特殊材質深穴ねじ切り加工

まず、「深穴」の定義を明確にする必要があります。穴あけ加工において、穴の深さが穴サイズの 3 倍を超える穴は、通常、深穴と呼ばれます。タップ加工において、タップ径の1.5倍を超えるタップ深さを深穴タップといいます。たとえば、直径 1/4 インチのタップを使用して深さ 3/8 インチのねじを加工する場合、これは深穴タッピングの一般的な方法です。

深穴ねじ切り加工では、工具とワークピースとの接触時間が長くなり、加工中により多くの切削熱とより多くの切削力が発生します。加工対象物がチタン合金などの特殊な材質で小径深穴の場合、工具の破損やねじ寸法のばらつきが発生しやすく、製品の品質に重大な影響を及ぼします。

上記問題を解決するには、以下の 2 つの対策が有効です。

プレタッピング穴の直径を大きくする-

タッピングの品質を確保するには、適切なねじ底穴径が必須です。下穴の直径を大きくすると、タップ加工時の切削熱と切削抵抗を効果的に低減できますが、それに応じてねじの接触率も低下します。

米国標準技術委員会によると、深穴加工における許容ねじ山の高さは全高のわずか 50% です。この規格は、チタン合金や加工が難しい材料などの特殊な材料の小穴タップ加工において特に重要です。--ネジの高さは低くなりましたが、ネジの長さが長くなったことで確実な接続性能が保証されています。

底部のねじ穴の直径の増分は、主に、希望するねじ接触率とインチあたりのねじの数によって決まります。これら 2 つのパラメータに基づいて、経験式を使用して適切な底孔直径を正確に計算できます。

深穴タップ加工用タップの採用と切削条件の最適化

チタン合金材料は、高弾性と高変形率の特性を備えているため、切削パラメータと工具形状に合わせて特別に設計する必要があります。

切断速度

切削速度は低くし、円周切削速度は 10 ～ 14 インチ/min にすることをお勧めします。速度が高すぎると工具の摩耗が悪化しますが、速度が低いと材料の冷間加工硬化が起こりやすくなります。同時に、工具折損による切削熱の蓄積にも注意が必要です。

チップタンクの設計

深い穴をタップする場合、タップの溝の数を適切に減らして、各溝の切りくず保持スペースを増やす必要があります。これにより、工具を後退させるときにより多くの切りくずを除去するのに便利であり、切りくず詰まりによる工具の損傷のリスクを軽減できます。ただし、切りくず室の増加によりタップの芯径が弱まり、強度に影響を与えるため、切削速度のバランスをとる必要があることに注意してください。また、スパイラル溝タップはストレート溝タップに比べて切りくず排出性に優れています。

前角と後角

すくい角: すくい角が小さいと刃先の強度が向上し、工具寿命が長くなります。すくい角が大きいため、長い切りくずを切断しやすくなります。チタン合金を加工する場合は、総合的に考慮して適切なすくい角を選択する必要があります。

トレール角度: バック角度を大きくすると、工具とチップ間の摩擦が減少します。チタン合金加工では、田園角40度が推奨されており、完全研削タップとブレードバックショベル設計により、切りくず排出効果の向上に役立ちます。

クーラント

特殊な材質を加工する場合、切削液を刃先に十分に到達させることが重要です。冷却剤の流れを改善するために、タップブレードの背面に冷却溝を取り付けることをお勧めします。タップ直径が十分であれば、より効率的な冷却と潤滑のために内部冷却タップも使用できます。

ねじ底穴の直径を合理的に大きくし、特殊なタップを選択し、切削パラメータを最適化することにより、特殊材料の深穴ねじ切り加工の信頼性と経済性が大幅に向上し、部品が廃棄されるリスクを効果的に低減できます。