多くのエンジニアや工場長は、ねじの形状が不揃いであったり、特殊なねじのサイズが必要であったりといった問題に対処している。標準的な工具で問題を解決できない場合は、さらに難しくなる。しかし、一点ねじ切りの使い方を学ぶことは助けになる。工程をよりコントロールできるようになる。あなたの正確なニーズに合わせてねじを切ることができる。
シングルポイントねじ切り加工は、特注のねじを切り、プロファイルを調整し、正確な仕様を満たす方法を提供します。このガイドでは、そのプロセスを分解し、どのように機能するかを説明し、ベストプラクティスを取り上げます。
シングルポイント・スレッディングとは？
シングルポイントねじ切りとは、切削工具を使って被加工物にねじを切る方法である。ねじ山形状の1本の工具を使用する。部品が旋盤上で回転すると、工具がそれに沿って移動し、ねじ山を切削する。この切削はゆっくりと段階的に行われる。
この方式は、手動旋盤と自動旋盤の両方で標準的に採用されている。 CNC旋盤.部品の外側にも内側にもねじ山を作ることができる。主な利点のひとつは、コントロール性である。設計に基づいて、ねじのサイズ、形状、ピッチを選択できます。
この工程では、工具は糸全体を一度に切断しない。何度かパスを繰り返す。パスするたびに、工具は少しずつ深くなる。これは、ねじ山が最終的な深さに達するまで続けられる。これはタップやダイスが1回でねじを切るのとは異なります。
シングルポイントスレッディングは柔軟性もある。ねじ山のサイズや形状を簡単に変えることができる。そのため、特注部品や修理作業、小ロット生産に最適です。特殊なネジ山やタイトフィットが必要な場合にも有効です。また、品質や精度の管理もしやすくなります。
作成されるスレッドの種類
シングルポイントねじ切りでは、多くのねじタイプを柔軟に作成できます。カスタム仕様や、特定のねじ規格に合わせる必要がある場合に有効です。このセクションでは、その詳細を説明します。
内部スレッドと外部スレッド
外ねじは、ボルトやシャフトのように、部品の外側に切られる。ねじ切り工具は、回転するワークピースの外径に沿って移動し、工具は完全なねじの形に達するまで徐々に切り込んでいく。
内ねじは、ナットやハウジングのような穴の内側に切る。これには、同じ形状のより小さな工具が必要である。工具が穴の内側で作業するため、スペースと視界が制限され、より難しい。
どちらのタイプも、注意深い位置合わせと深さ管理が必要である。セットアップや工具経路の間違いは、ねじの適合性や強度に影響を与える可能性がある。
共通スレッド・スタンダード
さまざまな業界で、さまざまなねじ規格が使用されている。シングルポイントねじ切りでは、工具と機械が正しくセットアップされている限り、ほぼすべてのねじ規格を柔軟に切削できます。
メートルねじ
メートルねじは世界中で広く使われている。単位はミリメートル。中心的な数値は一次直径とピッチ（ねじ山間の距離）です。
例えば、M10×1.5は、ねじの主径が10mmでピッチが1.5mmであることを意味する。メートルねじはISO規格に準拠しており、サプライヤー間で一貫性が保たれている。
統一スレッド規格（UTS）
米国ではUTSが一般的。ミリメートルの代わりにインチを使用する。ピッチはTPI（スレッドパーインチ）で表示されることが多い。
例えば、1/4-20 UNCスレッドとは、直径1/4インチ、1インチ当たり20個のネジ山を意味する。UNCはUnified Coarse Threadの略です。UNF（細目）とUNEF（極細目）もある。
それぞれの規格には、ピッチ、角度、深さについて独自の規則がある。ねじ切り工具は、形状とサイズを正確に一致させなければならない。
シングルポイントねじ切り用工具と設備
一点ねじ切りを行うには、適切な機械と切削工具が必要である。セットアップの方法は、ねじの種類、素材、どの程度の精度が必要かによって異なります。
旋盤とその役割
一点ねじ切り加工は、常に旋盤で行われる。旋盤はワークを回転させ、切削工具はワークに沿って直線的に移動する。この複合的な動きにより、ねじ山が形成される。
手動旋盤は、リードスクリューと歯車を使ってねじピッチを合わせる。オペレーターはギアをセットするか、ダイヤルで正しい送り速度を設定する。CNC旋盤は、プログラムされた設定により、これを自動的に行います。CNC旋盤はより速く、より再現性が高い。
ねじ切り工具の種類
スレッディング・ツールがカッティングを行う。糸の形状に合わせた鋭い刃を持っている。最も一般的なタイプは以下の通り：
- HSS（高速度鋼）工具:小さな作業や柔らかい素材に適しています。いろいろな形に挽ける。
- 超硬インサート:より硬い素材や長時間の使用に使用される。長持ちし、表面の仕上がりも良い。
- 退屈なバー:内ねじを切るのに使う。穴の内側にはめ込み、ねじ切り工具のような形をしている。
工具形状とインサートタイプ
ねじ切り工具には、ジオメトリと呼ばれる特定の形状があります。主な機能は以下の通り：
- スレッドのプロフィール:ねじの形状に合わせる。例えば、メートルねじやUNCねじの場合は60°のV字形状。
- ノーズ半径:糸山形状をコントロールする小さな丸みを帯びた先端。鋭すぎると欠け、丸すぎると細部がぼやける。
- リリーフアングル:切断時に工具が素材をこすらないようにする。
ステップ・バイ・ステップのシングル・ポイント・スレッド・カッティング・プロセス
ねじ切りには、慎重なセットアップと安定したコントロールが必要です。ミスや工具の破損を避けるために、この順序に従ってください。
ステップ1：ワークと機械の準備
ワークのサイズと材質を確認することから始めます。ワークが丸く、きれいで、チャックにしっかりと固定されていることを確認します。部品がぐらつくと、ねじの精度が出ません。
旋盤を清掃し、工具のクリアランスをチェックする。切り屑を取り除き、機械を適切な回転数に設定する。通常の旋削よりも遅い回転数を使用する。
ステップ2：適切なスレッドパラメーターを選択する
ねじピッチ、直径、ねじ形状を決定する。これらは図面や部品の設計によって異なる。工具がねじ山形状に合っていることを確認する。
ねじピッチに合わせて送り速度を設定します。例えば、1.5mmピッチの場合、工具はスピンドル1回転につき1.5mm移動する必要があります。
CNC旋盤を使用する場合は、プログラムにすべてのねじパラメータを入力する。コードが正確かどうかダブルチェックする。
ステップ3：ツールの取り付けと位置合わせ
ねじ切り工具を工具ホルダーに取り付ける。刃先は部品に正対し、中心の高さになっていなければならない。センターゲージを使用し、工具を正しい角度に合わせる。
工具がしっかり締まっていることを確認してください。少しでも動くと、ネジ山の形状に影響します。
ステップ4：ゼロリファレンスの設定
工具をワークピースに近づけます。表面をタッチオフし、X軸のゼロ点を設定します。次に、少し後退してZ軸の始点を設定します。
このリファレンスは、各パスの開始位置をミシンに伝えます。ゼロがずれていると、ねじの深さと位置が仕様と一致しない。
手動で作業する場合は、ねじダイヤルまたは同期方法を使用する。CNC機械では、ツールパスが正しい位置から始まることを確認する。
ステップ5：最初のスレッディング・パスを行う
旋盤をスタートさせ、送りをかける。工具はねじピッチに沿って浅い溝を切るはずである。滑らかな動きときれいな切削に注意する。
工具の過負荷を避けるため、切り込みは軽めにする。最初のパスの後、機械を停止し、ねじ山の形状を確認する。
スレッドピッチゲージや顕微鏡を使い、ピッチと形状が正しいことを確認する。
ステップ6：深さ調整とカッティングパスの繰り返し
より深いパスでカッティングを続ける。糸が最終サイズに近づくにつれ、毎回深さを浅くする。こうすることで、切削力を減らし、表面を滑らかに保つことができる。
切削油剤を塗布して熱を下げ、工具寿命を向上させる。切り屑の堆積に注意し、必要に応じて速度や送りを調整する。
数回通過した後、停止してはめ合いをチェックする。ねじゲージまたはテストパーツを使用する。ねじ山が正しい深さに達し、フィットしたら止める。
シングル・ポイント・スレッディングの利点
シングル・ポイント・スレッディングは、より良いコントロールと柔軟性が得られるため、今でも広く使われている。ここでは、なぜシングルポイント・スレッディングが実際の現場での堅実な選択なのかを説明する。
精度と正確さ
この方法は、ねじ山のサイズと形状を強力にコントロールできる。ピッチ、深さ、形状を機械上で設定できる。厳しい公差が必要な部品に適している。ねじ山を切り、それをチェックし、ぴったり合うまで小さな変更を加えることができる。
多くのスレッドタイプに対応
シングルポイントねじ切りで、ほとんどすべてのねじタイプを切ることができます。メートルねじ、ユニファイねじ、ACMEねじ、台形ねじ、さらには特注形状にも対応します。適切な工具形状と機械設定が必要です。
小ロットでも低コスト
必要な部品が少ない場合、この方法はコスト削減に役立つ。特別なタップやダイスを買う必要はない。同じ切削工具を使い、機械の設定を調整すればよい。
最適な結果を得るためのベストプラクティス
きれいで正確なねじ切りを行うには、適切なセットアップだけでは不十分です。工具、部品、機械が一体となって作業するためには、切削中にも良い習慣が必要です。
偏向とおしゃべりを避ける
たわみは、工具やワークピースが圧力を受けて曲がるときに起こる。これにより、ねじ山が不均一になったり、工具が摩耗したりする。これを避けるには、工具のオーバーハングを短く保ち、剛性の高いセットアップを使用する。
チャタリングとは、糸面に跡を残す振動のことである。びびりが始まったら、速度を遅くし、1パスあたりの深さを浅くする。工具が鋭利で、十分に支持されていることを確認する。
必要であれば、心押し台や振れ止めを使って、長い部品を支えてください。こうすることで、切削中にワークを安定させることができる。
チップの形成と除去の管理
ねじ切り加工では、部品や工具に巻きつく長くて筋状の切りくずが発生する。これらは、ねじ山を損傷したり、工具を破損したりする可能性がある。
工具のチップブレーカーを使用するか、切り込み深さを浅くして、切り屑を細かくする。熱を下げ、切りくずの流れを良くするために、切削油を塗布する。
必要であれば、パスとパスの間に一時停止し、切粉を手作業で取り除く。CNCマシンの場合は、次のパスの前に切り屑が落ちるように、リトラクトとドウェルの動きを追加する。
適切なツールのクリアランスと角度の確保
工具が擦れることなくきれいにカットできるよう、十分なクリアランスが必要です。サイドとエンドの逃げ角をチェックする。小さすぎると、工具が引きずられてオーバーヒートする。
すくい角を材料に合わせます。正のすくい角は、軟らかい金属では切削抵抗の軽減に役立つ。中立のすくい角は、硬い金属に適しています。
常に工具をワークに対して正しい角度で合わせてください。わずかな傾きでもネジ山の形状に影響を与え、フィッティングの問題を引き起こすことがあります。ゲージやインジケータを使用して、切削前に確認してください。
業界を超えたアプリケーション
シングルポイントスレッディングは、精度、柔軟性、信頼性が要求される多くの分野で使用されています。ここでは、さまざまな分野で実際にどのように使用されているかを紹介する。
自動車産業
自動車業界では、ねじ切りシャフト、ボルト、エンジン部品、継手などの製造にシングルポイントねじ切りがよく使用される。これらの部品の多くは、厳しい公差とカスタム仕様が要求される。また、既存の部品の修正やリバースエンジニアリング部品の製造にも役立ちます。
航空宇宙工学
航空宇宙部品は、しばしば厳しい公差と特殊なねじ形状を必要とします。シングルポイントねじ切り加工は、これらの作業に必要な制御を提供します。一般的に 精密ファスナー航空機システムに使用される、ネジ付きブッシュ、継手。
一般機械加工
加工工場や小規模な製造工場では、日常的に使用される部品のシングルポイントねじ切り加工に頼っています。それが カスタムエンクロージャー短納期部品や交換用ねじなど、この方法は信頼できる。それは、特にチタンやインコネルのようなエキゾチックな材料で、ねじの深さ、ピッチ、形状を完全に制御することができます。
シングルポイント・スレッディングと他の方法の比較
シングルポイントねじ切りと他の標準的なねじ切り方法の簡単な比較表です。この表を使って、どの方法がお客様の部品要件や生産ニーズに合うかを素早く決定してください。
| 特集 | シングル・ポイント・スレッディング | タッピング | ネジ切り | 金型ねじ切り |
|---|---|---|---|---|
| スレッドタイプ | 内部および外部 | 内部のみ | 内部および外部 | 外部のみ |
| 柔軟性（カスタムスレッド） | 高い | 低い | 高い | 低い |
| スピード | 遅い | 速い | ミディアムからファースト | 速い |
| セットアップの複雑さ | 適度 | 低い | 高い | 低い |
| 正確さ | 高い | 適度 | 高い | 低～中程度 |
| 工具寿命 | ロング（超硬インサート） | より短い（特に硬い素材の場合） | ロング | ショート |
| 素材範囲 | ブロード（金属、プラスチックなど） | タップ強度による制限 | 幅広い | 限定 |
| 最適 | プロトタイプ、カスタムパーツ、タイトフィット | 標準穴、大容量 | 複雑な部品、ネジの修理 | 簡単な作業、標準的な外ねじ |
結論
シングルポイントねじ切りでは、内ねじと外ねじの両方を正確かつ柔軟に切ることができます。特注サイズ、小ロット、厳しい公差に適しています。タッピング、ねじ切り、ダイスねじ切りに比べ、ねじの形状や深さをより細かく制御できます。適切なセットアップと工具を使用することで、さまざまな材料できれいで正確なねじ山を得ることができます。
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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。
