CNC旋盤のタッピングプログラムとは何ですか?

CNC 加工は、非常に正確で精密な操作により製造業を進化させてきました。手動マシニングセンタは、かつての製造業にとって大きな進歩でした。しかし、製造業におけるコンピュータ制御プログラムとそのアプリケーションにより、業界はさらに便利かつ柔軟になりました。

フライス加工、穴あけ、ボーリング、旋削、その他の多くの製造プロセスは、事前にプログラムされた制御を採用した CNC マシニング センターで正確に行うことができます。 CNC 旋盤加工とフライス加工は相反するものであると同時に人気があります。

2 つのプロセスの主な違いは、 フライスセンター 工具をワークピースの周りで回転させて、送り操作を完了します。一方、ターニングセンタは工具を動かしません。代わりに、ワークピースを回転させて目的の操作を行います。

CNC 旋盤は、製造プロセス中にさまざまな操作を実行できます。したがって、これらはオールインワン CNC マシニング センターとみなされます。ただし、今日の記事では、CNC 旋盤のタッピング プログラムについて説明します。旋盤のタッピング サイクルの理解、プログラムの設計、旋盤でタッピング プログラムを使用する利点について説明します。

それでは、本題に入りましょう。

CNC旋盤とは何ですか?

A CNC旋盤 は、3 軸、4 軸、場合によっては 5 軸を備えたコンピュータ数値制御の製造機械です。マシニング センターには、旋削、穴あけ、フライス加工、タップ加工など、さまざまな切削加工を実行する機能があります。

CNC 加工における旋削加工を定義すると、主軸に取り付けられた切削工具を回転ではなく直線的に移動させる製造工程となります。対照的に、望ましい結果を得るためにワークピースは高速で回転します。

旋盤センターには立型ターニングセンターと横型ターニングセンターの2種類があります。各タイプのターニングセンタには、それぞれ独自の利点と欠点があります。 立形マシニングセンタ スピンドル軸は垂直に向けられており、カッターは軸を中心に回転するようにスピンドルに保持されています。対照的に、水平方向の中心は通常、平面に使用されます。

CNCターニングセンターではどのような作業を行うことができますか?

CNC ターニング センターのタッピング プログラムに進む前に、ターニング センターで一般的に実行される操作の基本的な概要を理解しましょう。 CNC ターニング センターで実行できる操作のリストは次のとおりです。

1. 旋回

2. 対面

3. 掘削

4. ねじ切り

5. つまらない

6. ローレット加工

7。 溝入れ加工

CNC旋盤でタッピングを行うことはできますか?

この質問に対する答えは「はい」です。ターニングセンターにあらかじめ開けられた穴にタップ加工を施すことができます。旋盤での CNC タッピングは通常、円筒形または円形のワークピースに対して行われます。旋盤のタッピング サイクルは、リジッド タッピング サイクルを使用して設計できます。

リジッドタッピングサイクルは、特に動作可能な機械でプログラムできます。旋盤のタッピングサイクルを利用することで、同期ずれの問題を解消できます。リジッドタッピングに対応していない機械では、タッピングを行うために別途タップホルダが必要になります。

CNC旋盤のタッピングプログラムとは何ですか?

旋盤のタッピング プログラムも通常のタッピング プログラムと似ており、製造プロセスで必要な穴の種類と深さに応じてタップを変更する必要があります。タッピングは、CNC マシニング センターのドリル穴の内側にねじ山を作成するプロセスです。

ほとんどの CNC マシニング センターと同様、G84 はタップ加工に一般的に使用される機能です。前述したように、リジッドタッピングは旋盤で下穴の雌ねじを切るために使用されます。一般タッピングとリジッドタッピングの主な違いは、リジッドタッピングではタップが主軸に固定されている点です。一方、標準タッピングの場合、タッピングヘッドは主軸軸方向に自由度があります。

リジッドタッピング機能を使用する利点は、タップの寿命を延ばし、部品の品質を向上させ、加工時間を短縮できることです。したがって、この技術は、タップ深さの制御が重要な問題となる止まり穴のタップ加工に役立ちます。

また、CNC ターニング センターでのタップ加工のプロセスを説明し、リジッド タップ操作を実行するプログラムの作成についても説明します。次のセクションに進み、ターニング センターのタッピングをプログラムするために G84 がどのように使用されているかを見てみましょう。

CNCターニングセンターでリジッドタッピングプログラムを実行するには?

G84 タッピングサイクルは、タッピングヘッドを必要としないリジッドタッピングで一般的に使用されます。代わりに、タップは標準のツール ホルダーによって保持されます。穴の深さが深い場合にペックタッピングが必要な場合も、同じサイクルを使用できます。このような場合、ねじ山が完全に深くなるまで、固定サイクルが何度も繰り返されます。

G84 を使用した各タイプのタッピング サイクルを見てみましょう。

リジッドタッピングサイクル

リジッドタッピングサイクルの基本から始めましょう。リジッドタッピングサイクルの G コードは G84 になります。 G84 タッピングは、そのようなタッピング操作が x 軸に沿って実行されることを意味します。つまり、操作は Z 軸上で実行されます。

リジッドタッピングサイクルプログラムは、次のように旋盤に入力されます。

G84 Z R Q F

場合によっては、関数に P を追加することもでき、次のように記述されます。

G84 Z Q P R F

ターニング センターの Z 軸に沿ったタッピング プログラムにおいて、これらのアルファベットは何を表しますか?

G84 = 時計回りに回転するタッピングサイクルを表す G コード

• Zはタッピング加工でねじを切る必要がある穴の深さを指します。

• Qは、マイクロメートル(μm)で表されるペック距離を指します。長い穴を開ける場合は、ペック距離が重要になりますが、1 回のタッピング サイクルでは穴をあけることはできません。次のセクションでは、ペックタッピングサイクルについてさらに詳しく説明します。

• R はプログラム内のリトラクト値を指します。これは、つつきが終了する最初の点からの距離を意味します。一般的な G コードでは、R はワークの半径を指します。ただし、G84タッピングサイクルの場合は、各ねじをタップした後のデータムからの後退距離を指します。

• P は常に使用されるわけではありませんが、使用される場合は、ホールのボタンでの滞留時間を指します。ドリル穴から切りくずを除去するために、各ねじ切り後に機械を停止する滞留時間をミリ秒単位で追加できます。

• Fはピッチサイズの値です。たとえば、M 10 x 1.5 の場合、f の値は 1.5 になります。

値を定義した後、スレッド化プロセスについて少し説明しましょう。ねじ山の深さを表すには、z 値を追加する必要があります。

また、プログラム作成時にはリトラクト値も必要です。それ以外の場合、マシンはプログラム内で定義された最後の深さに戻ります。また、R 値をスキップしないでください。値を追加すると、安全で急速な距離ではなく、材料の表面に近い位置に戻るため、タッピング操作の速度が向上します。

ペックタッピングサイクル

ペックタッピングサイクルについて言えば、旋盤のセンターに長い穴をねじ切りするときに適切に役立ちます。浅い穴にはペック値を使用する必要はありません。サイクルを繰り返さずに完了できます。

ペックタッピングサイクルはタップの寿命を延ばし、タップの破損を防ぐため、長穴の場合に有益です。たとえば、30 mm の穴をタップする場合、10 mm の穴を 3 つ、または 5 mm の穴を 6 つ開けることができます。

ペックタッピングサイクルでは、ペックタップを使用する必要があります。タップは段階的に穴を開けていきます。 Q 値は、スピンドルが逆転して R 位置に戻る前にタップされるねじの距離を定義します。

旋盤での G84 タッピング サイクルの例

次に、旋盤で実行するタッピング プログラムの例を作成してみましょう。

穴の深さを30mmとしましょう。

タップ サイズの値は M 10 x 1.5 です。つまり、基本直径は 10 mm、ピッチ サイズは 1.5 mm、ドリル サイズは 8.5 mm になります。それぞれ 10mm のペックを 3 つ作りたいとします。ターニングセンターのタッピングプログラムは次のようになります。

G84 (X) (Y) Z R (Q) F

X と Y は穴の座標を表します。これはオプションの値です。

ただし、旋削盤のタッピング プログラムの完全な例を示す必要がある場合は、次のようになります。

00002
N1
G28 U0.0 W0.0
G97 S100 M4
M08
T0101
ゴー X 0.0 Z 2.0
G84 Z30.0 R1.0 Q10000 F1.5
G28 U0.0 W0.0
M09;
M05;
M30;

旋盤の完全なプログラムは、S の値が 100 であることを暗示しています。タッピングの目的では、S の値は 100 ～ 300 の間に維持される必要があります。そうしないと、その影響があなたに降りかかる可能性があります。

M4はタッピングツールの基準点を表します。ねじ山を作る際のタッピング位置です。タップでねじ切りが完了するとM3に戻ります。

F はピッチレートに等しい送りレートを表します。

G28 は、スピンドルが基準点を介してゼロ位置に戻るときです。

M09 は冷却剤がオフになったことを意味し、M05 はスピンドルが停止したことを意味し、M30 はプログラムが終了したことを意味します。

CNCターニングセンターを利用するメリット

CNC タッピングは、旋盤、フライス盤、その他の CNC 機械のいずれで行う場合でも、費用対効果、プロセスの簡素化、精度の向上など、いくつかの利点をもたらします。ただし、タッピングの目的でターニング マシン センターを使用する具体的な利点は次のとおりです。

時間がかからない

リジッドタッピングはねじ切り加工よりもはるかに高速です。タッピングサイクルが速いため、ねじ切り加工に効果的です。リジッドタッピングの速度は非常に速いため、同じサイズの穴をねじ切り加工するのにかかる時間のほんのわずかな時間で穴にねじを入れることができます。

タップを破損から守ります

旋削加工ではタップは動かず、ワークまたは部品を回転させて穴にねじを切ります。ターニングセンターを使用したリジッドタッピングの場合、タップの破損を防ぐために狭い穴をつつくこともできます。

止まり穴に最適

硬いフライス盤ではねじの長さが重要となるため、タッピングは止まり穴で行うのが最適です。ペックタッピングによりねじ穴の長さの管理が容易で高精度が得られます。

CNCターニングセンターでのタッピングの欠点

CNC ターニングセンターでのタッピングには一定の欠点もあります。最も一般的なものは次のとおりです。

切りくず処理の軽減

止まり穴にねじをタップする場合、最大の課題は、切りくずの過負荷による切りくずの破損です。切りくずの除去は、ターニングセンターではあまり真剣に取り組まれていない主な懸念事項の 1 つです。ただし、滞留時間を表す P の値を追加することもできますが、ミリングセンターでは切りくず処理が向上し、障害なく穴を加工することが容易になります。タッピングサイクルの間に切りくずを除去するプログラムを追加できる時間です。

さまざまなねじに対応するさまざまなタッピングツール

旋盤のセンタータッピングには、さまざまな穴タイプに対応した特殊なタップが必要です。この方法の費用対効果に影響を与える可能性があります。

結論

CNC 旋盤で実行されるタッピング プログラムについて知っておくべきことをすべて共有しました。また、タッピング サイクルの完全なプログラムと、CNC 旋盤のプログラムがどのように見えるかについても説明しました。ただし、操作に使用するマシンを選択する場合は、すべての要素を慎重に評価する必要があります。この情報が、さまざまなタイプのねじ穴に旋盤センターを活用するのに役立つことを願っています。