CNC マシニング センターの一般的なねじ加工方法

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 つです。ねじの加工品質と効率は、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の向上と切削工具の改良により、ねじ加工の方法は絶えず改善されており、ねじ加工の精度と効率は徐々に向上しています。技術者が処理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、CNC マシニング センターで実際に一般的に使用されているいくつかのねじ加工方法を以下に要約します。

タップ加工方法

1 タップ処理の分類と特徴

タップによるねじ穴加工は、最も一般的な加工方法です。主に小径 (D<30) で穴位置精度の低いねじ穴に適しています。

1980 年代には、すべてのねじ穴にフレキシブル タッピング方式が採用されました。つまり、フレキシブル タッピング チャックを使用してタップを固定していました。タッピング チャックは、工作機械の非同期送りと主軸速度によって引き起こされる前進を補正するための軸補正に使用できます。正しいピッチを確保するために誤差を与えます。柔軟なタッピングチャックは、構造が複雑で、コストが高く、損傷しやすく、加工効率が低い。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がCNCマシニングセンタの基本構成となっています。

そのため、現在のねじ加工はリジッドタッピングが主流となっています。

つまり、タップは剛性のあるスプリング チャックによってクランプされ、主軸の送りと主軸の速度は工作機械によって制御され、同じ値を維持します。

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シンプルで価格も安く、用途も広いです。タップのクランプだけでなく、エンドミルやドリルなどの工具もクランプできるため、工具費の削減が可能です。同時に、高速切削にリジッド タップを使用できるため、マシニング センターの効率が向上し、製造コストが削減されます。

2 タッピング前のネジ穴の決定

ねじ下穴の加工は、タップの寿命やねじ加工の品質に大きく影響します。一般に、ねじ付き底穴ドリル ビットの直径は、ねじ付き底穴の直径公差の上限に近い値が選択されます。

たとえば、M8 ネジ穴の下穴の直径は Ф6.7+0.27mm で、ドリル ビットの直径は Ф6.9mm です。これにより、タップの取り代を減らし、タップの負荷を軽減し、タップの寿命を延ばすことができます。

タップの 3 つの選択

タップを選定する際は、まず加工する素材に応じて対応するタップを選定する必要があります。工具会社は、処理するさまざまな材料に応じてさまざまな種類のタップを製造しています。選択には特に注意してください。

フライスカッターやボーリングカッターと比較して、タップは加工材料に非常に敏感です。たとえば、鋳鉄を機械加工してアルミニウム部品を加工するためにタップを使用すると、ねじ山が失われたり、ランダムな座屈が発生したり、さらにはタップが破損したりして、工作物が廃棄される可能性があります。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してください。貫通穴タップの先端が長く、切りくず排出は正面の切りくず排出です。止り穴の先端が短く、切りくず排出は後方の切りくず排出です。通し穴タップの止り穴の場合、ねじ加工深さは保証できません。さらに、柔軟なタッピング チャックを使用する場合、タップ シャンクの直径と正方形の幅は、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用タップのシャンク径は、スプリングコレットの径と同じにしてください。要するに、合理的なタップの選択だけが、円滑な処理を確実にすることができます。

4 タップ加工用 CNC プログラミング

タップ処理のプログラミングは比較的簡単です。これで、マシニング センターは通常、タッピング サブルーチンを固め、各パラメータを割り当てるだけで済みます。ただし、数値制御システムが異なるため、サブルーチンの形式が異なり、一部のパラメーターの意味が異なることに注意してください。

たとえば、SIEMEN840C 制御システムの場合、そのプログラミング形式は G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_ です。プログラミング中に割り当てる必要があるのは、これらの 12 個のパラメーターのみです。

ねじ切り

1 ねじ切りの特徴

ねじ切りとは、ねじ切り工具、マシニング センターの 3 軸リンク、つまり、X、Y 軸の円弧補間、Z 軸の直線送りフライス加工方法を使用してねじを加工することです。

ねじ切り加工は、主に難削材の大穴ねじやねじ穴の加工に使用されます。主に以下の特徴があります:

⑴ 高速加工、高能率、高加工精度。工具の材質は一般的に硬質合金材で、切削速度は速いです。工具の製造精度が高いため、ねじ切り精度が高いです。

⑵ フライス工具の適用範囲が広い。ピッチが同じであれば、左ねじ、右ねじを問わず工具は1本で済み、工具のコストダウンに有利です。

⑶ フライス加工は切りくずの排出や冷却が容易です。タップに比べ、切削性能が優れています。アルミ、銅、ステンレスなどの難削材のねじ加工に特に適しています。大型部品や貴重な素材の部品のねじ加工に特に適しています。ねじ加工の品質とワークピースの安全性を確保してください。

⑷ ツールフロントガイドがないため、ねじ下穴の短い止り穴やアンダーカットのない穴の加工に適しています。

2 ねじ切り工具の分類

ねじ切り工具は、2 つのタイプに分けることができます。マシンクランプツールには幅広い用途があります。刃長以下のネジ深さの穴、刃長さ以上のネジ深さの穴の加工が可能です。一体型超硬フライスは、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。

3 ねじ切りの CNC プログラミング

ねじ切り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、工具の損傷やねじ加工エラーが発生しやすくなります。コンパイル時には次の点に注意してください:

⑴ まず、ねじ付きの底穴を適切に処理し、小径の穴をドリルで加工し、大きな穴をボーリングして、ねじ付きの底穴の精度を確保する必要があります.

⑵ 切り込みを入れるとき、ツールは円弧軌道を採用する必要があります。通常、切り込みまたは切り取りには 1/2 円であり、Z 軸方向はねじ形状を確保するために 1/2 ピッチ移動する必要があります。この時点で、工具径補正値を取り込む必要があります。

⑶ X、Y 軸の円弧補間を 1 週間行うと、スピンドルは Z 軸方向に 1 ピッチ移動する必要があります。そうしないと、ランダムなねじ切りが発生します。

⑷ 具体的なプログラム例:ねじ切りカッターの直径は Φ16、ねじ穴は M48×1.5、ねじ穴の深さは 14 です。

処理手順は次のとおりです。

(ねじ底穴の手順は省略します。穴はボーリング底穴にする必要があります)

G0 G90 G54 X0 Y0

G0 Z10 M3 S1400 M8

G0 Z-14.75 最も深いねじへのインフィード

G01 G41 X-16 Y0 F2000 送り位置に移動、半径補正を追加

G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 カットイン時に 1/2 円弧を使用

G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 糸全体を切る

G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 切り出し時 1/2 円弧で切り出す G01 G40 X0 Y0 中心に戻り、半径補正をキャンセル

G0Z100

M30

ピッキング

1 ピック方式の特徴

箱の部品に大きなねじ穴がある場合があります。タップやスレッド フライスがない場合は、旋盤でのピッキング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、ねじボーリングを行います。

同社は部品のバッチを処理していました。ねじは M52x1.5 で、位置は 0.1 mm です (図 1 を参照)。位置の要件が高く、ねじ穴が大きく、処理にタップを使用することが不可能であるため、テスト後、スレッドフライスカッターはありません。処理要件を確保するために、ピックアンドボタン方式が使用されます。

2 ピッキング方法の注意事項

⑴ 主軸が始動した後、主軸が定格速度に達するまで遅延時間が必要です。

⑵ 後退時、手研ぎのねじ込み工具の場合、左右対称に研ぐことができないため、逆後退は使用できません。スピンドルを方向付けする必要があり、ツールが半径方向に移動してから、ツールが後退します。

⑶ ツールホルダーは正確に製造されなければならず、特にスロットの位置は一定でなければなりません。矛盾している場合、マルチツールバー処理は使用できません。そうしないと、ランダムな控除が発生します。

⑷ 極薄のバックルであっても、バックルをピッキングする際にワンカットで作ることはできず、歯抜けや面粗度不良の原因となります。少なくとも 2 つのカットを作成する必要があります。

⑸ 処理効率が低く、単一の小さなバッチ、特殊なピッチのねじにのみ適しており、対応するツールはありません。

3 手順の具体例

N5 G90 G54 G0 X0 Y0

N10 Z15

N15 S100 M3 M8

N20 G04 X5 スピンドルが定格速度に到達するまでの遅延

N25 G33 Z-50 K1.5 バックル

N30 M19 スピンドルの向き

N35 G0 X-2 ギビングナイフ

N40 G0 Z15 リトラクト ツール