金属加工（ステンレス）について

金属加工のプロの方に回答いただければ幸いです。

素人なのですが、先日、どうしても作りたいものがあり、金属加工に挑戦しました。

ステンレス製、直径5mm、長さ30mmの円筒に、直径3.4mm、深さ15mmの穴を開けて、円筒を全長の半分だけパイプ状に加工するというものです。最終目標は、職人ではない人が肉眼でわかる範囲内で、中心に真っ直ぐ穴を開けることです。

円筒をバイスに固定して、目測で円筒の端の面にポンチで印をつけて、ハンドドリルにステンレス用のドリルビットをつけて、ステンレス用の切削油を使ってがんばったんですが、案の定穴が円の中心からズレてしまい、穴自体も若干傾いてしまいました。

そこで質問です。

・上記のような方法による加工は、素人には難しいんでしょうか？それとも、プロでも無理なんでしょうか？
・確実に真っ直ぐ中心に穴を開けるには、ちゃんとしたボール盤などの工作機械を購入するしかないでしょうか？何か治具を自作するとか、できるだけ安価で簡単に済ませる方法はないでしょうか？

No.1 回答者： umamimi 回答日時： 2011/09/17 01:00

＞できるだけ安価で簡単に済ませる方法

シロウト的方法ですが、
キリをベンチバイスに固定し、
円柱状の材料の方をドリルチャックで掴んで回転させると
結構まっすぐ行きますよ。
まぁ、固定したキリの方も多少ぶれるのでカンペキではありませんけど。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

逆転の発想ですね。参考になりました。慎重にやらないと血を見そうですが…

お礼日時：2011/09/18 14:08

No.2 回答者： umamimi 回答日時： 2011/09/17 01:04

No.1 ですもうひとつ。

小径の下穴を先に空けておくと以降の穴あけはずれにくいです。

No.3 回答者： PussinBoots 回答日時： 2011/09/17 02:02

旋盤があれば、ものの5分くらいで製作が可能です（わたくし、自転車部品の製作のために小型の旋盤を持ってます）。

しかし、ホビー用の旋盤でも、買うと数万します...

ということで、旋盤を持ってる業者（金属加工屋全般、自動車／オートバイのチューニングショップ、工業大学や工業高校、配管屋さんも持ってるかも）に材料を持って行けば、高精度なものをものの数分で作ってくれるでしょう。
数分で済む上、旋盤にとっては中心軸への単なる穴開けは単純な加工作業なので、ごく安価で引き受けてくれるはずです。

手持ちのドリル、ドリルビット、バイスでは無理だと思いますし、材料をドリルで回す等はかなり危険を伴います。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

>旋盤があれば、ものの5分くらい
ですよね～…精度の高い卓上旋盤があれば最高ですが、予算と置き場所の関係で完全に諦めてます。

一つあたりの金額によっては業者さんに頼むのもありかなと思いました。

お礼日時：2011/09/18 14:13

No.4 ベストアンサー 回答者： phobos 回答日時： 2011/09/17 02:36

機械工作の経験は多少あるものの、とても職人さんレベルのウデは無い私ですが、回答してみます。

> 上記のような方法による加工は、素人には難しいんでしょうか？それとも、プロでも無理なんでしょうか？
その方法ではプロでも難儀すると思います。
というか、この場合ならプロならまずは旋盤、少なくともフライス盤あるいはボール盤を使うことを考えることでしょう。
早く正確な品物を作るために必要な道具は揃えて使いこなすのがプロですから。

> できるだけ安価で簡単に済ませる方法はないでしょうか？
ANo.1のご回答は試してみる価値があると思いました。材料の中心に穴の中心が合いやすくなりそうですね。
ただ、垂直に穴を掘り進んでいくためには、もう一工夫いるかも知れません。
付け加えるならば（私はまだ試す機会がありませんが）、過去にこのサイトで寄せられた回答「ハンドドリルに水準器を取り付けて垂直を確認しながら穴開けする」の方法が良いかも知れません。(もちろんその場合、バイスにはドリルをできるだけ正確に垂直に咥えておかねばなりません）

そのほか、もし自分が旋盤もボール盤も使えない状況でご質問のような品物を作らなければならないとしたら、まずは以下の点を検討することでしょう。

・ステンレス以外の材料は使えないか？
→すでにご承知のことでしょうが、ステンレスは大変堅い材料なので加工が難しいです。
　ジュラルミンや真鍮等で代用できるなら加工はかなり楽になりますので。

・構造は変更できないか？
→丸棒に穴を半分長まで開ける代わりに、パイプの半分まで穴を埋める、と言う構造で代用できるのなら、特別な工作機械がなくとも手持ち工具で加工可能です。
　外径か内径のどちらかが主要寸法であってもう片方は適当な寸法でも良いのなら、既製品のパイプ材が使える可能性が大です。

・既成の部品を流用できないか？
→電子回路の基板固定用のスペーサなど、似たサイズ・形状の既成部品を探し入手して加工したもので代用できるならば、手間を掛けずに精度の良い品物が作れるかも知れません。
　(例：　http://www.hirosugi.co.jp/products/U/BRU-S.html　など）

以上、ご参考までに。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

>早く正確な品物を作るために必要な道具は揃えて使いこなすのがプロですから。
仰る通りだなと思いました…。

>「ハンドドリルに水準器を取り付けて垂直を確認しながら穴開けする」
水平器なら持ってるので、ちょっと試してみようと思います。あと、この方法をヒントに、下げ振りを使うのもありかなと思いました。

>ステンレス以外の材料は使えないか？
いろいろ考えましたが、ステンレスがいいんです。硬い、錆びない、安い、入手しやすいを重視していますので。

>丸棒に穴を半分長まで開ける代わりに、パイプの半分まで穴を埋める、と言う構造で代用できるのなら、特別な工作機械がなくとも手持ち工具で加工可能です。
部材のパイプじゃない方の端は、強度があって、好きな形に削れないといけません。そのため、丸棒を使う方法を採用しました。

>・既成の部品を流用できないか？
>　(例：　http://www.hirosugi.co.jp/products/U/BRU-S.html　など）
確かにこの部品なら、ちょっと加工すれば使えるかもしれません。参考になりました。

お礼日時：2011/09/18 14:51

No.5 回答者： hmp_gera 回答日時： 2011/09/17 04:02

ごめんなさい素人です。

ＤＩＹアドバイザーです。ひさーしぶりの回答です。
すげー細いパイプに穴を二つ開けるんですね。
コピー用紙か新聞の広告（なるべく薄いの）を細長く切る。円筒に巻きつけヘリを合わせる。重なった所に印を付ける（紙の上下）で、円筒の外周が、でましたよね。印を合わせて二つに折れば、外周の1/2がわかりましたよねえ。再び円筒に巻き、重なった所の印と1/2のところに印をつければ穴あけの位置がきまりますよね。穴は、一回り小さい穴を開けて爪楊枝を差せばズレが判るから、棒ヤスリかドリルで穴を広げながらあわせれば。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

すいません。ちょっと自分の書き方が悪かったみたいで、自分の意図が伝わっていないようです。質問を読み返してみると、円柱と書くべきところを円筒と書いていますね。失礼しました。

円柱の側面の中心を出す方法、大変参考になりました。また別の機会に使ってみようと思います。

お礼日時：2011/09/18 14:55

No.6 回答者： toteccorp 回答日時： 2011/09/17 07:22

ドリルの持ち方を考えて再チャレンジしては。

キリを垂直に保ち、キリの反対側をまっすぐに押します。
グリップの部分には力を入れてはいけません。
垂直は他人に見てもらうと良いかもしれません。
まっすぐ押せばまっすぐな穴が開きます。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

作業の度に他の人に見てもらうのは難しいので、いいところに鏡を置いてみてもいいなと思いました。持ち方にも注意していみます。

お礼日時：2011/09/18 15:05

No.7 回答者： CC_T 回答日時： 2011/09/17 08:22

ハンドドリルで鉛直穴ってのは厳しいですよね。

趣味人はドリルのお尻に水準器をつけたりして頑張っていたりします。


中心を目測でって段階も怪しいですね。
端面をマジックで塗って平らな板の上に寝かせ置き、下に下敷きなど敷いて高さを合わせた裁縫用の針などで引っ掻いて、中心をケガいてみてはどうでしょうか。

あとはドリルを材の中心位置に拘束する力が弱いため、回転力に負けて移動してしまうのでしょうから、ドリルがずれないようにガイドを設けてやる。
厚板にφ3.4mmの穴を貫通させ、更にφ５のドリルで板の途中までを拡張する、あるいは内径5mmのパイプに外形5mm×内径3.5mmのパイプを組み合わせるなどして、治具が作れそうです。

SUS材は切り込みにくいので、まず2mm程度のドリルで下穴加工しても良いでしょう。


ちなみに用途しだいですが、棒に穴あける引き算の加工よりもパイプの穴を棒で埋める足し算の加工の方が我々素人には向いているでしょうね。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

>中心を目測でって段階も怪しいですね。
そうですよね…ちゃんとけがいてからポンチを打って再挑戦してみます。

>厚板にφ3.4mmの穴を貫通させ、更にφ５のドリルで板の途中までを拡張する、あるいは内径5mmのパイプに外形5mm×内径3.5mmのパイプを組み合わせるなどして、治具が作れそうです。
なるほどです。治具さえ正確に作れれば、以降はラクに穴開けができそうですね。

お礼日時：2011/09/18 15:15

No.8 回答者： gisahann 回答日時： 2011/09/17 08:37

幾つかの問題点も指摘されておりますが、機械を使わず行うのは上級の部類に入るでしょう。

少なくとも数をこなしたいということであれば、適当な機械を使わないと無理です。

・キリはステンレス用のもの（メーカー品で高級物）をご使用ください。
（刃先の処理が違いますのですぐに切れやむことに）
　下穴をあけてやる方法もありますが、細いのは折れやすいので注意を要します。

・理想的な回転数と（刃の磨滅防止）、出来るだけ両方の刃から均等な削りカスが出る状態がよろしい。
　切削油は冷却効果の大きな物を使用する方が良いでしょう。
　（回転数が遅い時は磨滅予防的な効果の大きい方を）

・このため、工作物・ドリルとも固定し＝（先にポンチを打つことは理にかなっています）
　負荷をかける度合いによって回転数は変わりそうですが、あくまで切削出来ているかということに
　着眼して加減して下さい。
　
　キリの消耗は、時によりますが、お金も要りますが１～数個の寿命と考えた方がよさそうです。
　またそのまま捨てるのは惜しいのですが、素人ではこれを正しく研磨することは出来ません。
　痛みの程度にも寄りますが，普通の鉄材なら十分加工できますので残しておくといいでしょう。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

やはりきちんとした機械と道具がないと相当困難なのですね。

まずはできる範囲で頑張ってみようと思います。

お礼日時：2011/09/18 15:22

No.9 回答者： madvally88 回答日時： 2011/09/17 11:35

素人ですが、回答してみます。

質問者の加工をするなら、普通は旋盤を使います。それの方が、数段簡単です。

イメージできるように、動画を紹介します。　適当なものが見つからなかったので、本格的な機械ですが。　３分４５秒あたりから、希望の加工作業がはじまります。



今は、安いミニ旋盤もありますから、それも検討しみる価値があると思います。数が多ければ、ボール盤より有効です。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

ゴツい機械が精密な動作でものを加工していく様は見ていて気持ちがいいですね。

>今は、安いミニ旋盤もありますから、それも検討しみる価値があると思います。
そうでしたか。旋盤は予算と置き場所の関係で完全に諦めていたのですが、ちょっと調べてみます。

お礼日時：2011/09/18 15:27

No.10 回答者： kaitaiya 回答日時： 2011/09/18 12:41

まずプロでもボール盤や旋盤を使わずにやれ、といわれれば断るかと（汗）

強度とか使用目的にもよりますが、
代案としてはパイプをベースに加工するぐらいでしょうか・・・・

つまり外径が5ミリで内径が3.4ミリ以下のパイプ材があれば・・・という話です。
その内径をドリルで拡大する・・・・というのでしたら何とか・・・・と思います。

反対側はタップでネジを切ってボルトを埋め込めばいけませんか？
（ネジ止め材でロックして頭は切り落とす）

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

>まずプロでもボール盤や旋盤を使わずにやれ、といわれれば断るかと（汗）
そうですよね…手作業で難なくできるなら、あんな巨大で高価な機械を持つ理由がないですもんね…

>代案としてはパイプをベースに加工するぐらいでしょうか・・・・
他の回答に対するお礼でも書きましたが、自由な形に削れて強度がないといけないので、丸棒を使う方法を採用しました。

お礼日時：2011/09/18 15:36