CNCマシニングセンターで最も一般的に使用されるねじ加工方法は何ですか
ねじ加工は、CNC マシニング センターの非常に重要なアプリケーションの 1 つです。 ねじの加工品質と加工効率は、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向上と切削工具の改良に伴い、ねじ加工方法も改善されており、ねじ加工の精度と効率も徐々に向上しています。 技術者が加工時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 センターで一般的に使用され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
1.1 タップ加工の分類と特徴タップを使用してねじ穴を加工する加工方法が最も一般的です。 主に小径 (d30) で穴位置精度の要件が低いねじ穴に適用されます。
1980年代には、ねじ穴にフレキシブルタッピングコレットを使用してタップをクランプするフレキシブルタッピング工法が採用されました。 タッピングコレットを軸補正に使用すると、工作機械の軸送りと主軸速度の非同期によって生じる送り誤差を補正し、正しいピッチを確保できます。 フレキシブルタッピングコレットは構造が複雑で、コストが高く、破損しやすく、加工効率が低いという欠点があります。 近年、CNCマシニングセンタの性能は徐々にリジッドタッピング機能がCNCマシニングセンタの基本構成となりつつあります。
したがって、リジッドタッピングがねじ加工の主な方法になりました。つまり、タップはリジッドスプリングコレットでクランプされ、主軸の送りは工作機械によって制御される主軸速度と一致します。フレキシブルタッピングチャックと比較、スプリングチャックは構造が簡単で、価格が低く、幅広い用途に使用できるという利点があります。 タップの保持に加え、エンドミルやドリルなどの工具も保持できるため、工具コストの削減が可能です。 同時に、リジッドタッピングによる高速切削が可能となり、加工センターの使用効率が向上し、製造コストを削減できます。
1.2 タップ前ねじ底穴の決定底ねじ穴の加工は、タップの寿命とねじ加工の品質に大きな影響を与えます。 一般に、ねじ底穴ドリルの直径はねじ底穴の直径公差の上限に近いです。たとえば、M8 ねじ穴の下穴直径が 6.7 ± 0.27mm である場合、ドリルビットの直径は 6.9mm として選択します。 これにより、タップの取り代を削減し、タップの負担を軽減し、タップの寿命を向上させることができる。
1.3 タップの選定タップを選定する際には、まず加工材料に応じて対応するタップを選定する必要があります。 工具会社は加工材料に応じてさまざまなタイプのタップを製造しているため、その選択には特に注意を払う必要があります。
タップはフライスやボーリングカッターに比べて加工物に非常に敏感なためです。 例えば、鋳鉄加工用のタップをアルミ部品の加工に使用すると、ねじ落ちやねじ切りの乱れ、さらにはタップ折れが発生しやすく、ワークの廃棄につながります。 次に、スルーホールタップと止まり穴タップの違いに注目してください。 スルーホールタップは先端ガイドが長く、切粉除去は先端切粉です。 止まり穴の先端ガイドが短く、切りくず除去は前端・後端のチップです。 通し穴タップで止まり穴を加工する場合、ねじの加工深さは保証できません。 また、フレキシブルなタッピングコレットを使用する場合は、タップハンドルの直径と四辺の幅がタッピングコレットと同じである必要があることにも注意してください。リジッドタッピングのタップハンドルの直径はスプリングジャケットの直径と同じである必要があります。 つまり、タップを適切に選択することによってのみ、スムーズな加工が保証されます。
1.4 タップ加工の NC プログラミングタップ加工のプログラミングは比較的簡単です。 現在、マシニング センターは一般的にタッピング サブルーチンを固定しており、さまざまなパラメータに値を割り当てるだけで済みます。 ただし、NC システムやサブルーチン形式が異なると、一部のパラメータの意味が異なることに注意してください。たとえば、Siemens 840C 制御システム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 12 個のパラメータのみです。
2. ねじ切り加工方法2.1 ねじ切り加工の特徴ねじ切り加工は、ねじ切り工具とマシニングセンタの3軸連動、つまりX軸、Y軸の円弧補間とZ軸の直線送りを採用しています。
スレッドミーリングは主に大穴ねじや難加工材のねじ穴の加工に使用されます。 主な特徴は次のとおりです。(1) 処理速度が速く、効率が高く、加工精度が高い。 工具材質は一般に超硬合金で、工具の歩行速度が速いです。 工具の製造精度が高いため、フライスねじの精度も高い。(2) フライス工具の応用範囲は広い。 同じピッチであれば右ねじ、左ねじを問わず1本の工具で使用できるため、工具コストの削減につながります。
(3) フライス加工は切りくずの除去と冷却が容易であり、タップよりも切削状態が良好です。 特に、アルミニウム、銅、ステンレス鋼などの難加工材料のねじ加工、特に大型部品や貴重な材料の部品のねじ加工に適しており、ねじ加工品質とワークの安全性を確保できます。 (4)工具先端ガイドがないため、ねじ底穴が短い止まり穴や工具戻り溝のない穴の加工に適しています。 2.2 ねじ切りフライス工具の分類
スレッドフライス工具は、マシンクランプ超硬刃フライスと一体型超硬フライスの 2 種類に分類できます。 マシンクランプカッターは幅広い用途に使用できます。 刃長よりもねじ深さが浅い穴や、刃長よりもねじ深さが深い穴も加工できます。 一体型超硬フライスは、通常、工具長さよりもねじ深さが浅い穴の加工に使用されます。 2.3 ねじ切りフライスの NC プログラミング ねじ切りフライス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。 加工プログラムが間違っていると、工具の破損やねじの加工ミスが発生しやすくなります。 プログラミング時には以下の点に注意してください。：
(1) まず、底ねじ穴をよく加工し、小径穴をドリルで加工し、底ねじ穴の精度を確保するために大きな穴を開けます。(2) 切り込みと切断の場合工具から出た後、円弧経路を採用し、通常 1/2 回転、1/2 ピッチを Z 軸方向に移動させてねじ形状を確保します。 工具半径補正値はこの時点で持ち込まれます。(3) x 軸と y 軸の円弧は 1 週間補間され、主軸は z 軸方向に沿って 1 ピッチ移動します。糸が乱雑に座屈してしまいます。
(4) 具体的なプログラム例: ねじ切りフライスの直径は 16 です。 ねじ穴はM48 1.5、ねじ穴の深さは14です。加工手順は以下のとおりです。(下ねじ穴の手順は省略し、下穴は穴あけとなります) G0 G90 g54 x0 y0g0 Z10 m3 s1400 m8g0 z -14.75 最も深いねじ山まで送り 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 1/2 円弧で切り込み G03 x24 Y0 Z0 I-24 J0 F400ねじ山全体をカット G03 x-16 Y0 z0.75 I-20 J0 f500 1/2 円弧で切り出す G01 G40 x0 Y0 中心に戻して半径補正をキャンセル G0 Z100M30
3. スナップ方式3.1 スナップ方式の特徴ボックス部品には大きなネジ穴が発生する場合があります。 タップやねじ切りカッターがない場合は、旋盤のピックアップと同様の方法が採用できます。
ネジ切りツールをボーリングバーに取り付けてネジ穴を開けます。同社はかつて、m52x1.5 ネジと位置度 0.1 mm の部品のバッチを加工しました (図 1 を参照)。 位置要件が高く、ねじ穴が大きいため、タップでの加工は不可能で、ねじ切りフライスもありません。 試験後、加工要件を確保するために糸摘み方法が採用されます。 3.2 バックル摘み方法の注意事項
(1) 主軸の始動後、主軸が定格速度に到達するまでの遅延時間を設ける必要があります。(2) 工具後退中、手研削ねじ工具の場合、工具を対称に研削できないため、逆転させます。工具後退方式は採用できません。 スピンドルの向きを採用し、工具を半径方向に移動させてから工具を後退させる必要があります。(3) カッター バーの製造は正確でなければならず、特にカッター スロットの位置は一貫していなければなりません。 バラツキがあると複数のカッターバーを使用して加工することができず、座屈が乱れる原因となります。
(4) たとえ非常に細かいバックルであっても、ナイフ 1 本で摘み取ることはできません。そうしないと、歯の欠損や表面粗さの低下の原因となります。 少なくとも 2 つのナイフを分割する必要があります。(5) 加工効率が低く、単一ピース、少量バッチ、特殊ピッチねじにのみ適用され、対応するツールがありません。3.3 具体的な手順
N5 G90 G54 G0 X0 Y0N10 Z15N15 S100 M3 M8
N20 G04 スピンドルが定格速度に達するまでの X5 の遅延N25 G33 z-50 K1.5 ターンバックルN30 M19 スピンドルの向き
N35 G0 X-2カッターN40 G0 z15ツール後退編集：JQ