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シリーズ：ドリルビットが故障する理由｜第16回

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ドリルの回転速度が、ドリルの直径、加工対象物、送り速度に合致していない場合、ドリルは早期に故障する可能性があります。適切な回転数設定は、これら3つの要素すべてに連動していなければなりません。単に機械の回転速度を速くしたり遅くしたりしても、より良い穴あけが保証されるわけではありません。

この記事では、金属加工に使用されるHSSツイストドリルに焦点を当てます。HSSとは高速度鋼のことです。以下の参考値は関係性を示しています。実際のドリルと材料に合わせて、データから生産設定を選択してください。

1. RPMを選択する前に速度を理解する

学期	それはどういう意味か
スピンドル回転速度 n (RPM)	ドリルは1分間に何回転しますか？
切断速度 Vc (m/分)	ドリル外径における切削刃の速度。
直径D（mm）	切削径を使用してください。シャンク径を小さくしないでください。

同じ回転数（RPM）であれば、ドリル径が大きいほど外縁部の切削速度が速くなります。例えば、1,000 RPMの場合、10 mmドリルは3 mmドリルの約3.3倍の切削速度で回転します。これらは計算値であり、推奨設定値ではありません。

図1 同じ回転数で、切削速度が異なる場合。Vc = πDn / 1000 から計算。

2. 過剰な速度はドリルの寿命を縮める可能性がある

ドリルは折れる前に刃先が鈍くなることがあります。回転速度が速すぎたり、送り速度が不十分だったりすると、工具寿命が短くなります。回転速度が速すぎると、外側の角が損傷することもあります。クーラントの供給方法やドリルの選定も重要です。

刃先が摩耗すると、切削を続けるのに余分な力が必要になる場合があります。刃先の状態や作業工程を確認せずに作業を続けると、摩耗の問題が破損の問題に発展する可能性があります。ドリルがどのように故障したか、そして損傷がどこから始まったかを記録してから、変更点を決定してください。

3. 遅い方が必ずしも良いとは限らない

ドリルの回転速度が速すぎても遅すぎても、破損の原因となります。ステンレス鋼用の小型ドリルは、必ずしも非常に低い回転数で運転すべきではありません。

送りに関する問題もあります。送りをmm/分で保持する機械では、送り設定も変更しない限り、回転数を下げると1回転あたりの送り距離が増加します。の以下に、これがなぜ重要なのかを示します。

回転速度の変更では、ワークピースの緩み、刃先の損傷、切削屑が詰まったフルートなどの問題は解決できません。これらの状態については、それぞれ個別に点検する必要があります。

4. ステンレス鋼には効果的な切断が必要です

304や316などのオーステナイト系ステンレス鋼は、穴あけ加工中に加工硬化を起こすことがあります。加工硬化とは、塑性変形によって強度が増す現象であり、単に熱によって鋼が硬くなるという単純な説明ではありません。

ドリルが材料に接触している間は、適切な送り速度を維持し、ドリルが材料に接触したままになったり、材料と擦れ合ったりしないようにしてください。切りくずも穴から排出されなければなりません。そのためには、鋭利な刃先、適切な送り速度、そして効果的な切りくず排出が必要です。これは、無制限の力を加えるという意味ではありません。

ドリルが同じ場所で回転し続け、切削が進まず、材料が削り取られない場合は、切削条件と刃先の状態を確認してください。繰り返し摩擦が生じると、次の切削が困難になることがあります。原因を特定せずに圧力を強めるなどの対処は避けてください。

これは実際にはどういう意味か

回転数（RPM）は、穴あけ加工プロセスの一部分として捉えてください。送り速度、クーラント、切りくず排出速度と併せて検討してください。正しく製造されたドリルであっても、適切な運転条件が必要です。また、用途上の問題が製造上の欠陥である可能性も否定できません。

5 ステンレス鋼のHSS基準

ステンレス鋼の切削における一般的なHSS切削速度の目安範囲は、毎分30～50表面フィート（9.144～15.24メートル/分）です。下の表は、この範囲を回転数（RPM）に換算したものです。この表を使って、直径が切削速度にどのように影響するかを理解し、実際のドリルと材料に合わせて設定を確認してください。

ドリル径	9.144 m/分	15.24 m/分
3 mm	970回転/分	1,617回転/分
6 mm	485回転/分	809回転/分
10 mm	291回転/分	485回転/分
13 mm	224回転/分	373回転/分

表1 計算された回転数（RPM）。最も近い整数に四捨五入。換算：1フィート＝0.3048メートル。

図2　同じ切削速度範囲では、直径が大きくなるにつれて回転数（RPM）を低くする必要がある。網掛け部分は計算上の基準範囲であり、試験済みの安全な運転領域ではない。

これはHSSの幅広い参考範囲です。すべてのステンレス鋼種、硬度、コーティング、またはコバルトHSSドリル専用の設定値を提供するものではありません。これらの値は、Jiacheng M35またはM42製品の推奨値ではありません。

まず、ドリルメーカーの実際のデータを使用してください。材質のグレードと状態、穴の深さ、クーラント、機械の性能を確認してください。超硬ドリル用の回転速度表をHSSドリルにコピーしないでください。

6. フィードとRPMを一致させる

1回転あたりの送り量fnは、ドリルが1回転で進む距離（mm/rev）です。送り速度Vfは、1分間にドリルが進む距離（mm/min）です。両者の関係は次のとおりです。

V_f= f_nxn

機械の送り速度を60mm/分に固定したとします。回転数のみを変更した場合、以下の値が得られます。これは計算例であり、穴あけ加工に関する推奨事項ではありません。

スピンドル速度	送り速度	1回転あたりの送り量
1,200回転/分	60 mm/分	0.05 mm/回転
600回転/分	60 mm/分	0.10 mm/回転
300回転/分	60 mm/分	0.20 mm/回転

表2はfn = Vf / nを用いて計算した値である。3行すべてにおいて同じ送り速度を使用している。

図3 送り速度を60mm/分に固定した場合、回転数を半分にすると1回転あたりの送り速度が2倍になる。バーの長さは1回転あたりの軸方向の送り量を示しており、切削力を示すものではない。

回転速度を600RPMから300RPMに落とすと、1回転あたりの送り量が2倍になります。ただし、この新しい値がドリルやセットアップに対して高すぎる場合は、過負荷が発生する可能性があります。送り量を一定に保ったまま回転速度を上げると、逆の効果が得られ、1回転あたりの送り量が減少します。

機械の送り制御方法を確認してください。送りがmm/回転で設定されている場合、コントローラーは通常、回転数に応じてmm/分を変化させ、選択された1回転あたりの送り量を維持します。設定を調整する前に、アクティブモードと機械の動作を確認してください。

手動送りドリルでは、圧力は校正済みの送り設定ではありません。上記の計算値は、推奨される手動力に直接変換することはできません。

7. RPMを責める前に条件を確認してください

一つの症状には複数の原因が考えられます。以下のチェック項目を参考に調査を進めてください。この表だけでは、訓練の失敗を診断することはできません。

観察された問題	チェック項目には以下が含まれます
工具寿命が短い	回転速度、送り速度、ドリルビットの選択、そして冷却液が目的の箇所に到達すること。
外側の角が破損している	過剰な回転速度、冷却液の過剰使用、および加工対象物内の硬化箇所。
突然の破損	チップ詰まり、過剰送り、刃先の摩耗、および確実なクランプ。
特大の穴	中心合わせ、スピンドルの状態、および工作物の動き。

購入者および販売代理店向けに、材料のグレードと状態、ドリルモデルと直径、穴の深さ、使用機器、運転回転数、送り方式、クーラントの種類を記録してください。切削刃、切りくず、破損部分の鮮明な写真も添付してください。これにより、供給業者は公正な比較を行うための有用な証拠を得ることができます。

材料、熱処理、形状、およびロットの一貫性については、サプライヤーが引き続き責任を負います。明確なアプリケーションガイダンスは、顧客が製品の品質を再現性の高い穴あけ性能へと結びつけるのに役立ちます。

このシリーズについて
「ドリルビットが故障する理由」は、弊社の制作チームが執筆する技術シリーズです。各記事では、原材料からパッケージングまで、ドリルビットの性能に影響を与える特定の要素に焦点を当てています。目的はシンプルです。購入者が実際に何を購入しているのか、そしてどのような質問をすべきかを理解できるよう支援することです。

計算に関する注記
チャート上のすべてのポイントと回転数（RPM）の値は、実測値ではなく計算値です。計算式では、D（mm）、Vc（m/min）、n（RPM）、fn（mm/rev）、Vf（mm/min）を使用しています。

投稿日時：2026年11月3日