穴あけは0.1mm、リーマ加工はH7、中ぐり加工はさらに高精度を実現します。嵌め合い等級に合わせて穴加工工程を選定してください。BQUQは12時間で穴加工のお見積りを提供します。
穴あけ、リーマ加工、中ぐり加工：工程別の穴公差
標準的なツイストドリルによる穴あけはおおよそ±0.1mm、リーマ加工はH7、中ぐり加工はH6またはそれ以上の精度を達成します。選択する工程は、サイズ公差だけでなく、穴内部の真円度、真直度、表面仕上げをも左右します。図面に指定された嵌め合い等級に工程を合わせてください。中ぐり加工が必要な箇所を穴あけ加工で済ませてしまった場合、工具交換では修正できないからです。
穴は機械加工部品において最も一般的な形状であると同時に、組立不良の最も一般的な原因でもあります。穴が大きすぎる、小さすぎる、楕円形、すりばち状、または軸から外れて曲がっている場合、単純なピン嵌めやベアリングシートが手直し作業に変わってしまいます。図面の嵌め合い指定（H7、H8、または一般的な±寸法）が工程を決定づけるべきであり、各工程にはコストと能力が明確に定義されています。本ガイドでは、CNC機械における4つの穴加工工程、各工程が現実的に達成できる公差、そして嵌め合いを満たす最も安価な工程を機械工が選択できるようにするための穴の指定方法について説明します。
4つの工程とそれぞれが達成する精度
ツイストドリルによる穴あけは基本です。回転する溝付き工具が一回のパスで穴を切削し、高速かつ低コストですが、公差範囲はサイズと深さに応じておよそ±0.1mmまたはそれよりも緩く、さらに入口での振れや、わずかにすりばち状の穴口が生じる傾向があります。リーマ加工は、穴あけされた穴に多刃リーマを通し、少量の取り代（通常0.1〜0.3mm）を除去して、H7以上の精度ときめ細かい仕上げ面を実現します。中ぐり加工は、単刃工具を使用して既存の穴を正確なサイズに拡大します。これは最も制御性の高い工程であり、H6以上の精度が可能ですが、最も低速です。4つ目の選択肢は、非常に小径または深い穴向けで、深くて真直な穴にはガンドリル加工、回転工具では到達できない穴には放電加工（EDM）が用いられます。
| 工程 | 標準的なサイズ公差 (ISO) | 真円度 | 表面仕上げ (Ra) | 穴あたりの相対コスト |
|---|---|---|---|---|
| ツイストドリル穴あけ | ±0.1mm またはそれ以上 (H12–H13 範囲) | 普通 — 入口で楕円になる可能性あり | 1.6–6.3 µm | 最も低い |
| 穴あけ + リーマ加工 | 一般的にH7 (H8は容易、H6は注意が必要) | 良好 | 0.4–1.6 µm | 低〜中程度 |
| 中ぐり加工 (単刃) | H6–H7、調整可能 | 優れている | 0.4–1.6 µm | 中〜高 |
| ガンドリル加工 (深穴) | 直径 ±0.05–0.1mm | 深さ方向に良好 | 0.8–3.2 µm | 高、深さに依存 |
| 内面研削 | H5–H6 可能 | 優れている | 0.1–0.4 µm | 最も高い |
公差等級について少し説明します。直径10mmのH7穴の公差範囲は、基準寸法に対して約+0.015mmです。H8は約+0.022mmに広がり、H6は約+0.009mmに狭まります。リーマ加工は、リーマが穴のサイズに適合し、機械の剛性が高いため、H7を日常的に維持できます。中ぐり加工は、工具を測定されたサイズに調整して修正できるため、H6を維持できます。穴あけ加工はどちらも確実に維持することはできません。穴を開けるだけの荒加工工程です。
穴あけ加工が適切な場合
機械加工部品のほとんどの穴はH7を必要としません。ファスナー用のクリアランス穴、ケーブル通し穴、通気穴、および±0.1mmや±0.2mmの一般的な公差が指定された穴は、穴あけ加工のみで完了します。例えば、M6ネジ用のクリアランス穴は通常6.6〜7.0mmで公差が大きく、リーマ加工は不要です。穴あけは、リーマ加工や中ぐり加工が行われる穴の最初の工程としても適切です。ドリルが材料の大部分を除去し、仕上げ工程は最後の数分の一ミリだけを仕上げます。穴あけで十分な箇所に穴あけを指定することは実際のコスト削減になります。リーマ加工や中ぐり加工は、工具、サイクルタイム、検査が追加されるためです。
深さと直径の比率によって穴あけの条件は変わります。直径の約3倍までであれば、標準的なドリルで問題ありません。3倍から10倍までは、ペック穴あけまたはクーラントスルードリルを使用して、切りくずの詰まりや穴の曲がりを防ぎます。直径の10倍を超える場合は、ガンドリル加工または専用の深穴サイクルが必要になり、深さに応じてコストが上昇します。当社のねじ切り加工ガイドでは、同じ論理をさらに一歩進めて説明しています。タップ加工用の穴は、タップ下穴径がねじの嵌め合い長さを決定するため、それ自体が公差の決定事項です。
リーマ加工を選択すべき場合
リーマ加工は、ピン、ダウエルピン、シャフト、ベアリングシートと嵌め合う穴、つまりH7を指定する穴や、圧入ダウエル穴のようなしまりばめを必要とする穴に対する標準的な答えです。この工程は単純です。穴を0.1〜0.3mm小さく穴あけし（リーマ加工は深く切削するのではなく、均等に取り代を除去します）、その後リーマを一度通します。その結果、真円で真直ぐ、正確なサイズの穴が得られ、仕上げ面も良好で、コストは穴あけ加工よりわずかに高いだけです。リーマ加工は量産にも適しています。フローティングホルダーに保持されたリーマは、穴あけされた下穴の軸に追従するため、下穴がわずかに曲がっていても、リーマ加工された穴は通常真直ぐになります。
| 図面の嵌め合い等級 | それを達成する工程 | 代表的な例 |
|---|---|---|
| クリアランス、±0.1mm またはそれ以上 | 穴あけのみ | ネジのクリアランス穴、ケーブル穴 |
| H11–H12 | 穴あけ、または穴あけ + 軽リーマ加工 | すべり嵌め、低精度 |
| H8 | 穴あけ + リーマ加工 (または中ぐり加工) | 一般機械用嵌め合い |
| H7 | 穴あけ + リーマ加工、または中ぐり加工 | ダウエルピン、ベアリングシート、シャフト嵌め合い |
| H6 およびそれ以上 | 中ぐり加工 (最も精密な場合は研削) | 精密ベアリングジャーナル、バルブガイド |
リーマの選択も重要です。リードが短く剛性の高いマシンリーマは、ハンドリーマよりもサイズを維持できます。また、穴あけはリーマメーカー推奨の取り代で行う必要があります。取り代が多すぎるとリーマがびびり、穴が大きくなります。少なすぎるとリーマがこすれて摩耗が早まり、サイズ制御ができなくなります。リーマ加工は、ひどく曲がった下穴を修正することもできません。ドリルが位置からずれた場合、リーマはそれに追従するため、リーマ加工穴の位置公差は穴あけ工程によって決まります。位置が重要な穴は、最初にセンタドリルまたはスポットドリルで下穴を加工する必要がある場合があります。
中ぐり加工を選択すべき場合
中ぐり加工は、リーマ加工では対応できない場合に使用します。標準的なリーマサイズより大きい穴、H6または調整可能なサイズ制御が必要な穴、断続穴（スロットやオイルギャラリーを横切る穴）、およびリーマが下穴に追従する傾向によって誤差が伝播する可能性がある穴などです。中ぐりバーは調整可能なセンター上の単刃工具であるため、機械工は穴を測定し、次のパスで修正できます。これが、中ぐり加工が最も厳しい公差等級や、公称等級ではなく特定の嵌め合いサイズに2つの穴を合わせる場合に選ばれる理由です。
中ぐり加工は低速で、より高いスキルを要求されます。サイクルタイムが長く、セットアップも複雑で、結果はバーの剛性に依存します。長くて小径の中ぐりバーはたわみ、テーパー状に切削されます。中ぐり加工の典型的な問題は、テーパー（バーのたわみ）、びびり（剛性不足）、サイズのドリフト（長時間の加工における工具摩耗）であり、これらはすべて仕上がった穴の真円度と真直度に現れます。真円だがテーパーがある、または真直ぐだが楕円形の穴については、当社の真円度と同軸度ガイドで、何を測定し、組立前にどのように検出するかを説明しています。
深さ、サイズ、指定による選定
実際の選定手順は次のとおりです。まず、穴の指定を確認します。±0.1mmまたはそれ以上の一般的な±公差であれば、穴あけ加工を行います。H8〜H7であれば、穴あけとリーマ加工を行います。H6、それ以上、リーマ範囲より大きい、またはサイズ調整が必要な場合は、中ぐり加工を行います。次に形状を確認します。深さと直径の比が3倍を超える場合は、ペック穴あけまたはクーラントスルー工具が必要です。10倍を超える場合は、ガンドリル加工または深穴加工の専門家が必要です。断続穴や角度のある入口は、中ぐり加工またはスポットフェイス加工を選択肢に押し上げます。また、穴が他の形状に対して位置公差を持つ場合は、仕上げ工程はサイズのみを修正することを忘れないでください。位置は最初の工程と治具によって決まります。
| 穴の状況 | 推奨される工程 |
|---|---|
| クリアランス穴、任意のサイズ、一般的な公差 | 穴あけ |
| ダウエルピンまたはピン穴、H7 | スポットドリル + 穴あけ + リーマ加工 |
| ベアリングシート、H6、大径 | 穴あけ + 中ぐり加工、測定して修正 |
| 深穴、直径の10倍以上 | ガンドリル加工またはクーラントスルーによるペックサイクル |
| スロットを横切る断続穴 | 剛性の高いバーによる中ぐり加工 |
| ねじ穴 | タップ下穴径に穴あけし、タップまたはスレッドミル加工 |
コストは能力に正比例します。穴あけは数秒と1本の工具、リーマ加工は2本目の工具と1パスの追加、中ぐり加工はセットアップ、測定、低速の送りが追加されます。最も安価で正しい工程は、指定を余裕を持って満たす工程であり、それ以上でもそれ以下でもありません。これが当社がCNCフライス加工および旋盤加工のワークで穴加工をルーティングする方法です。図面の嵌め合い等級が工程を決定し、重要な穴は初品で検証され、精密部品ラインでバッチ全体からサンプリングされます。
よくある質問
Q: 標準的なドリルはどの程度の公差を維持できますか？
A: ツイストドリルは通常、直径に対して±0.1mmまたはそれ以上の公差（およそH12〜H13範囲）で、真円度は普通です。穴あけは荒加工工程です。H8以上の精度が必要な穴は、小さめに穴あけし、リーマまたは中ぐりバーで仕上げます。
Q: リーマ加工と中ぐり加工の違いは何ですか？
A: リーマ加工は、穴あけされた下穴を多刃工具で0.1〜0.3mm拡大し、既存の穴に追従するため、H7を迅速かつ低コストで達成します。中ぐり加工は、単刃の調整可能な工具を使用して、パスごとにサイズを修正でき、H6以上の精度を達成し、より大きな穴や断続穴も処理できます。
Q: リーマ加工にはどのくらいの取り代を残すべきですか？
A: 通常、穴のサイズと材質に応じて、直径に対して0.1〜0.3mmです。取り代が多すぎるとリーマがびびり、穴が大きくなります。少なすぎるとリーマがこすれて摩耗が早まり、サイズ制御ができなくなります。リーマメーカー推奨の取り代に従ってください。
Q: リーマ加工ではなく中ぐり加工が必要になるのはどのような場合ですか？
A: 穴がリーマの範囲より大きい場合、H6または調整可能なサイズが必要な場合、スロットなどの断続部を横切る場合、または下穴の誤差を受け継いではならない場合です。中ぐり加工は低速ですが、CNC機械で最も制御性の高い穴仕上げ工程です。
Q: リーマ加工した穴が真円にならないことがあるのはなぜですか？
A: 通常、リーマ加工の取り代が不十分、リーマの摩耗、または工具のたわみやワークの移動を許す不剛性なセットアップが原因です。真円度は工具の状態と剛性によって決まります。正しい取り代で剛性の高いホルダーに新しいリーマを使用すれば、真円で真直ぐな穴が得られます。
BQUQエンジニアリングチーム著。BQUQは、中国東莞にあるISO9001認証工場であり、CNC機械加工、金属プレス加工、カスタムばね、ヒートシンク、コレットの各ラインを一つの屋根の下で運営しています。図面をsc@bquq.comまたはWhatsApp +86 13713157787までお送りいただければ、12営業時間以内にお見積りいたします。www.bquq.com
