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四角穴・角穴・キー溝の加工方法|旋盤・ブローチで削れない内形状を放電加工で

「図面に四角い穴や六角の穴、内側のキー溝があるけれど、旋盤でもマシニングでも削れない」——設計・調達のご担当者から、当社(愛知県の放電加工専門工場 GAP.EDM)へよくいただくご相談です。回転する刃物では、内側に角のある穴(異形穴)は原理的に加工できません。しかし放電加工なら、貫通穴も止まり穴も、焼入れ後の高硬度材や超硬でも、内側の角穴・多角形穴・キー溝を高精度に加工できます。本記事では、旋盤・ブローチ・マシニングの限界と、放電加工で異形穴を実現する方法を、形状別に徹底解説します。

目次

なぜ旋盤・マシニング・ドリルでは「内側の角穴」が作れないのか

まず、多くの方が「なぜ普通の機械では角穴が削れないのか」でつまずきます。理由は加工の原理にあります。

回転工具は「丸」しか作れない

ドリルやエンドミルは、工具そのものが軸を中心に高速回転して金属を削ります。回転体で削る以上、穴の断面は基本的に「丸」になります。四角や六角のように内側に角のある穴を、穴の内部で成形することはできません。エンドミルで輪郭をなぞって削る場合でも、工具の直径より小さい内側コーナーには刃物が届かず、角には必ずR(丸み)が残ります。「角をピン角(シャープエッジ)にしたい」という要求には、回転工具では応えられないのです。

ブローチ加工の壁 —— 初期費用・止まり穴・硬さ・小ロット

キー溝や角穴、スプラインはブローチ盤で加工できますが、次の壁があります。

  • 専用ブローチが必要でコストが高い:形状ごとに専用工具(数十万円〜)を用意する必要があり、試作や少量では割に合いません。
  • 止まり穴が作れない:ブローチは工具を押し引きして削るため、底のある止まり穴の角穴・キー溝は加工できません。
  • 焼入れ後の高硬度材は苦手:熱処理で硬くなった材料はブローチの刃が立ちにくく、加工が困難です。
  • 1個〜小ロットに不向き:段取りと工具費を考えると、少量生産では現実的でないことが多いです。

放電加工なら「内側の異形穴」を自在に加工できる

放電加工は、電極と工作物のあいだに微細な放電(アーク)を連続して発生させ、その熱(局所的に数千度)で金属を少しずつ溶かして加工する方法です。刃物を当てないため加工力(切削抵抗)がゼロ。だから硬い材料でも、薄い部品でも、変形やバリを出さずに、内側の角穴を正確に作れます。用途に応じて2種類を使い分けます。

ワイヤー放電加工 —— 「貫通する」角穴・多角形穴・キー溝に

直径0.1〜0.3mmほどの細い金属ワイヤーを電極にして、糸鋸(いとのこ)のように輪郭を切り抜く加工です。あらかじめワイヤーを通すスタート穴さえあければ、四角・六角・星形・キー溝など、どんな2次元の輪郭でも貫通形状として切り出せます。内側コーナーはワイヤー半径分のごく小さなR(丸み)が残りますが、ミクロン単位の高い寸法精度が得られます。

形彫放電加工 —— 「底のある」止まり穴・3次元の角穴に

目的の形状に削り出した電極(銅やグラファイト製)を、ハンコを押すように工作物へ沈み込ませ、形状を転写する加工です。ワイヤーでは不可能な、底のある止まり穴の角穴・段付き形状・3次元形状を加工できます。「貫通させたくない」「途中で止めたい」という角穴は形彫放電加工の出番です。

放電加工で作れる異形穴の例【形状別】

実際に、放電加工では次のような「内側の異形穴」を加工できます。

四角穴・長方形穴(角穴)

もっとも多いご相談です。貫通する四角穴はワイヤー放電加工で、底のある四角い止まり穴は形彫放電加工で対応します。ピン角に近いシャープな内側コーナーが必要なケースにも対応できます。

六角穴・多角形穴

ボルトの二面幅に合わせた六角穴や、五角・八角などの多角形穴も加工できます。とくに底のある「止まり穴の六角穴」は、旋盤・ブローチでは非常に難しく、形彫放電加工が最適です。

内側キー溝(キーウェイ)

穴の内側に設けるキー溝は、ワイヤー放電加工の得意分野です。焼入れ後の部品にキー溝を後から追加したい、というご依頼にも対応できます。

スプライン・インボリュート歯形

内歯車・内スプライン・インボリュート形状も、専用ブローチなしで高精度に切り出せます。試作から小ロット量産まで対応します。

D形状・特殊断面・異形穴

D字形の穴、キー付き丸穴、非対称の特殊断面など、図面どおりの「変わった穴」も、電極や加工プログラムを起こして再現します。

対応できる条件 —— 材質・精度・サイズ・ロット

  • 材質:焼入れ鋼・ステンレス・超硬合金・タングステン・チタン・インコネルなど、電気を通す金属であれば硬さを問わず加工できます。
  • 精度:ミクロン(μm)単位の寸法精度に対応します。
  • ロット:試作1個からOK。専用工具が不要なので、少量でも現実的なコストで加工できます。量産・工程請負にも対応します。
  • 後加工・追加工:熱処理後や、既存部品への穴・溝の追加加工も可能です。

こんなお悩みは放電加工で解決できます

  • 旋盤・マシニングセンタで「内側の四角穴・角穴」が削れない
  • 焼入れした後の部品に、キー溝や角穴を追加したい
  • 専用ブローチを作るほどの数量ではない(試作・小ロット)
  • 底のある「止まり穴の六角穴・角穴」を加工したい
  • 他社に「内側の角穴は無理」「その材質は硬すぎる」と断られた

ひとつでも当てはまれば、放電加工で解決できる可能性が高いです。まずは図面や写真をお送りください。

「この穴、放電加工でできる?」まずは図面・写真をお送りください

四角穴・六角穴・キー溝など、旋盤やマシニングで削れない内形状も、放電加工なら対応できます。図面がなくてもスマホ写真・現物からお見積もり可能。最短で加工可否と概算を回答します。

無料見積もり・加工相談はこちらお急ぎはお電話で:0561-55-7560

ご依頼の流れ・必要な情報

お見積もりには、次の情報があるとスムーズです。

  • 図面(PDF・CADデータ)、または現物写真・手書きスケッチ
  • 材質(不明な場合はご相談ください)
  • 数量・希望納期

図面がなくても、スマホで撮った写真や現物からお見積もり可能です。「この穴、放電加工でできる?」という段階のご相談も歓迎します。加工可否と概算を最短で回答します。

よくある質問(FAQ)

Q. 四角穴の内側コーナーは完全な直角(ピン角)になりますか?

A. ワイヤー放電加工では、ワイヤー半径分のごく小さなR(丸み)が残ります。図面でピン角に近い角が求められる場合は、細いワイヤーの使用や逃げ加工、形彫放電加工との併用で対応できる場合がありますので、ご相談ください。

Q. 焼入れした後の部品に、キー溝や角穴を追加できますか?

A. できます。放電加工は材料の硬さの影響を受けないため、焼入れ後の高硬度材でも、母材を傷めずに角穴・キー溝を追加加工できます。

Q. 1個だけ・試作でも依頼できますか?

A. 可能です。専用工具(ブローチ等)が不要なので、試作1個・小ロットでも現実的なコストで対応します。

Q. 図面がなくても頼めますか?

A. 現物や写真、手書きスケッチがあればお見積もりできます。まずはお気軽にお送りください。

Q. 底のある「止まり穴の角穴」も作れますか?

A. 形彫放電加工で対応できます。貫通させない段付き形状・止まり形状の角穴・六角穴も加工可能です。

まとめ

内側の四角穴・六角穴・キー溝・スプラインといった「異形穴」は、回転工具やブローチでは作れなくても、放電加工なら貫通穴も止まり穴も、焼入れ材・超硬などの硬い材料でも、高精度に実現できます。試作1個から量産まで、図面がなくても写真からご相談いただけます。「旋盤・マシニングで削れない内側の角穴」でお困りの際は、放電加工専門のGAP.EDM(愛知県)へお気軽にご相談ください。

「うちの部品でもできる?」と思ったら、そのまま聞いてください

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