微細穴加工の寸法精度、真円度、真直度を良好に保つためには、送り精度が高く、安定性に優れた工作機械を使用することが最も重要な前提条件であり、特に、スピンドル、治具、工具の複合誤差を大幅に抑制する必要があることに留意する必要があります。
小径穴加工に適した工作機械には、高精度の小径穴加工が可能な専用ドリルアタッチメントが装備されています。この装置には、主軸との同軸度に便利な水平方向と垂直方向に調整可能なガイドレールが付いています。 ドリルビット スピンドルとドリル軸は特殊な器具を使用して真っ直ぐにされ、低速回転時に2つの軸を調整できます。ドリルビットのみが回転する一般的な加工方法と比較して、スピンドルとドリルビット軸を同時に回転させる方法は、より高い同軸度を得ることができます。
マイクロドリルのシャンク形状は、大まかに言って2種類あり、1つは小さなストレートシャンク、もう1つは太い棒のストレートシャンクです。工具材質は依然として主にコバルト高速度鋼ですが、近年ではコーティングドリルや超硬ドリルが多数登場しています。特に、微粒子炭化物は耐摩耗性と靭性を大幅に向上させています。現在、粒子サイズが0.5μm未満のWC超微粒子炭化物が開発されており、曲げ強度は500kg / mm2、硬度は92.5HRAです。マイクロドリルの製造に使用され、切削性能は非常に理想的です。
穴あけ加工をする前に、予備のドリルビットを顕微鏡で注意深くチェックする必要があります。研磨精度の低いドリルビットを使用すると、加工穴の精度が低下するだけでなく、ひどい場合にはドリルビットが折れる原因にもなります。
ドリルビットのサイズ精度に関しては、ステンレス鋼や鉄ニッケルコバルト合金などの材料を加工する場合、刃先高さ誤差は約0.001〜0.02mmである必要があります。これにより、刃先の摩耗を防ぎ、工具寿命を延ばすことができます。
加工対象部品は、特にドリルの入口と出口で、高い同軸度、垂直度、良好な表面粗さを備えている必要があります。精度が悪いと、刃先の摩耗が増加し、ドリルが破損することもあります。穴の加工精度を向上させるには、入口面を研磨または研磨することが望ましいです。また、センタードリルのドリル先端角度は、使用するドリルのドリル先端角度と一致している必要があります。
マイクロドリルの芯厚は比較的大きく、刃先は比較的小さいため、一般的な周速計算で加工すると、ドリルの動バランスが崩れ、加工穴の精度が低下するだけでなく、ドリルが折れやすくなります。そのため、マイクロ穴加工では、穴径や深さなどを考慮し、ワーク材質に応じて適切な加工条件を決定する必要があります。使用する工具がコバルト高速度鋼ドリルの場合、回転速度は1000～1500m/分にする必要があります。超硬ドリルの場合は、縦弾性係数が高いため、高速回転時の遠心力により刃先の振動が少なくなります。そのため、高速切削が可能です。
マイクロドリルの断面積は小さく、直径が小さいほどドリルの剛性は低くなります。そのため、選択するクランプシステムは、高速回転時に高いクランプ剛性と振れ精度を維持する必要があり、選択するマシニングセンターも高精度の位置決め特性を備えている必要があります。通常、小径穴加工のL/D比が3倍以上になると、切削深さはドリル径の20%〜30%に決定する必要があります。
小径穴加工に使用する切削液は、潤滑性能に特に注意する必要があります。潤滑性に優れた切削液はドリル溝に付着しやすく、ドリル溝を通って加工部に到達しやすく、摩擦が軽減され、工具の摩耗が軽減されるほか、切りくずの除去も容易になります。スプレー装置を使用すれば、切りくずの除去や加工効率の向上にさらに効果的です。
