現代の製造業において、穴を素早く正確にねじ切ることは重要な課題です。手作業でのねじ切りには時間がかかり、ミスにつながることもあります。チームは、スピードを上げ、ミスを繰り返し、すべてのネジにタイトフィットを得たいと考えています。企業は、労働力を節約し、製品の品質を向上させ、厳しい要件を満たす方法を探しています。CNCタッピングは、これらの問題を解決します。
CNCタッピングは、最初は複雑に見えるかもしれませんが、基本は簡単に学べます。このプロセスがどのように機能するのか、なぜ多くのショップがCNCタッピングに頼っているのかを知りたいですか？このガイドでは、CNCタッピングについて知る必要があるすべてをカバーしています。
CNCタッピングとは？
CNCタッピングは、コンピューター制御の機械を使って穴に内ねじを作る自動化されたプロセスである。CNCタッピングでは、タップと呼ばれる特殊な工具を使用します。タップは適切な速度で回転し、穴の中に移動します。機械は決められたプログラムに従うので、どのネジ山も同じ深さとピッチになります。
スチール、アルミニウム、プラスチックなど、さまざまな素材に対応。ネジやボルトが必要なあらゆる部品の内ネジに使用できる。CNCタッピングは、多くのマシニングセンターの一般的な機能であり、垂直または水平に実行することができます。
CNCタッピングの仕組み
CNCタッピングでは、タップと CNCマシン.この工程は、オペレーターがパーツをセットアップし、正しい工具を選択することから始まる。機械は各穴を開ける場所を指示するプログラムを読み込む。
スピンドルが設定された速度でタップを回転させる。機械は、タップを下穴にまっすぐ移動させる。タップが回転すると、穴の側面にねじ山が切られていきます。機械が速度、送り、深さを制御するので、どのネジ山も均一です。
一つの穴が終わると、機械はタップを引き抜き、次の場所に移動する。このプロセスを、すべての穴が終わるまで繰り返す。プログラムが要求すれば、マシンは異なるサイズのタップを使用できる。
CNCタッピングには、切削タップと成形タップがある。主な違いは、切削タップが材料を除去するのに対し、成形タップは金属を押し込んでねじ山を形成することです。
CNC加工用タップの種類
適切なタップを選ぶには、穴のタイプ、材質、希望するねじ山の品質によって異なる。それぞれのタップは、特定の作業用に作られています。ここでは、CNC加工で使用される最も一般的なタップの種類をご紹介します。
スルーホールタッピング
貫通穴は素材を貫通している。切り屑は底のほうに逃げることができる。これにより、タップが容易になります。高速回転が可能で、切り屑の堆積のリスクを軽減できます。スパイラル・ポイント・タップは、切り屑を前方に押し出すため、ここで効果を発揮します。
ブラインドホールタッピング
盲穴 反対側に到達する前に止まる。切りくずは行き場を失う。つまり、穴が詰まったり、タップが壊れたりする可能性があります。止まり穴には、スパイラル・フルート・タップが最適です。切りくずを引き上げて穴から出します。また、深さを正確にコントロールする必要があります。
ストレート・フルート・タップ
ストレート・フルート・タップは、最も基本的なタイプのタップである。材料を切り裂くことでねじ山を切ります。これらのタップは、加工時間が短く、鋳鉄のような小さな切りくずが出る素材に最適です。特に切りくずを除去する能力に長けていないので、ブラインドホールには向いていません。
スパイラルフルート・タップ
スパイラル・フルート・タップは、切りくずを引き上げるように設計されている。主にブラインドホールに使用される。螺旋状のデザインは、切り屑の詰まりを防ぐのに役立ちます。アルミニウムや真鍮などの柔らかい金属に適しています。また、タップの破損の可能性も低くなります。
スパイラル・ポイント・タップ
スパイラル・ポイント・タップは「ガン・タップ」とも呼ばれる。切りくずをタップから前方に押し出します。そのため、貫通穴に最適です。他のタップよりも高速で加工できます。また、生産量の多い現場では長持ちします。
成形タップ
フォーミングタップは材料を切削しません。その代わり、材料を押してねじ山を形成します。切りくずは発生しません。そのため、アルミニウムや軟鋼などの素材に適している。ねじ山は通常より強くなりますが、フォーミングタップはより大きな下穴を必要とします。潤滑は、熱と摩擦を減らす上で非常に重要です。
CNCタッピングを成功させるための主要パラメータ
CNCタッピングには慎重な設定が必要です。正しいセッティングは、ねじ山をきれいに保ち、工具の破損を防ぎ、タップを長持ちさせます。
速度と送り速度
タッピングの速度は回転数（RPM）で測定される。速すぎるとタップが壊れる。遅すぎると時間をロスします。適切な速度は、素材とタップの種類によって異なります。硬い素材には遅い速度が必要です。軟らかい材料は、より速い速度で加工できます。
送り速度はねじピッチに連動する。タップの場合、送りはピッチと正確に一致しなければならない。そうしないと、タップがねじ山を剥がしたり、折れたりします。ほとんどのCNCマシンは、送りをスピンドル速度にロックするタッピングサイクルでこれを処理します。
切削深さ
深さとは、タップが穴のどこまで入っているかということである。ブラインドホールの場合、この深さは細心の注意を払ってコントロールしなければなりません。タップが底に強く当たりすぎると、欠けたり折れたりすることがある。常にねじ山の長さ以上のクリアランスを確保してください。貫通穴は簡単ですが、深く切り過ぎないよう、適切なプログラミングが必要です。
クーラントと潤滑
クーラントは熱を下げる。潤滑は摩擦の低減に役立つ。どちらもタップを保護し、ねじの品質を向上させるために必要です。鋼やステンレス鋼には切削油を使用する。アルミニウムには水性クーラントを使用する。成形タップの場合は、オーバーヒートを避けるため、常に潤滑油をたっぷり塗布してください。流体の流れが良いと、ブラインドホールでの切りくずの除去にも役立ちます。
CNCタッピングの一般的な材料
素材によって、タッピング中の挙動はさまざまです。適切なタップとセッティングの選択は、使用する素材によって大きく異なります。
金属
アルミニウム ソフトでタップしやすい。速いスピードと軽い圧力が可能です。鋭利なタップを使用し、フルートを明確にしておくこと。スパイラル・ポイント・タップやフォーミング・タップはアルミニウムに適しています。
スチール には多くの等級がある。低炭素鋼は簡単にタップを切ることができる。高炭素鋼や合金鋼は、より低速で、より大きな切削力を必要とする。工具寿命を延ばすには、TiNなどのコーティングを施した切削タップを使用する。
チタン トリッキーで粘着性がある。発熱も速い。低速回転、高潤滑性クーラント、高強度コーティングタップを使用する。スパイラルフルート・タップは、切り屑の排出に役立ちます。チタンのタッピング加工では、工具のたわみを防ぐため、剛性の高いセットアップが必要になることが多い。
プラスチックと複合材料
ナイロンやABSのような柔らかいプラスチックは叩きやすい。溶融の原因となる過熱は避ける。高速セッティングとシャープなタップを使用する。切りくずはこまめに取り除く。
グラスファイバーやカーボンファイバーのような複合材は、より研磨性が高い。タップの摩耗が早い。特殊なコーティングを施したタップを使用する。脆性材料の場合、割れや剥離を避けるため、タッピン グ力を弱める。多くの場合、直接タッピングする代わりに、ねじ形成インサートを使用する。
CNCタッピングの利点
CNCタッピングは、現代の生産に多くの利点をもたらします。それは、部品の品質とショップ全体のパフォーマンスの両方を向上させます。
精度
CNCマシンがタップのあらゆる動きを制御します。その結果、正確なねじのサイズ、深さ、位置が得られます。公差の厳しい部品でも、安定したねじ山を得ることができます。交差ねじ切りや特大穴のリスクが少なくなります。
効率
CNCタッピングは高速で動作します。一旦プログラムされると、マシンは停止することなく次から次へと穴をタップします。切り屑処理、工具の動き、深さは全て最適化され、性能が向上しています。これにより、サイクルタイムを短縮し、手作業を最小限に抑えます。
汎用性
CNCタッピングは幅広い材料に対応します。軟質金属、焼き入れ鋼、プラスチック、複合材など、幅広い素材に対応します。適切な工具とセッティングにより、ブラインドホール、スルーホール、大小を問わずタップ加工が可能です。
再現性
どの部品も同じ結果になる。タップは同じ場所に入り、同じ深さで切断され、きれいに抜ける。この再現性は品質管理に役立ちます。また、スクラップ率を下げ、再加工の必要性を減らします。
CNCタッピングの課題
CNCタッピングは効率的ですが、それでも問題は起こります。一般的な問題を知ることで、コストのかかるダウンタイムやスクラップを防ぐことができます。
タップの破損と摩耗
タップの破損は多くの場合、間違った速度や送りを使用することで起こる。また、穴が小さすぎる場合にも起こる。ステンレス鋼やチタンなどの硬い素材や粘着性のある素材は、タップへのストレスを増大させる。また、タップは時間の経過とともに摩耗する。くすんだ工具は切れ味が悪く、折れやすくなる。
破損を減らすには、作業に適した工具を使用すること。タップを鋭利に保ち、正しい潤滑剤を塗布する。剛性の高いセットアップは、振動やミスアライメントを防ぐのに役立ちます。
スレッドの品質に関する問題
不十分なアライメント、鈍いタップ、不適切な送り速度は、ねじ山の不良につながる可能性がある。ねじ山は、きつすぎたり、ゆるすぎたり、不揃いだったりする。ブラインドホールの場合、摩耗したタップでは、ねじの深さまで切れないことがある。
高品質のタップを使用し、切削前に穴のサイズを確認する。機械の設定がねじピッチに合っていることを確認する。また、仕上がったねじ山をゲージで定期的に検査し、問題を早期に発見する。
チップ避難問題
クリアできない切りくずは、フルートを詰まらせ、タップを破損させます。これは、ブラインドホールや長い切りくずを作る柔らかい材料によく見られます。
止まり穴にはスパイラル・フルート・タップを、貫通穴にはスパイラル・ポイント・タップを使用する。切りくずを押し出したり、引き出したりするために、クーラントを流し続ける。硬い材料では、送り速度を少し下げて、切り屑が抜ける時間を長くする。
結論
CNCタッピングは、さまざまな素材に正確で再現性のあるねじ山を形成する信頼性の高い方法です。貫通穴にも止まり穴にも有効です。適切なタップ、適切なセットアップ、合理的な切りくず処理により、高いねじ品質を達成し、工具の摩耗を抑えることができます。時間を節約し、一貫性を向上させ、多くの産業で大量生産をサポートします。
カスタム部品のタッピングソリューションでお困りですか？ お問い合わせ 迅速でプロフェッショナルなサービスでお客様の加工ニーズをサポートいたします。
ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
