リーマ加工の下穴径・精度・取り代の選定ポイント

リーマ加工の下穴：径・精度・取り代の選定と管理

下穴が0.01mmズレるだけで、仕上がり穴がH7公差を外れることがあります。

リーマ加工の下穴径の決め方と材質別リーマ代の目安

リーマ加工の出発点は下穴径の設定です。仕上げたい穴径（＝リーマ径）から「リーマ代」と呼ばれる取り代を差し引いた径でドリル下穴をあけるのが基本です。リーマ代が少なすぎれば刃先が穴壁に十分当たらず精度が出ず、多すぎれば切削抵抗が上がりリーマの折損リスクが跳ね上がります。これが基本原則です。

一般的には「リーマ径より0.1〜0.3mm小さい下穴」が標準的な目安として示されていますが、実際には材質・径サイズによって大きく異なります。ミスミやOSGなどの工具メーカーが公開している技術資料をもとにまとめると、ハイスリーマを使用する場合の推奨リーマ代（直径表示）は以下のとおりです。

被削材	〜φ6	〜φ10	〜φ16	〜φ25	φ25〜
鋼（〜700N/mm²）	0.1〜0.2	0.15〜0.2	0.2〜0.3	0.3〜0.4	0.4〜0.5
鋼（700N/mm²超）	0.1〜0.2	0.15〜0.2	0.2〜0.25	0.25〜0.3	0.3〜0.4
鋳鉄・鋳鋼	0.1〜0.2	0.15〜0.2	0.2〜0.3	0.3〜0.4	0.4〜0.5
アルミニウム・銅	0.1〜0.2	0.2〜0.3	0.3〜0.4	0.4〜0.5	0.5〜0.6

たとえばφ10のリーマでS45Cを加工する場合、推奨リーマ代は0.15〜0.2mmなので、ドリル下穴はφ9.8〜φ9.85で設定することになります。φ9.8はちょうど0.2mmの取り代です。アルミや銅などの軟質材は鋼に比べてリーマ代を大きめに設定するのが原則で、これはバニシング作用を十分に機能させるためです。

つまり、「材質が変われば取り代も変える」が基本です。

鋼よりもアルミのほうがリーマ代が大きめという点は、現場でも「アルミは削りやすいから小さくていい」と誤解されがちです。しかし実際には逆で、アルミは延性が高く弾性回復（スプリングバック）が起きやすいため、削り代が不足すると穴がしまり気味になります。これは使えそうな知識です。

なお、超硬リーマを使う場合はハイスより取り代を小さくとることが多く、概ね0.05〜0.2mmが一般的な目安とされています（OEG技術資料より）。工具メーカーの切削条件表を必ず確認するのが原則です。

リーマ代の設定に迷ったときは、まず推奨範囲の中間値から試削りし、仕上がり径・面粗度・切りくずの状態を観察しながら調整していくのが現場での安定した進め方です。

参考：リーマ加工の仕上代（リーマ代）と切削条件の詳細な数値はミスミの技術情報ページで確認できます。
ミスミ技術情報：リーマ推奨切削条件（リーマ代・切削速度・送り）

リーマ加工の下穴に求められる真直度・真円度の管理基準

下穴さえあければリーマが仕上げてくれる、という考えは危険です。リーマには下穴の形状誤差を大幅に修正する能力はなく、「下穴の形状にならってリーマが走る」という性質があります。

特に重要なのが真直度です。Sandvik Coromant（サンドビック コロマント）の技術資料では、「下穴の真直度は0.05mm以下にすること」と明示されています。0.05mmとはどのくらいかというと、一般的なコピー用紙の厚みが約0.1mmなので、その半分程度です。この範囲を超えた下穴の曲がりが残ったままリーマを通すと、リーマは曲がった下穴に追従してしまい、仕上がり穴が設計図どおりの直線にならない可能性があります。

穴が曲がってしまうのは下穴が原因です。

下穴の真円度についても同様で、真円が出ていない下穴にリーマを通しても、切削量が周方向で不均一になるため、仕上がり穴に多角形状（ローブ）が出やすくなります。特に振れを抑えていないドリルで下穴をあけた場合にはこの傾向が顕著です。

こうした問題を防ぐために有効な方法が、下穴加工後にエンドミルで中仕上げを行うアプローチです。ミスミの技術情報によれば、「下穴の真円度が悪くなる場合や穴が曲がるようであればエンドミルで穴の中仕上げをする」ことが推奨されています。マシニングセンタで加工する場合はボーリングによる中仕上げも有効で、位置精度と形状精度を同時に整えてからリーマを通す工程設計が、高精度穴の安定生産につながります。

また見落とされがちなのが穴入口の面取り（チャンファー）です。面取りが不均一だったり、バリが残っていたりすると、リーマの食い付き部が穴に入る瞬間に芯がズレ、入口側だけ径が大きくなるテーパ穴になることがあります。下穴加工の最後に入口面取りを均一に仕上げておくことが、リーマ加工の安定性に直結します。

参考：リーマ加工における下穴管理の考え方と、工具折損・穴径不良との関係について。
MAZIN：下穴を無駄にしないリーマ加工｜効率的なリーマ加工の課題と対策

リーマ加工で穴径が大きくなる・小さくなる原因と下穴の関係

リーマ加工後の穴径不良は、仕上がりが「大きすぎる」か「小さすぎる」かで原因の見当が変わります。どちらも下穴の状態が深く関係しています。

穴が大きくなる主な原因は、工具の振れ、芯ずれ、取り代の過剰、クーラントの油含有率過大などです。なかでも「下穴とリーマの中心がズレている」ケースは見逃されがちです。下穴位置がリーマ中心からズレると、リーマが片当たりしながら削ることになり、リーマ径より穴が大きく仕上がります。深さ方向では入口だけ広いテーパ穴になることもあります。

逆に穴が小さくなる場合は、リーマの摩耗、送り速度の低すぎ、取り代の不足が主な原因です。取り代が小さすぎると刃先が切らずに擦るだけになり、バニシング作用が過剰になって穴が縮む傾向が出ます。特にアルミや軟鋼では弾性回復（スプリングバック）が影響し、リーマ通過直後は規定径でも冷えたときに穴がしまることがあります。これは意外ですね。

対策の考え方は「段取り→下穴→切削条件」の順で確認することです。まず工具取り付けの振れを測定・修正し、下穴径と位置精度を確認してから、切削速度と送りを見直します。一度に複数の条件を変えると何が効いたか分からなくなるため、「1回に1つだけ変更する」が現場での安定した方法です。

• 🔍 穴が大きい場合：工具振れ・芯ずれ・取り代過剰・クーラント油分過多を順番に確認。まず突き出し量を短くして再チャッキング。
• 🔍 穴が小さい場合：工具摩耗・取り代不足・送り速度の低すぎを確認。アルミや軟質材ではスプリングバックを考慮した径設定に。
• 🔍 穴がテーパになる場合：入口面取りとリーマ食い付きの相性、下穴の真直度、切りくず詰まりを確認。

また、穴径不良の原因として温度管理が軽視されることがあります。リーマ加工中の摩擦熱でワークが膨張し、冷却後に穴径が変化する現象は実際の現場でも起きています。クーラントの供給量と圧力を十分に確保し、加工中の温度上昇を抑えることが精度維持の条件です。

参考：穴径が大きくなる具体的な原因と対策をまとめた専門コラム。
special-cutting.com：リーマ径が大きくなるのはなぜ？起こりがちなトラブルと対策を解説

止まり穴・深穴でのリーマ加工における下穴の注意点

通り穴と止まり穴では、下穴の設計要件と加工上の注意点が大きく異なります。見落としやすいポイントです。

止まり穴（ブラインドホール）でリーマ加工をする場合、最も重要なのがリーマの「食い付き長さ（PLGL）」の管理です。リーマ先端の食い付き部は、規定径に仕上がる本体刃長に達するまで一定のテーパ角がついています。この食い付き長さ分だけ穴底には規定径の部分が届きません。食い付き長さが5mmのリーマで止まり穴を加工する場合、穴底から5mm手前までしか規定径では仕上がらない計算になります。マシンリーマでは食い付き角が約45°と急峻なため食い付き長さ自体は短いですが、設計上の有効加工深さを図面の要求深さと照らし合わせて確認することが必要です。

深穴のリーマ加工では切りくず詰まりが大きなリスクになります。リーマの溝形状はドリルと異なり切りくず排出性よりも剛性が優先される構造のため、特に深穴や止まり穴では切りくずが穴底に蓄積しやすい特性があります。切りくず詰まりが発生すると局所的に切削抵抗が急増し、リーマの折損につながります。φ20以下の小径リーマでは特に注意が必要です。

対策として有効なのが油穴付きリーマ（クーラント内部供給型）の使用です。主軸センタースルーでクーラントを供給することで、穴底まで確実に切削液が届き切りくずを排出できます。また、止まり穴の深さが径の3倍（3D）を超える場合は、途中でステップ加工（リーマを穴から抜いて切りくずを逃がす）を組み込む現場も多いです。

右ねじれ刃リーマと左ねじれ刃リーマの選択も下穴設計に影響します。右ねじれはシャンク側へ切りくずを排出するため通り穴に向き、左ねじれは先端側へ切りくずを押し出すため通り穴専用という特性があります。止まり穴では排出方向を誤ると切りくずが穴底に押し込まれる危険があるため、ねじれ方向の選定も下穴の種類と合わせて確認するのが原則です。

• 🕳️ 止まり穴：食い付き長さ分だけ穴底が仕上がらない。有効加工深さを計算して図面要求深さと確認すること。
• 🕳️ 深穴（3D以上）：切りくず詰まりによる折損リスクが上昇。油穴付きリーマ＋センタースルークーラントが有効。
• 🕳️ ねじれ方向：右ねじれはシャンク側排出（通り穴向き）、左ねじれは先端側排出（通り穴専用）。止まり穴には直刃または右ねじれを選択する。

参考：リーマの種類・食い付き形状・ねじれ方向の詳細な技術解説（OSG公式技術資料PDF）。
OSG株式会社：リーマ技術資料（ツールコミュニケーションシリーズNo.35）

下穴加工工程の「順番設計」がリーマ精度を左右する理由

これは検索上位記事ではあまり語られていない視点ですが、リーマ精度を安定させるうえで決定的に重要なのが、「下穴加工の工程をどの順番で組むか」という工程設計です。

加工工程を「センタドリル→ドリル→リーマ」の3工程で組むのか、「センタドリル→ドリル→エンドミル中仕上げ→リーマ」の4工程で組むのかによって、仕上がり穴の品質と安定性は大きく変わります。特に穴径がH7公差を要求される精密部品、位置精度が±0.02mm以下を求められる部品では、間にエンドミルまたはボーリングによる中仕上げ工程を入れることが品質上の「保険」になります。

中仕上げ工程を入れる主な目的は2つあります。1つ目は下穴の曲がり・位置ズレを修正すること。ドリル加工ではどれだけ注意しても0.05〜0.1mm程度の穴位置誤差や曲がりが生じる場合があり、これをリーマだけで修正しようとすると食い付き角や工具剛性との関係で限界があります。2つ目は下穴内面の粗さを均一化すること。面粗度がばらついた下穴では、リーマのバニシング作用が場所によって変わり仕上がりが安定しません。

一方で、工程が増えることはサイクルタイムとコストの増加を意味します。このトレードオフをどこで折り合いをつけるかが、加工設計者の判断どころです。精度要求が緩い穴（例：H9公差、位置精度±0.1mm程度）であれば、センタドリル→ドリル→リーマの3工程で十分なことが多いです。H7以上の精度で位置精度も±0.03mm以下を求める場合は、中仕上げ工程を惜しまない設計が結果的にコスト削減につながります。不良品を1個出すコストは、工程を1つ追加するコストより確実に高いからです。

加工工程の設計段階でリーマ代と下穴品質の目標値を先に決めておくことで、使用するドリル・エンドミルの選定や切削条件の設定もスムーズになります。これが条件です。

参考：リーマ加工の下穴加工ステップと位置精度・穴形状の考え方をまとめた現場向けコラム。
特殊精密切削工具.com：リーマの加工時に起きるトラブルとその対策について

十分なリサーチができました。記事を作成します。

ドリル・リーマ加工マニュアル (テクニカブックス 38)