ガンドリル とは?

海外では主にTHE DEEP HOLE BORING MACHINE(深孔明加工機)と呼ばれているらしい。日本では一般的にガンドリルマシンと呼ばれることが多い。では、ガンドリルマシンと呼ばれるこの物騒な名前の機械・・・一体どのような用途で使われるのか、その疑問にお答えしましょう!!

丸い円筒状のワークに穴をあける型が主流

ガンドリルは、ヨーロッパ地方で最初に作られたと言われている。その故、ドイツ、スイスメーカーなどではガンドリル専門企業が多数存在する。そもそも、ガンドリルとは猟銃や拳銃などの筒に穴をあけるために作られたものである。それ故に、丸い円筒状のワークに穴をあける型をしたものが多い。

ノンステップでの切削加工(ガンドリルマシン)

図を見て気付きましたでしょうか?他のNC工作機械とは違いガンドリルを用いた切削加工は高圧ポンプから供給された切削油がドリル内部を通り、刃先から噴出されドリル外側のV 溝を通り切屑を外部に排出する仕組みになっています。

ガンドリルだからできる高精度な加工

つまり、ガンドリルマシンとはツイストドリルなどでは困難な深孔や小径孔をガンドリルという特殊な工具を用いて高精度に加工することが出来る機械と言えるでしょう。現在では、自動車部品を始めセンサー穴、燃料ノズル、医療工具部品等・・・の加工用途に使われています。実際、当社では全国各地からの加工依頼を受け上記にあげた製品の加工を日々行っています。

ガンドリルマシンについて

深穴加工は,マシニングセンタ,放電加工機,ガンドリルなどを用いたいくつかの加工方法で試みられている。マシニングセンタを用いた方法では,好ましい長さと直径の比(L/D)と同心度を得ることが難しい。放電加工では、加工時間が長く、同心度や内面粗さを確保することが困難です。他のNC工作機械とは違いガンドリルを用いた切削加工は高圧ポンプから供給された切削油がドリル内部を通り、刃先から噴出されドリル外側のV 溝を通り切屑を外部に排出する仕組みになっています。切削油の高圧吐出とガンドリル特有の刃先形状(外刃、内刃)により切屑を互いに干渉させることで細かく分断します。そして細かく分断された切屑は刃先からシャンクまでのストレートなV溝を通りチップボックス内に押し出されます。これにより切屑の排出が容易な為、ノンステップでの切削加工を行い大幅な時間短縮が可能となります。切削油の高圧、高油量の噴出により瞬時に切屑が排出される為、加工内面と切屑の干渉も少なく面粗さや真直度に優れた効果を発揮することが出来ます。その為、切粉による面精度の低下や何回かに別けて送りをかけなければならないなどの他の工作機械とは違い、ガンドリルマシンでは一回の切削加工で短時間での切削加工ができるようになっています。

参考動画(botek社)

日本では1975年から1977年にかけて深穴のガンドリル加工に関する基礎研究が行われ、さらに1983年から1992年にかけて深穴加工における穴の軸方向のずれについての研究が行われた経緯があります。2018年には,チタン合金の超長尺深穴加工の研究が報告されています。しかし,現在までに達成されている長さ対直径比(L/D)の最大値は,知る限りでは140までではあるが、弊社のガンドリルマシン(JDH-600-RFのベースモデル)ではL/D 400を達成、φ1×400mm(L/D 400)のガンドリル加工では世界初となる。

ガンドリルマシン用クーラントタンク

概要:

クーラントタンクは高圧切削油を高圧ポンプから高圧ホースを通して主軸ビルトインモータからガンドリルへ供給され良好なガンドリル加工を実現すると共に切削加工で出た切粉を切削油と共に回収し、チップコンベア、フィルタを通してオイルを再度ろ過してクリーンなオイルとして再利用する為の装置である。

尚、加工で発熱した切削油はオイルクーラで常に最適な温度に保たれる。

動作:

ガンドリルのV溝からチップボックスを通して排出された切粉と切削油は切粉シュータを通じてクーラントタンクの1次(ダーティ)層へと排出される。排出された切削油はチップコンベアで大きな切粉は除去され、コンベア装置(オプション)から2次(ダーティ)層へ流れていき、切粉はチップコンベアトレイへ搬送される。2次層の切削油は供給ポンプからマイクロマグ、カートリッジフィルタを通じて細かい切粉を除去して3次(クリーン)層へ供給される。マイクロマグは中にマグネットが入っており磁力により細かい切粉を吸着し、カートリッジフィルタ内にあるカートリッジ(10μmフィルター)により、切粉をさらに除去する。3次層にある綺麗(クリーン)な切削油は更にサクションフィルタを通じてろ過され高圧ポンプと圧力調整弁(リリーフバルブ)により適正な圧力に調整されて高圧ホースを通じて本機内の主軸ビルトインモータ―からガンドリルへ供給される。

*オプション仕様、連続使用を想定し、バルブ開閉によりカートリッジA⇔Bと油路を切り替えることで、使用していない側のフィルタを交換できる。

各機器概要:

1.    チップコンベア(オプション)

切り屑処理にメッシュのポリゴンドラムフィルタ-でクーラントをろ過。

逆洗クーラントによる自動洗浄機構で連続ろ過。

2.    逆洗浄用ポンプ(オプション)

チップコンベアのドラムフィルタの目詰まりを防止するためのポンプ。

チップコンベアのドラムフィルタは、連続使用を長年続けていくと、フィルタに汚れが堆積していき、最終的に目詰まりを起こす。

その状態を防ぐために、逆洗浄用ポンプより、ドラムフィルタの内側ノズルから油を噴射することで、フィルタを常時洗浄する。

3.    フィルタ供給ポンプ

二次層の汚れた切削油を、フィルタへ通して吸い上げ三次層へ供給する。

4.    マグネットフィルター

鉄粉を含んだ流体はマイクロマグの流入口を入り、ユニークなテーパ放射状流体路により分散される。これらの流体路が流体のスピードを緩やかにする。流体はネオジウム磁石コアの外側を流れる。ここで粒子が集積され優れたろ過効果をもたらす。更に粒子が付着すると磁束路形状が鉄粉集積をコントロールする。鉄粉集積に関わらず流体は空いている流路を流れるので、この磁束回路はろ過をけっしてブロックする事は無い。ろ過された流路は、磁気コアの戻り口から入り中心部を上がり流出口から出る。

5.    カートリッジフィルタ10μm

一般用ステンレス製ハウジング ALNタイプはステンレス製で一般向け、コストパフォーマンスに 優れた標準円筒型カートリッジ用のフィルターハウジング。10 インチタイプフィルターカートリッジを 3 本から 18 本まで 組み込むことのできる中流量タイプで、スリーピース構造により、カバー、ヘッド、シェルに分解することができるため、 簡単・確実に洗浄を行うことができるなど、取り扱いの容易な製品となる。

6.    サクションフィルタ(150メッシュ)

タンクから出たライン上のコンタミの循環を防止し、油圧ポンプを保護する。

7.    リリーフバルブ(圧力調整弁)

高圧ポンプで生成された高圧切削油をリリーフバルブで油を逃がし圧力を調整する。

8.    高圧ポンプ

スクリュー軸と鉄製ハウジングにより極めて高い圧力を生み出す、ろ過された液の送液用ポンプ。

9.    機内洗浄ポンプ

ガンドリルマシン(本機)の機械内に常にオイルを流し切粉等が機内に溜まらないように洗浄する。

10. 差込型フィルタ 80メッシュ

   一次層から二次層へ差込型メッシュフィルタを通じて切削油が流れろ過される。

11.  オーバーフロー

  供給ポンプからフィルタを通じて三次層へ供給されたクリーンオイルは

三次層が満杯になると上側開口部から二次層へオーバーフローします。

12.  オイルクーラ

  加工で発熱した切削油を最適な温度に冷却する。