして、ドリルと一緒に回らないようにします。短くて剛性の高いスポットドリル(または手作業ならセンターポンチ)で、まず正確な位置に印をつけ、ドリルがぶれないようにします。

2. 2

   ドリルを回す。 主軸がドリルを回します。鋼に大きなドリルを使うときは通常、毎分数百回転(rpm)、小さなドリルでは数千回転です。

3. 3

   送り込む。 ドリルは、自身の軸の方向に押されます。2つの切れ刃(円すい形の先端の縁)が穴の底を削ります。1回転あたり通常 0.05–0.3 mm です。

4. 4

   切りくずを排出する。 切りくずは、溝(らせん状の溝)を上へ登り、上から出ていきます。クーラントが先端を冷やし、深い穴は、切りくずを排出するため、短い往復(ペック)で少しずつあけます。

5. 5

   貫通して、抜く。 貫通穴は、先端が反対側に出ると終わり、多くはバリ(粗い縁)が残るので取り除きます。止まり穴は、決めた深さで止まり、底は円すい形です。そのあと、タップで内側にねじを切れます。

主なポイント

材料

ほとんどすべて:金属、プラスチック、木、複合材、回路基板

代表的な部品

ボルト、ピン、リベットの穴、流体の通路、電気のビア

部品サイズ

約 0.1 mm(回路基板)から 50 mm 超まで。深穴ドリルは、直径の 100 倍以上の深さに届く

精度

直径で通常 ±0.05–0.1 mm。リーマ加工(軽い仕上げの切削)で約 ±0.01 mm になる

表面仕上げ

穴の内側で通常 Ra 1.6–6.3 µm(Ra は平均粗さ。1 µm は 1 ミリの千分の1)

向いているロット数

どんなロットでも:手作業の1個から、自動化ラインでの数百万個まで

金型・設備コスト

ドリルは数ドルから数百ドル。ボール盤は数百ドル、CNC 機械は数万ドル以上

速度

1穴あたり数秒。回路基板用のドリルは、1秒に数個の穴をあける

強みと限界

使われる場所

• 自動車エンジンブロックやホイールのボルト穴、油の通路
• 航空宇宙旅客機の外板にある、何十万ものリベット穴
• エレクトロニクスプリント回路基板の穴とビア
• 建設鉄骨やコンクリートへの、アンカーやボルト用の穴
• エネルギー金型、タービン部品、熱交換器の、長い冷却用・流体用の通路

見分け方

• 内壁に細かい円形の跡がある、丸い穴。
• 貫通していない穴の、円すい形の底(ドリルの先端角。多くは約 118°)。
• ドリルが入った側と出た側にある、小さなバリや面取り(斜めの縁)。

比較

動画を見る

Drill Press Basics You Need to Know

Casual DIY · ボール盤の基本を、初心者向けに

CoroDrill 880 - High quality holes in one step

Sandvik Coromant · CNC 機械での産業用の穴あけを、クローズアップで

Deep Hole Drilling from Guhring & Grob

MTDCNC · マシニングセンタで、非常に深い穴をどうあけるか

PCB Factory Tour (Full) - How Is A PCB Manufactured?

Newbury Electronics · 回路基板工場の見学。小さな穴の CNC 穴あけも含む

実写真を見る

• Wikipedia: 穴あけ — ドリル刃、穴あけ機械、穴
• オープン教科書:Introduction to Machining、8.10 Drilling — CC BY 4.0 ライセンスの写真と動画
• Wikimedia Commons の写真検索