ドリルとリーマの選定：用途に最適な工具タイプの組み合わせ

一般的なCNC穴あけ加工には、135°スプリットポイント M35 HSS-Co ジョバードリル（DIN 338）を使用する。セルフセンタリング形状によりほとんどの平面加工でセンタードリルの工程を省略でき、30 HRCまでの鋼に対応する。H7公差の止まり穴にはスパイラルフルート超硬リーマで0.1-0.3 mmの仕上げ代を残し、通り穴にはストレートフルートを用いる。組み合わせを誤れば工具の浪費とスクラップが増え、正しい組み合わせなら1回の段取りでH7公差を達成できる。本ガイドでは、各工具タイプを形状、材種、コーティング、用途別に分解し、あらゆる穴あけ加工に最適なドリルとリーマの選定法を解説する。

切削工具の種類、材種、コーティングの全体概要については、切削工具総合ガイドを参照のこと。

ドリルタイプと用途別の使い分け

**ジョバーツイストドリル、センタードリル、ステップドリルの3種で、一般的な金属加工現場における穴あけ作業の大半をカバーできる。**各タイプはそれぞれ固有の形状を持ち、特定の加工に最適化されている。

ジョバーツイストドリル（DIN 338 / ANSI/ASME B94.11）は汎用の主力工具である。標準的なジョバー長はドリル径の約7-10倍の溝長を持ち、剛性と穴深さのバランスに優れる。メトリックで0.3 mmから20 mm、ワイヤゲージで#60から#1、レターサイズでAからZ、フラクショナルサイズで3/64"から11/16"まで対応する。ISO 235はISO寸法体系が求められるパラレルシャンクのジョバーおよびスタブシリーズドリルの国際規格であり、ANSI/ASME B94.11は北米の加工現場で同一工具種を規定する規格である。

センタードリル（DIN 333）は短いパイロットドリルと60度の面取りを1本の工具に統合したものである。タイプAはコンパクトなボディで軽～中切削に適し、タイプBはボディ径が大きく面取りが深い重切削および大径の位置決め用途向けである。メトリックサイズは1-8 mm、インチサイズは#0から#18まで対応する。

ステップドリルは薄板、アルミニウム、プラスチック向けに設計され、1本で複数の穴径を加工できる。メトリックで4-38 mm、インチで1/8"から1-3/8"まで対応し、1本あたり5から14のステップを備える。ストレートフルートまたはスパイラルフルートがあり、六角シャンクまたは3面取りシャンクを選択できる。

ポイント角の選定 -- 118° vs 135° vs 140°

ポイント角は穴あけ性能において通常最も影響の大きい形状パラメータであり、スラスト力、芯出し精度、切りくず形成を左右する。

CNC加工では、135°スプリットポイントが通常デフォルトの選択肢となる。セルフセンタリング作用によりほとんどの平面加工でセンタードリルが不要となり、穴1か所あたり1回の工具交換を削減できる。118°はハンドドリルや軟質材料向けに留め、140°は35 HRCを超える焼入れ鋼や研磨性の高い鋳鉄に限定して使用する。

材種とコーティングの選定

**ドリルの母材とコーティングの組み合わせが、特定の被削材における耐熱性、耐摩耗寿命、最大切削速度の上限を決定する。**以下の表は、最も一般的な3つの母材等級とその推奨コーティングを示す。

超硬ドリルは鋼において通常HSS比で3–5×高い速度で加工でき、寿命は5–10×長い。ただしコストは4–8×高く、工具交換時間が重要な量産CNC加工で特に経済性が高い。

コーティング選定により、さらなる性能向上が得られる。

• TiN（ゴールド） -- 表面硬度2,300 HV、摩擦30-40%低減、最高使用温度600°C。M35 HSS-Coドリルでの鋼およびアルミニウム加工に適する。低温成膜によりHSS-Co母材の硬度を維持しつつ、HSS切削速度域で有効な摩擦低減効果を発揮する。
• TiAlN（ダークグレー） -- 表面硬度3,300 HV、最高使用温度800°C。ステンレス鋼、チタン合金、焼入れ材での高速CNC穴あけ加工に適する。酸化アルミニウムバリア層がTiNコーティングでは耐えられない温度域での酸化を防ぐ。ステップドリルのスパイラルフルートタイプにも使用される。
• AlTiN+TiSiN（ブロンズ） -- マルチレイヤーナノコンポジット。鋼加工における超硬リーマのデフォルトコーティングとして適する。TiSiN外層が研磨摩耗下で自己再生硬度を発揮し、単層TiAlN比でリーマ寿命を延長する。
• TiAlSiN（ブラック） -- 高温タイプ。900°Cを超える断続切削や過酷な条件に適する。シリコン含有によりSi₃N₄粒界ネットワークが形成され、熱サイクル下でも硬度を維持する。

センタードリル vs スポットドリル -- 正しいスターターの選び方

**センタードリルとスポットドリルは互換性がない。センタードリル（DIN 333）は60°の旋盤用センター穴を加工し、スポットドリル（90°または120°）はCNC穴あけの剛性の高い開始点を作る。**この2つの混同は、スターター穴に関する最も一般的な誤りの一つである。

センタードリル（DIN 333）は60度の面取りとパイロット穴を同時に加工する。主な用途は旋盤の心押し台支持用のセンター穴加工である。タイプA（コンパクトボディ、ボディ径3.15-20 mm）は軽作業に適し、タイプB（大径ボディ、深い面取り）は重切削旋削および大型ワークの位置決めに安定性を発揮する。

スポットドリルは、後続のツイストドリルのための開始点を作ることに特化した剛性の高い短いボディを持つ。通常90°または120°のポイント角で、同径のセンタードリルより高い剛性を備える。

**CNC加工で位置精度が重要な場合、センタードリルよりも90°または120°の専用スポットドリルが一般的に推奨される。短く太いボディのため、スラスト荷重下でのたわみが小さい。**芯間旋削用に60度面取りが必要な場合や、ドリルと面取りの複合工程で工具交換を削減したい場合にはセンタードリルを使用する。

リーマの選定 -- スパイラルフルート vs ストレートフルート

**リーマ加工は通常、ドリル穴をH9からH7公差（10 mm穴で15 µmの範囲）に仕上げ、面粗度Ra 0.4-1.6 µmを達成するために必要とされる。**スパイラルフルートとストレートフルートの2種類が、異なる穴形状に最適化されている。

スパイラルフルートリーマはヘリカル切れ刃により切りくずを上方へ排出する。止まり穴では底部から切りくずが抜けないため、このタイプが推奨される。超硬製で4溝（3-5 mm）または6溝（6-16 mm）があり、メトリック3-16 mm、インチ1/8"-1/2"に対応する。

ストレートフルートリーマは軸方向の切れ刃で切りくずを下方へ排出する。切りくずが自由に落下できる通り穴の標準的な選択肢であり、サイズ範囲と溝数の構成はスパイラルタイプと同じである。

旋盤やラジアルボール盤で使用するモーステーパーシャンク機械リーマについてはISO 521が該当する寸法規格であり、本ガイドのパラレルシャンク超硬リーマは一般的なDIN/ISO H7公差慣行に準拠する。

切削速度、送り、および実践的な推奨事項

**リーマ加工はドリル加工より低速が求められ、同じ被削材でHSSリーマはドリル速度の30-50%、超硬リーマは50-70%が通常の目安である。**ドリル穴はリーマ径に対して0.1-0.3 mm（0.004-0.012"）小さくする -- 仕上げ代が多すぎるとびびりと早期摩耗を招き、少なすぎると切削せずに擦れるだけとなる。

鋼（30 HRCまで）における超硬リーマの推奨開始パラメータ：

• 切削速度：60-100 m/min（同じ被削材でのドリル速度の約50-70%）
• 1回転あたりの送り：0.1-0.3 mm/rev（ドリルより大きい -- リーマは安定した切りくず負荷が必要）
• 仕上げ代：径で0.15-0.25 mm
• クーラント：鋼ではフラッドクーラントを強く推奨。止まり穴にはスルーツール方式が望ましい

アルミニウムおよび非鉄金属の場合：

• 切削速度：100-200 m/min
• 1回転あたりの送り：0.15-0.4 mm/rev
• 構成刃先を防ぐためノンコーティング超硬リーマを使用する

**判断の目安：**穴公差がH9以上であれば、品質の高い135°スプリットポイント M35ドリルでリーマなしでも許容できる結果が得られることが多い。H7以下にはドリルで下穴を加工した後リーマで仕上げる。H6やボア仕上げが求められる場合は、ドリル→リーマ→ボーリングまたはドリル→リーマ→ホーニングの工程を検討する。

用途別ドリル・リーマ選定早見表

以下の表は、最も一般的な穴あけシナリオを推奨工具、材種、初期切削速度帯に対応付けたものである。一次選定の参考とし、実際の機械とセットアップに基づいて確認すること。

特定の用途に対してドリルタイプとリーマタイプを正しく組み合わせることが、穴あけ工程で最も効果の大きい判断となる。工具形状やコーティング等級の選択ミスは、スクラップと再研削のコストが工具本体を上回る。

出典

• DIN 338 -- Straight Shank Twist Drills, Jobber Series
• DIN 333 -- Center Holes 60°
• ANSI/ASME B94.11 -- Twist Drills
• ISO 235 -- Parallel Shank Jobber and Stub Series Drills
• ISO 521 -- Machine Reamers with Morse Taper Shanks
• Machinery's Handbook, 32nd Edition -- Drilling and Reaming