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加工方法!
ねじ加工は CNC マシニング センターの非常に重要な用途の 1 つであり、ねじ加工の品質と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向上と切削工具の改良に伴い、ねじ加工方法も常に改良されており、ねじ加工の精度と効率は徐々に向上しています。 加工担当者が加工中にねじ加工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加工方法を以下に要約します。
数値制御技術|CNC マシニング センターのいくつかの一般的なねじ加工方法
1.タップ加工方法
1.1 タップ加工の分類と特徴
ねじ穴の加工に最も一般的に使用される方法はタップを使用することです。これは主に小径のねじ穴 (D) に適しています。<30) and low precision requirements for hole position.
1980 年代には、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するフレキシブル タッピング方法がねじ穴に使用されました。 タッピング チャックは、非同期工作機械の軸送りと主軸速度によって引き起こされる送り誤差を補償する軸補償を提供し、正しいピッチを保証します。 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、加工効率も低い。 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がCNCマシニングセンタの基本構成となっています。
したがって、現在ではリジッドタッピングがねじ加工の主流となっています。
タップのクランプには剛性のスプリング チャックが使用され、スピンドルの送りとスピンドルの速度は一貫性を維持するために工作機械によって制御されます。
スプリングチャック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、価格が安く、応用範囲が広いです。 タップの保持に加えて、エンドミル、ドリルビット、その他の切削工具も保持できるため、工具コストを削減できます。 同時にリジッドタッピングを使用することで高速切削が可能となり、マシニングセンタの使用効率が向上し、製造コストの削減が可能になります。
1.2 タップ加工前の底ねじ穴の決定
ねじ底穴の加工は、タップの寿命とねじ加工の品質に大きな影響を与えます。 通常、ねじ付き底穴ドリルビットの直径は、ねじ付き底穴直径の公差の上限に近くなるように選択されます。
たとえば、M8 ネジ穴の下穴の直径は Ф 6.7+0.27mm なので、ドリルビットの直径は Ф 6.9mm を選択します。 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
タップを選択する際には、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。 工具会社では加工材質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、選択には特に注意が必要です。
タップはフライスやボーリングカッターと比較して、加工される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、ねじ抜けやねじの緩み、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のガイドが長く、切粉は最前列から排出されます。 止まり穴のフロントガイドは比較的短く、ゴミは後部シートから排出されます。 通し穴タップを使用して止まり穴を加工する場合、ねじの加工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、タップハンドルの直径と正方形の幅にも注意を払う必要があり、タッピングチャックと同じにする必要があります。 リジッドタッピングタップのハンドルの直径は、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、スムーズな処理が保証されます。
1.4 タップ加工用のCNC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 センターには一般的に固定タッピング サブルーチンがあり、各パラメータに値を割り当てるだけで済みます。 ただし、CNC システムとサブルーチン形式が異なると、一部のパラメータ表現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_ R 6_ R7_ R8_ R9_ R10_ R13_。 プログラミングの際、値を割り当てる必要があるのは、これら 12 個のパラメーターのみです。
2. ねじ切り加工方法
2.1 スレッドミーリングの特徴
スレッドミーリングは、ねじ切り工具と3軸連動マシニングセンタを使用し、X軸、Y軸の円弧補間、Z軸直線送りでねじを加工するフライス加工方法です。
スレッドミル加工は、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。
⑴ 処理速度が速く、高効率、高精度です。 切削工具の材質は一般に超硬合金材料であり、切削速度が速い。 切削工具の製造精度が高いため、フライスねじの精度も高くなっています。
⑵ 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左ねじ・右ねじとも1本の工具で使用できるため、工具コストの削減に有利です。
⑶ミーリングは切りくずの排出が容易で冷却が容易であり、タップに比べて切削性能が優れています。 特に、アルミニウム、銅、ステンレス鋼などの難削材のねじ加工に適しています。特に大型部品や貴重な材料部品のねじ加工に適しており、ねじ加工の品質とワークの安全性を確保します。
工具前端のガイドがないため、短いねじ底穴の止まり穴や工具引出しスロットのない穴の加工に適しています。
2.2 ねじ切りフライス工具の分類
ねじ切りフライス工具は、マシンクランプ式超硬合金刃フライスと一体型超硬合金フライスの 2 種類に分けられます。 マシンクランプ式切削工具は幅広い用途に使用でき、刃長未満のねじ深さの穴から刃長以上のねじ深さの穴まで加工できます。 一体型超硬合金フライスは、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 CNC 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。 加工プログラムが正しくプログラムされていないと、工具の損傷やねじの加工エラーが発生しやすくなります。 準備する際には、次の点に注意する必要があります。
まず、底部のネジ穴を加工する必要があります。 小さな直径の穴の場合は、ドリルビットを使用して機械加工する必要があり、大きな穴の場合は、ネジ底穴の精度を確保するためにボーリングを使用する必要があります。
切削工具の出入り時には円弧軌道を使用し、通常は入口または出口で 1/2 回転し、ねじの形状を確保するために Z 軸方向は 1/2 ピッチ移動する必要があります。 この時点で工具半径補正値を入力する必要があります。
⑶ X 軸と Y 軸の円弧を 1 回補間し、主軸を Z 軸方向に 1 ピッチ移動させます。 糸ヨレの原因となります。
(4) 具体的なプログラム例：ねじ切りフライス径はΦ16、ねじ穴はM48×1.5、ねじ穴深さ14です。
処理プログラムは以下の通りです。
（下ネジ穴のプログラムは省略しており、下穴は穴あけとなります。）
G0 G90 G54 X0 Y0
G0 Z10 M3 S1400 M8
G0 Z-14.75 ねじ山の最深点まで送ります
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 は切り込み用に 1/2 回転の円弧を採用しています
G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 ねじ山全体を切る
G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 は、 1/2円弧。 G01 G40 X0 Y0を中心に戻し半径補正を解除
G0 Z100
M30
3. ピッキングバックル方式
3.1 ピッキングボタン方式の特徴
場合によっては、ボックス タイプの部品に大きなネジ穴が発生することもあります。 タップやねじ切りフライスがない場合は、旋盤のねじ切りと同様の方法を使用できます。
ボーリングバーにねじ切り工具を取り付けてねじ切り加工を行います。
同社はかつて、M52x1.5 のねじ山と 0.1 mm の位置公差を持つ部品のバッチを処理しました (図 1 を参照)。 高い位置要件と大きなねじ穴のため、加工にタップを使用することはできず、ねじ切りフライスもありませんでした。 テスト後、処理要件を確保するためにピッキング方法が使用されました。
3.2 ピッキングバックル方式の注意事項
スピンドルが始動した後、スピンドルが定格速度に到達するまでの遅延時間が必要です。
工具を後退させるとき、それが手研削ねじ付き工具の場合、工具は対称的に研削できないため、逆後退は使用できません。 スピンドルの向きを使用する必要があり、工具は後退する前に半径方向に移動する必要があります。
ツールホルダーの製造は正確でなければならず、特にツール溝の位置は一貫していなければなりません。 一貫性がないと、複数のツールホルダを使用して加工することができなくなります。 そうしないと、不正な控除が発生する可能性があります。
たとえ非常に薄いバックルであっても、バックルを摘む際にナイフ1本では摘むことができず、歯の欠損や表面粗さの悪化の原因となります。 少なくとも 2 つのカットを行う必要があります。
(5) 加工効率が低いため、少量の単体部品、特殊なピッチのねじ、および対応する切削工具がない状況にのみ適しています。
3.3 具体的な手順例
N5 G90 G54 G0 X0 Y0
N10 Z15
N15 S100 M3 M8
N20 G04 X5 遅延により、スピンドルが定格速度に到達する
N25 G33 Z-50 K1.5 バックル
N30 M19 スピンドルの向き
N35 G0 X-2 レッティングナイフ
N40 G0 Z15 後退
