第5単元：タッピング技術マスター — 手動・動力送り、仕上げ、高度なワーク保持

学習目標

この単元を修了すると、以下のことができるようになります。

• タッピング手順を説明できる
• タッピング用RPMを決定できる
• ヤスリがけと研磨を説明できる
• 高度なワーク保持を説明できる

タッピング（ねじ立て）

タッピングは、穴内部にネジを切ってキャップスクリューやボルトをねじ込めるようにする、またはナットにネジを切るプロセスです。

タッピングは旋盤で動力送りでも手動でも可能です。どちらの方法でも、穴は適正なタップドリルサイズで開け、端部に面取り（チャンファー）が必要です。

タッピング手順

良い習慣

タップガイドの使用

タップガイドは、使いやすく真直ぐなタップを切るために不可欠です。旋盤やフライス盤を使う場合、タップはすでに真直ぐかつセンタリングされています。手動でタップを芯出しする場合は注意が必要で、90°タップガイドは肉眼よりはるかに正確です。

切削油の使用

穴あけとタッピングでは切削油の使用が不可欠です。ビットの鳴きを防ぎ、切削を滑らかにし、切りくずを排出し、ドリルとワークの過熱を防ぎます。

ペッキング（ステップ送り）

ペッキングは、ドリルやタップの過熱・折損を防ぎます。ペックドリルは、途中まで穴あけして引き抜き、切りくずを排出しつつワークを冷やす操作です。ハンドルを1回転進めて半回転戻すのが一般的です。ビットやタップを引き抜くたびに、可能な限り切りくずを除去し、ドリル/タップとワークの間に切削油を供給します。

手動タッピング手順

1. チャートからドリルサイズを選定

タップサイズ選定時、まずこのチャートを参照。

タップ・クリアランスドリルサイズ表

2. 必要ならタップ前に穴に面取り（チャンファー）を追加

ネジ用に面取りやカウンターシンクが必要な場合があります。最良の結果を得るには、主軸回転数を150〜250 RPMに設定。

3. タップガイドを用意

穴はタッピング準備完了。手動フライス盤付近のタップとガイドブロックを使用。ガイドブロックには各種タップサイズ用の穴があります。使用タップに最も近いサイズの穴を選び、ドリル穴にかぶせる。

4. タップを切る

タップレンチでペックタッピング。穏やかな圧力でレンチを1回転進め、半回転戻す。目標深度までペックタッピング。

5. タップ完了

タップがこれ以上進まない、または目標深度に達したら圧力を解除。タップが底突きした可能性大。タップを穴から抜く。それ以上圧力を掛けるとタップ折損の原因に。タップが小さいほど折れやすい。

図1. タップ

旋盤でのタッピング手順

手順：

1. ワークをチャックにマウント。
2. フェイシングとセンタードリル。
3. 使用するタップに適したタップドリルを選定。
4. 例：1/4-20 UNC には #7 ドリルを使用。
5. 材料に適した正しい回転数で、タップを要求深度まで動力送りで加工。たっぷり切削油を使用。
6. 注：旋盤動力でタッピングする場合ワークが回転する。非常に低い主軸回転数（40〜60 RPM）とたっぷりの切削油を使用。
7. 穴端部に面取り（チャンファー）を施す。

旋盤でのヤスリがけ

旋盤でのヤスリがけは、少量の材料除去、焼け除去、鋭利なコーナーの面取りのみに限定すべきです。ヤスリがけで仕上げる面は、旋削で約0.002〜0.003インチ手前まで仕上げておくべきです。旋盤でヤスリがけする際、ヤスリハンドルを左手で持つことで、腕と手を回転チャックから離して怪我を防ぎます。

手順：

1. 主軸回転数を旋削用の約2倍に設定。
2. ワークをチャックにマウント、潤滑し、デッドセンターをワークに調整。
3. 鞍を可能な限り右側に移動し、ツールポストを取り外す（必要なら）。
4. リードスクリューと送りロッドを解除。
5. 用途に適したヤスリを選択。
6. 旋盤起動。
7. ヤスリハンドルを左手で握り、右手指でヤスリ先端を支える。
8. 軽い圧力でヤスリを全長押し進め、戻りでは圧力を抜く。
9. ヤスリ幅の約半分ずつずらしながら、分速30〜40ストロークで面が仕上がるまで継続。

図2. ヤスリがけ

旋盤でのヤスリがけ時、以下の安全事項を遵守：

• 袖をまくる。
• 適切に装着されたハンドル付きヤスリのみ使用。
• 時計と指輪を外す。
• ヤスリに過度な圧力をかけない。
• ヤスリブラシで頻繁に清掃。ヤスリ目に少しチョークを擦り込むと目詰まり防止と清掃容易化に効果的。

旋盤での研磨（ポリッシング）

ヤスリがけ後、研磨布で仕上げ面をさらに改善できます。

手順：

1. 仕上げ目標に合った種類と番手の研磨布を選択、約6〜8インチ長、1インチ幅の片を用意。
2. 旋盤を高速（約800〜1000 RPM）で運転。
3. 送りロッドとリードスクリューを解除。
4. 潤滑し、デッドセンターを調整。
5. 旋盤起動。
6. 研磨布をワークに当てる。
7. 右手で布をワークに強く押し付け、左手で布のもう一方の端をしっかり握る。
8. 布をワークに沿ってゆっくり前後に動かす。

図3. 研磨

旋盤での研磨時、以下の安全事項を遵守：

1. 袖をまくる。
2. ゆるい衣服は着込む。

一般仕上げには80〜100番手の研磨布。より良い仕上げにはより細かい番手を使用。

高度なワーク保持

形状が複雑な部品は、加工前に適切に保持するための専用工具が必要です。

1. ワーク外径全周を切削する場合、コレットやチャックに入れられない。
2. 貫通穴がある部品は、旋盤アーバー（テーパーシャフト）に圧入し、部品ではなくアーバーをクランプ。
3. 穴が大きすぎてアーバーで十分支持できない場合、アウトサイドジョーで部品内径を把持。
4. 複雑形状部品は、フェイスプレートに取り付け、さらに主軸に装着。

旋盤ワーク保持法の比較

以下の表は、旋盤でのワーク保持手段の長所と短所を簡易比較したものです：

方式	精度	再現性	便利さ	備考
コレット	高	高	高	高速、高精度、高再現性、把持力強、ワーク傷つきにくい、把持面積広い。チャックとコレットが高価。把持長さ制限あり。ワークは円形でコレットサイズにほぼ合致する必要あり。
3爪チャック（ソフトジョー）	高	高	高	大型ワークでは、CNC現場では3爪チャック＋ソフトジョーが標準。
3爪自動芯出しチャック（ハードジョー）	低	低	高	一般的、安価、簡単。精度低、再現性低（ワーク脱着で再芯出し必要）。
4爪チャック	高	高	中	ジョー個別調整に時間かかるが高精度達成可能。カム/エキセントリック加工用にオフセット把持可。不定形・角材・長方形材も把持可。
6爪自動芯出しチャック	中	中	高	薄肉ワークやワーク仕上げ面把持に最適。六角材にも最適。
フェイスプレート旋削	セットアップ依存	中	低	不定形に最適。フライス盤的なクランプ使用。バランス取りのためカウンターウェイト必要な場合あり。
センター間旋削	高	高	低	高精度、センター間でワークを戻せば極めて高い再現性。
コンスタントフェイス旋削	高	高	高	センター間旋削の現代的代替。ラッチドッグ（セットアップ面倒）代わりに、油圧等で主軸端を把持・駆動。
エキスパンディングアーバー	高	高	高	外側からではなく内側から拡張把持するが、それ以外はコレットと類似。

方式 は使用する特定技術または工具を示します。
精度 はワークがどれだけ精密に保持されるか、切削前に主軸とどれだけ同心に回るかを示します。
再現性 はワークを外して再度精密に戻せる容易さを示します。

単元テスト

1. 1/2-20タップ用のドリルサイズは？
2. 面取り（チャンファー）の目的は？
3. タッピングの最適RPMは？
4. ヤスリがけ時の主軸回転数設定は？
5. 研磨の目的は？
6. 一般仕上げに最適な研磨布番手は？
7. 3爪チャックに最適なワークは？
8. 3爪チャックの特徴は？
9. 3爪チャックと4爪チャックの違いを説明せよ。
10. コレットチャックの長所と短所は？