ねじ加工は、CNC マシニング センターの最も重要な用途の 1 つです。ねじ山の加工品質と加工効率は、部品の加工品質とマシニングセンターの生産効率に直接影響します。
CNCマシニングセンターの性能の向上と切削工具の改良に伴い、ねじ切り方法も常に改良されており、ねじ切りの精度と効率も徐々に向上しています。技術者が加工時にねじ切り方法を合理的に選択し、生産効率を向上させ、品質事故を回避できるようにするために、実際に CNC マシニング センターで一般的に使用されるいくつかのねじ切り方法を以下にまとめます。
1.タップ加工方法
1.1 タップ加工の分類と特徴
タップを使用してねじ穴を加工する最も一般的な加工方法です。主に、直径が小さく（D<30）、穴の位置精度要件が低いねじ穴に適しています。
1980 年代には、ねじ穴にフレキシブル タッピング方法が採用されました。つまり、フレキシブル タッピング チャックを使用してタップを保持し、タッピング チャックを軸補正に使用して、機械の非同期送りによって引き起こされる送りを補償することができました。工具と主軸の回転速度。正しいピッチを確保するために誤差を与えてください。フレキシブルタッピングチャックは構造が複雑で、コストが高く、破損しやすく、加工効率が低いという欠点があります。近年、CNCマシニングセンタの性能は徐々に向上しており、リジッドタッピング機能はCNCマシニングセンタの基本構成となっています。
そのため、現在ではリジッドタッピングがねじ切り加工の主流となっています。
つまり、タップは剛性コレットでクランプされ、主軸送りと主軸速度は工作機械によって制御されます。
スプリングコレットはフレキシブルタッピングチャックに比べ構造が簡単で安価で使用範囲が広いです。タップの保持に加え、エンドミルやドリルなどの工具の保持も可能で、工具コストの削減が可能です。同時にリジッドタッピングによる高速切削が可能となり、マシニングセンタの効率向上と製造コストの削減を実現します。
1.2 タップ加工前の底ねじ穴の決定
ねじの下穴の加工はタップの寿命とねじ加工の品質に大きく影響します。通常、ねじ底穴ドリルの直径は、ねじ底穴直径公差の上限に近い値が選択されますが、
例えば、M8ねじ穴の下穴径はФ6.7+0.27mm、ドリルビットの径はФ6.9mmとなります。これにより、タップの取り代を削減し、タップの負担を軽減し、タップの寿命を向上させることができる。
1.3 タップの選定
タップを選ぶ際には、まず加工する材料に応じて対応するタップを選択する必要があります。工具会社は加工する材料に応じてさまざまなタイプのタップを製造しているため、その選択には特別な注意を払う必要があります。
タップはフライスやボーリング工具と比較して、加工対象の材料に非常に敏感であるためです。例えば、鋳鉄加工用のタップをアルミ部品の加工に使用すると、ネジ抜けや座屈、さらにはタップ折れが発生しやすく、ワークの廃棄につながります。次に、スルーホールタップとブラインドホールタップの違いに注意する必要があります。スルーホールタップは先端ガイドが長く、切りくずの除去は前方切りくず除去となります。止まり穴ガイドの先端が短く、切りくず排出は後方排出です。止まり穴はスルーホールタップで加工するため、ねじ込み深さは保証できません。さらに、フレキシブルタッピングチャックを使用する場合は、タップシャンクの直径と正方形の幅がタッピングチャックの直径と同じである必要があることにも注意してください。リジッドタッピングのタップシャンクの直径は、スプリングジャケットの直径と同じである必要があります。つまり、タップを適切に選択することによってのみ、処理をスムーズに進めることができます。
1.4 タップ加工のNCプログラミング
タップ加工のプログラミングは比較的簡単です。現在、マシニング センターは一般的にタッピング サブルーチンを固定しており、各パラメータ値を割り当てるだけです。ただし、数値制御システムが異なればサブプログラムの形式も異なり、一部のパラメータの意味も異なることに注意してください。
たとえば、SIEMEN840C 制御システムのプログラミング形式は、G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_ です。プログラミング時にこれら 12 個のパラメータを割り当てるだけで済みます。
2. ねじ切り加工方法
2.1 ねじ切り加工の特徴
ねじ切り加工は、ねじ切り工具とマシニングセンタの3軸連携、つまりX、Y軸円弧補間、Z軸直線送りミーリング方式を用いてねじを加工する加工です。
スレッドミーリングは主に大穴ねじや難削材のねじ穴の加工に使用されます。主に次のような特徴があります。
（１）処理速度が速く、効率が高く、加工精度が高い。工具材質は超硬材料が一般的であり、切削速度が速い。工具が高精度に製作されているため、ねじ切り精度が高いです。
(2) フライス工具は幅広い用途に使用できます。同じピッチであれば右ねじ・左ねじを問わず1本の工具で使用できるため、工具コストの削減につながります。
(3) フライス加工は切りくずの除去と冷却が容易です。タップに比べて切削状態が良好です。特にアルミ、銅、ステンレスなどの難削材のねじ加工に最適です。
特に大型部品や貴重な材料の部品のねじ切りに適しており、ねじ切りの品質とワークの安全性を確保できます。
⑷工具先端ガイドがないため、ネジ底穴が短い止まり穴やアンダーカットのない穴の加工に適しています。
2.2 ねじ切り工具の分類
ねじ切りフライス工具は 2 つのタイプに分類できます。1 つは機械クランプ超硬インサートフライス、もう 1 つは一体型超硬フライスです。機械クランプ工具は幅広い用途に使用でき、インサートの長さよりも小さいねじ深さの穴、またはインサートの長さよりも大きいねじ深さの穴を加工できます。超硬ソリッドフライスは、通常、工具の長さよりも短いねじ深さの穴を加工するために使用されます。
2.3 ねじ切り加工用の NC プログラミング
ねじ切りフライス工具のプログラミングは、他の工具のプログラミングとは異なります。加工プログラムが間違っていると、工具の破損やねじの加工ミスが発生しやすくなります。コンパイルするときは、次の点に注意してください。
⑴ まず、底部のねじ穴をよく加工し、小径の穴はドリルで加工し、大きな穴はボーリングで加工して、底部のねじ穴の精度を確保します。
(2) 切り込みおよび切り込みの際、工具は円弧パスを使用する必要があります。通常は 1/2 円で切り込みまたは切り込みを行い、同時に Z 軸方向に 1/2 ピッチ移動して形状を確保する必要があります。スレッドの。この時点で工具半径補正値を取り込む必要があります。
⑶ X、Y 軸の円弧補間を 1 サイクル行い、主軸を Z 軸方向に 1 ピッチ移動させないと、ねじがランダムにねじ込まれてしまいます。
⑷ 具体的なプログラム例：ねじ切りフライスの直径はΦ16、ねじ穴はM48×1.5、ねじ穴の深さは14です。
処理手順は以下の通りです。
（下ネジ穴の場合は手順は省略します。穴はボーリング下穴でお願いします）
G0 G90 G54 X0 Y0
G0 Z10 M3 S1400 M8
G0 Z-14.75 ねじの最深部まで送り込む
G01 G41 X-16 Y0 F2000 送り位置に移動し、半径補正を追加します
G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 1/2 円弧を使用して切り込みます
G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 ねじ全体を切る
G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 切り出すときは 1/2 円弧で切り抜きます G01 G40 X0 Y0 中心に戻り、半径補正をキャンセルします
G0 Z100
M30
3. ピックアンドドロップ方式
3.1 ピックアンドボタン方式の特徴
ボックスの部品に大きなネジ穴が発生する場合があります。タップやねじ切りフライスがない場合は、旋盤ピッキングと同様の方法を使用できます。
ねじ切り工具をボーリングバーに取り付けてねじ切りを行います。
同社は一連の部品を加工しました。ネジは M52x1.5、位置は 0.1 mm です (図 1 を参照)。高い位置が要求され、ネジ穴が大きいため、タップを使用して加工することはできず、ネジ切りフライスもありません。テスト後、ピックアンドバックル方式を使用して加工要件を確認します。
3.2 ピックアンドドロップ方式の注意事項
⑴ 主軸始動後、主軸が定格速度に到達するまでの遅延時間を設けてください。
(2) 工具を後退させる際、手研削ねじ工具の場合、左右対称に刃を研ぐことができないため、反転工具を使用して後退させることはできません。スピンドルの方向を使用する必要があり、工具は半径方向に移動し、その後工具は後退します。
⑶ アーバーの製造は正確でなければならず、特にカーフの位置は一貫していなければなりません。不一致の場合、マルチツールバー処理は使用できません。そうしないと混乱が生じます。
⑷ 非常に薄いバックルであっても、摘み取る際はナイフ 1 本で摘み取らないでください。そうしないと、歯の欠損や面粗度の低下の原因となります。少なくとも 2 つのカットに分割する必要があります。
⑸加工効率が低く、単品少量ロット、特殊ピッチねじ、対応工具がない場合にのみ適しています。
3.3 具体的なプログラム例
N5 G90 G54 G0 X0 Y0
N10 Z15
N15 S100 M3 M8
N20 G04 X5 遅延、スピンドルを定格速度に到達させる
N25 G33 Z-50 K1.5 ピックボタン
N30 M19 スピンドルの向き
N35 G0 X-2 ナイフをしましょう
N40 G0 Z15 リトラクトツール
4. まとめ
まとめると、CNCマシニングセンターのねじ加工方法には主にタップ加工、フライス加工、ピッキング加工があります。タップ加工やフライス加工が主な加工方法であり、ピッキング方法は応急的な応急処置に過ぎません。
投稿日時: 2022 年 5 月 13 日