大径ねじ穴のフライス加工の方法と技術

大径のねじ穴加工にスレッド ミルを使用する理由

穴をねじ切りする必要がある場合、基本的には従来のタップ加工、冷間成形タップ加工、またはねじ切り加工を行うことができます。

大きな穴、つまり直径 1 インチから 1.5 インチ以上の穴、またはテーパー付きチューブの場合は、ねじ切りフライス加工が最初の選択肢です。

理由の一部:

大規模なねじ切りアプリケーションでは、タップを適用する総コストがねじ切りよりも高くなる可能性があります。たとえば、大きなタップは 1,000 ドル以上かかる場合があります。

特別なタップが必要な場合は、タップのコストが高くなります。より大きな直径のタップ穴がある場合もありますが、標準のタップ サイズはありません。

ねじ穴フライス加工の初期コストは高くなりますが、生産性が向上し、機械加工がより経済的になります。

直径 1 インチ以上の穴の場合は、すべてのねじ山を一度に加工するマルチ フルート スレッド フライス加工が最速の方法です。

タッピングとねじ切り

タッピングは雌ねじを製造する一般的な方法ですが、それが必ずしも最良の方法であるとは限りません。

スレッドミリングではヘリカル補間を使用して 3 つの同時軸を持つ CNC マシンでスレッドを切削するため、工具は加工される穴の直径よりも小さくなります。そのため、ねじ切り中にスレッドミルが壊れても、部品に引っかからず、簡単に取り外すことができます。これにより、リワークコストが確実に削減されます。蛇口が壊れている場合は、蛇口を燃やさなければならず、多くの場合、何度も手直ししたり、部品を廃棄したりします。

タップのように穴のすべての側面をかみ合わせる代わりに、ねじ切り加工時により自由に加工できます。これにより、工作機械の馬力要件が軽減され、生産性が向上します。

これはより自由な切削工具であるため、より広い表面積で操作できます。

ねじ切りフライス加工のもう 1 つの利点は、熱処理や電気めっきなどの操作の前に、標準的な工具で標準外のピッチ直径を作成して、目的のねじサイズを実現できることです。これは、特定の量だけ収縮または膨張するなど、加工時に被削材がどのように反応するかを理解し、ねじ切り時にこの動きを補正することによって達成されます。タップの場合、標準外のピッチ径で特別な加工が必要です。

ねじ切り加工は、適切な用途での利点によりますます一般的になっています。サイクルタイムを短縮し、工具寿命を延ばすためです。また、タッピングよりもきれいで強力なスレッドが得られます。

これらの利点は、大きなねじ穴をフライス加工する場合にのみ強化されます。たとえば、これらのアプリケーションでは、切りくずを排出する余地があり、十分なクーラントが工具/ワークピースの境界面に効果的に入ることができます。

クールダウン

ほとんどのねじ切り加工では、クーラントは非常に効果的です。これは、工具とワークピース間の接触点が 1 つしかなく、切りくずがトラップされないためです。

スローアウェイ スレッド フライス カッターは内部冷却を採用し、一体型工具はオーバーフロー冷却方式を採用しています。

より大きな穴径をフライス加工するためのマルチエッジ スレッド ミルおよび深穴スレッド ミル工具には、1,000 圧力の冷却圧力が必要です。

超硬工具でアルミニウムねじを加工する場合、マイクロクーリングを使用できます。

ねじ切りタイプ

ほとんどの大径タップ穴は、スローアウェイまたは交換可能なインサートでフライス加工できます。

お客様が 1 台のスレッド ミルで複数のピッチを加工できるという柔軟性が必要な場合は、交換可能なインサートを備えたスレッド ミルが適しています。シングルピッチ加工専用の場合は、超硬ソリッド スレッド ミルが適しています。

より小型のスローアウェイまたは交換可能なインサートには、シングル エッジのマルチ セグメント インサートまたはマルチ エッジのシングル セグメント インサートを使用できます。

フライス加工が必要なねじ穴の直径が大きくなると、そのスペースにより、マルチポイントのインデックス可能なツールを適用できます。これらのツールは、シングル ピッチまたはマルチ ピッチにすることができます。ツールとワークピース間の接触面積が小さいため、ユーザーはマルチピッチ ツールよりもはるかに高速にシングル ピッチ ツールを提供できます。ただし、マルチピッチ工具は複数のねじ山を同時に切削するため、移動距離が短くなります。パーツの全長が 12 スレッドの場合、円を 1 周するだけで準備完了です。一方、シングル ピッチ工具は、パーツの周りを 12 回転する必要がありますが、切削速度は速くなります。

マルチピッチ工具を使用すると、ある時点で厚さとねじの深さが工作物表面と接触しすぎて、切削抵抗が工具と機械を圧倒する可能性があります。

大径のねじ穴をフライス加工する場合、ホルダのタイプも重要な考慮事項です。他のフライス加工と同様に、振れを最小限に抑えることで、工具の寿命と部品の品質が向上します。フライス カッター チャックまたは油圧ホルダーをお勧めします。

ミーリングチャックは、衝撃吸収性と高いグリップ力を特徴としており、工具に大きな横圧がかかるねじ切り加工に最適です。ねじ切り加工の際、リトラクタブル ツールホルダーでは「ストローク」現象が発生し、高レベルの振動によってツールがツールホルダーから外れる可能性があります。

エンジン メーカーは、鋳鉄に 36 mm のねじ山をフライス加工したいと考えていました。メーカーは焼きばめホルダーのみを使用していましたが、ねじのフライス加工に問題がありました。最初に速度と送りを調整しようとしましたが、役に立ちませんでした。フライスチャックを交換したら、問題は解決しました。

大径のねじ穴をフライス加工する場合、油圧コレットはお勧めできません。油圧コレットには、ねじ切り加工時に発生する大きな半径方向の力を処理するための強度とグリップがないためです。

ねじ穴の深さ

大径のねじ穴は必ずしも深いとは限りませんが、大きくて重いワークピースを保持するためにしばしば必要とされる治具のために、スレッドミルは長いストロークを持つ可能性があります。ねじ穴の深さと直径の比率が大きすぎる場合は、複数回の操作が必要になる場合があります。

場合によっては、粗ピッチねじ切り加工では荒加工と仕上げ加工が 1 回ずつ必要になりますが、深穴ねじ切り加工では、穴のある深さで 1 回の操作を行った後、より深い深さで別の操作を行う必要があります。

ねじ切りでは、過剰な側圧がねじの品質に悪影響を及ぼすことがあります。これを補うために、通常、より軽い飼料とより多くのプロセスが採用されます。

適切なスレッド ミルの選択は、目的のねじ形状と被削材によって異なります。

ねじ穴の直径の 6 倍の深さを加工することは、ねじ切り加工の能力を超えている可能性があります。このような長いねじのフライス加工は、機械加工プロセス中にオフセットの問題を引き起こす可能性があり、ねじ切りフライス加工はより良い加工方法ではない可能性があります.