掘削とは何ですか？-定義、プロセス、およびヒント

ドリルとは何ですか？

穴あけは、ドリルビットを使用して、固体材料に円形の断面を持つ穴を開ける切断プロセスです。ドリルは通常、回転する切削工具であり、多くの場合多点です。ビットはワークピースに押し付けられ、毎分数百から数千回転の速度で回転します。その結果、刃先がワークに押し付けられ、穴あけ時に穴から切りくずが除去されます。

岩を掘削する場合、ビットは通常回転しますが、通常、穴は円形の切削動作では作成されません。代わりに、穴は通常、すばやく繰り返される短いストロークを使用してドリルビットを穴に打ち込むことによって作成されます。

ハンマードリルの衝撃は、穴の外側（上部のハンマードリルビット）またはボアホールの内側（ダウンホールドリルビット、DTH）から実行できます。水平掘削に使用されるドリルは、ドリフタードリルと呼ばれます。

関連： 掘削機とは？

まれに、特殊な形状のドリルビットを使用して非円形の断面の穴を開けます。正方形の断面が可能です。

ドリルプロセス

ドリル穴は、入口側の鋭いエッジと出口側のバリの存在が特徴です。また、通常、穴の内側にはらせん状の送りマークがあります。

穴あけは、穴の開口部の周りに低い残留応力を作成し、新しく形成された表面に高応力で乱れた材料の非常に薄い層を作成することにより、ワークピースの機械的特性に影響を与える可能性があります。これにより、ワークピースは、応力がかかった表面で腐食や亀裂の伝播を受けやすくなります。これらの有害な状態を回避するために、仕上げ操作が行われる場合があります。

溝付きドリルビットの場合、切りくずは溝を介して除去されます。材料やプロセスパラメータによっては、チップが長いスパイラルや小さなフレークを形成する場合があります。形成された切りくずの種類は、材料の被削性の指標となる可能性があり、長い切りくずは、材料の被削性が良好であることを示しています。

可能であれば、ドリル穴はワークピースの表面に対して垂直に配置する必要があります。これにより、ドリルビットが「歩く」傾向、つまり、ボアの意図した中心線から偏向して穴が誤って配置される傾向が最小限に抑えられます。ドリルビットの長さ対直径の比率が高いほど、歩く傾向が大きくなります。歩く傾向は、次のような他のさまざまな方法でも先取りされます。

• 次のように、ドリルする前にセンタリングマークまたはフィーチャーを確立します。
  • ワークピースにマークを鋳造、成形、または鍛造する
  • センターパンチング
  • スポットドリル（つまり、センタードリル）
  • スポットフェーシング。鋳造または鍛造の特定の領域を機械加工して、粗い表面に正確に配置された面を確立します。
• ドリルブッシング付きのドリルジグを使用してドリルビットの位置を制限する

穴あけによって生成される表面仕上げは、32〜500マイクロインチの範囲である可能性があります。フィニッシュカットは32マイクロインチ近くの表面を生成し、荒削りは500マイクロインチ近くになります。

切削液は通常、ドリルビットの冷却、工具寿命の延長、速度と送りの増加、表面仕上げの増加、および切りくずの排出を支援するために使用されます。これらの液体の塗布は、通常、ワークピースにクーラントと潤滑剤を注入するか、スプレーミストを塗布することによって行われます。

使用するドリルを決定する際には、目前のタスクを検討し、どのドリルがそのタスクを最もよく達成するかを評価することが重要です。それぞれが異なる目的を果たすさまざまなドリルスタイルがあります。サブランドドリルは、複数の直径を掘削することができます。スペードドリルは、より大きな穴のサイズをドリルするために使用されます。インデックス可能なドリルは、チップの管理に役立ちます。

金属に穴を開けるための12のヒント

ほとんどの日曜大工の場合、金属片に穴を開ける必要がある時期が来る可能性があります。それを行うために使用されるツールと方法は、そこにあるさまざまな種類の金属とほぼ同じくらい多様です。

金属を掘削することは、木材を掘削することほど難しくはありませんが、いくつかの異なる技術といくつかの追加の備品が必要です。任意のポータブルドリル（または、ドリルプレスがある場合はドリルプレス）を使用できます。最高のドリルビットは、木材でも機能するのと同じ標準ビットです。

関連： ドリルビットとは何ですか？

金属の穴あけに関する最も重要なルールは、いくつかの基本的な安全上のヒントに従い、過熱を防ぐためにゆっくりと穴を開けるなどの適切な技術を使用することです。同じ方法が、板金からアルミニウム、厚い鋼板まで、ほとんどの金属材料で機能します。

タスクを高速、簡単、安全にするための12のヒントを次に示します。

1。金属穴あけに必要なドリルビット

ほとんどすべての汎用ツイストビットは、金属に穴を開けるのに適切な仕事をします。実際、金属用のほとんどのドリルビットは、木材やプラスチックを含むさまざまな材料をドリルで貫通するように製造されています。最も安価なツイストビットは高速度鋼（HSS）でできており、これらの基本的なビットはほとんどの金属穴あけ作業に適しています。

多くの穴を開ける場合、またはステンレス鋼や鋳鉄などの硬くて研磨性のある金属に穴を開ける必要がある場合は、黒色酸化物または金属用のコバルト鋼のドリルビットにさらに数ドルを費やします。これらのビットは、鈍くなる前にさらに多くの穴を開けます。

一部のビットには、窒化チタン（TIN）と呼ばれる特別なコーティングが施されています。これは、熱と摩擦に対する耐性を高め、標準の高速度鋼ビットよりも最大6倍長持ちするとメーカーが主張しています。

2。目を保護する

深刻な眼の怪我を引き起こすのに必要な小さな金属片は1つだけなので、金属を穴あけするときの適切な眼の保護は絶対に必要です。最高の保護のために、顔の側面を包む安全メガネを選択してください。

3。センターパンチを作る

ドリルビットは、最初にドリルを開始したときにさまよう傾向があります。これを防ぐには、穴を開けたい場所を測定してマークを付け、中央のパンチとハンマーを使用して小さなディンプルを作成します。これにより、ドリルを開始するときにドリルビットの先端に乗る場所が与えられます。

4。潤滑ビットが長持ちする

1/8インチ以上の鋼に穴を開ける場合は、切削液または3-IN-ONEなどの多目的オイルを使用します。ビットに注油すると、摩擦と熱の蓄積が減少し、穴あけが容易になり、ビットが長持ちします。アルミニウム、真ちゅう、鋳鉄などのドリルしやすい金属の場合、通常、潤滑は必要ありません。

5。クランプはステッチを防ぎます

片方の手で金属片を持って、もう一方の手でドリルで穴を開けようとしないでください。金属のドリルビットが引っ掛かり、ワークピースが即座に回転、衝突、およびスラッシュする可能性があります（鋭い金属エッジが骨にスライスします！）。ワークピースをしっかりと押さえるために、常に最低2つのクランプを使用してください。

6。小さな穴から始める

大きな穴が必要ですか？小さく始めましょう！ほとんどのツイストビットは、直径1インチまでのサイズで入手できますが、1/4インチから始めると最良の結果が得られます。希望のサイズに達するまで、金属用のドリルビットを使用して穴を開け、連続して大きな穴を開けます。選択するツイストドリルビットの詳細をご覧ください。

7。穴のバリ取り

金属に穴を開けた後、残っている鋭いエッジやバリを取り除くことをお勧めします。鋭いエッジを滑らかにするための派手なバリ取りツールを購入することもできますが、お金をかける前に、次のトリックを試してください。ドリルしたばかりの穴よりも直径が少し大きいツイストビットを取り、穴の上部にそっと手でツイストします。これにより、穴の端が滑らかになり、バリがあれば削り取られます。

8。ホールソーはより大きな穴を切ります

大きな穴の場合、ホールソーは仕事をきれいにそして迅速に終わらせます。ツイストビットのように、ホールソーはドリルにぴったりとはまり、アルミニウムや鋼などの薄いゲージの板金を切断します。ホールソーのパイロットビットの裏打ちとして、また作業面を保護するために、合板の切れ端を使用してください。

9。低速でドリルする

ビットの回転が速いほど、熱くなります。そして、熱はすぐに鈍くなります。一般に、金属用のドリルビットを使用して、できるだけ遅い速度で金属をドリルスルーすることをお勧めします。鋼や大きなドリルビットなどの硬質金属は、さらに遅い速度を必要とします。小さなツイストビット（1/16インチから3/16インチ）を使用すると、3,000rpmでほとんどの金属にドリルで穴を開けることができます。より大きなツイストビット（11/16インチから1インチ）の場合、350から1,000rpmが推奨されます。

10。サンドイッチを作る

薄い板金にきれいで正確な穴を開けるには、木製のサンドイッチを作ります。板金を2枚の木の間に挟み、すべてをテーブルまたは作業台に固定するだけです。サンドイッチの木製の「パン」層は、板金を平らに保ち、ドリルビットが板金を貫通するときにドリルビットがさまようのを防ぎます。

11。ステップビットを試す

ステップドリルビットは、板金やその他の薄い材料に穴を開けるように設計されています。スチール製のジャンクションボックス、電気サービスパネル、さらにはステンレス製のシンクに、完璧なサイズのきれいな穴が必要な場合にぴったりです。

金属用のステップドリルビットを使用すると、さまざまな直径の穴を開けることができます。一部のドリルビットは、最大3/8インチの厚さの金属に穴を開けます。欠点は？ステップビットは通常のビットよりも高価です。

12。ドリルプレスへのステップアップ

ハンドヘルドドリルだけを使用して金属にほとんどの穴を開けるのはかなり簡単ですが、ほとんどの場合、ドリルプレスを使用するとより高い精度とより良い結果が得られます。ほとんどのドリルプレスは、実際には金属加工を念頭に置いて作られています。ハンドルを引き下げると、ビットがワークピースにまっすぐに突き刺さり、非常に正確な穴が開けられます。

ドリルプレスには、傾斜と高さを調整できる頑丈な鋳鉄製のテーブルも付属しており、さまざまなクランプオプションを利用できます。速度の変更は、蓋を開けて、あるプーリーから別のプーリーにゴムベルトを移動するのと同じくらい簡単です。最も高価なドリルプレスは床置きモデルですが、まともなベンチトップユニットを約100ドルで購入できます。