ニュース - ねじ穴：ねじ穴の種類、方法、ねじ穴の考慮点

ねじ切り加工は、金型やその他の適切な工具を用いて部品にねじ穴を開ける部品加工プロセスです。これらのねじ穴は、2つの部品を接合する役割を果たします。そのため、ねじ山付き部品は、自動車や医療部品製造などの業界で重要な役割を果たしています。

穴にねじを切るには、工程、要件、使用する機械などを理解する必要があります。そのため、作業は難しい場合があります。この記事では、ねじ切り、ねじ切り方法、その他の関連事項について詳しく説明しているので、穴にねじを切ろうとしている方にとって役立つでしょう。

ねじ穴とは何ですか?

ねじ穴とは、金型を用いて部品に穴あけ加工を施すことで得られる、めねじ付きの円形の穴です。めねじはタッピング加工で作成でき、ボルトやナットを使用できない場合に重要です。ねじ穴はタップ穴とも呼ばれ、ファスナーを用いて2つの部品を接合するのに適した穴です。

部品メーカーのねじ穴は以下の機能により以下のようになります。

· 接続機構

ボルトやナットを用いて部品を締結する機構として機能します。ねじ山は、使用中に締結具が緩むのを防ぎます。また、必要に応じて締結具を取り外すこともできます。

· 発送が簡単

部品にネジ穴を開けることで、梱包が迅速化し、梱包サイズもコンパクトになります。その結果、寸法の考慮など、輸送時の問題を軽減できます。

ねじ穴の種類

穴の深さと開口部に基づいて、穴ねじには主に2つの種類があります。それぞれの特徴は次のとおりです。

· 止まり穴

止まり穴は、穴あけする部品を貫通しません。エンドミルを使用する場合は底が平らになるか、従来のドリルを使用する場合は底が円錐状になります。

· 貫通穴

貫通穴はワークピースを完全に貫通します。そのため、貫通穴にはワークピースの反対側に2つの開口部が存在します。

ネジ穴の作り方

適切な工具と知識があれば、ねじ切りは非常に簡単な作業です。以下の手順に従えば、部品に簡単にめねじを切ることができます。

· ステップ1：穴を開ける

ねじ穴を開ける最初のステップは、ツイストドリルを使って、必要な穴径を目指しながら、ねじ山用の穴を切ることです。ここでは、直径だけでなく必要な深さも確保するために、適切なドリルを使用することが重要です。

注意：ねじ穴を開ける前に、ドリルツールに切削スプレーを塗布すると、穴の表面仕上げを改善することもできます。

· ステップ2：穴を面取りする

面取りとは、ドリルビットをチャック内でわずかに動かし、穴のエッジに接触させる加工です。この加工により、ボルトの位置合わせが容易になり、スムーズなねじ切り加工が可能になります。その結果、面取りは工具寿命を延ばし、バリの発生を防ぐことができます。

· ステップ3：ドリルで穴をまっすぐにする

ドリルとモーターを使って、開けた穴をまっすぐにする作業です。この手順では、いくつか注意すべき点があります。

ボルトサイズと穴サイズ：ボルトサイズは、タッピング前の穴サイズを決定します。通常、ボルトの直径はドリルで穴を開けた穴よりも大きくなります。これは、タッピングによって穴サイズが大きくなるためです。また、標準テーブルにはドリル工具のサイズとボルトサイズが対応付けられているため、間違いを防ぐのに役立ちます。

深すぎる穴あけ：完全なねじ山を作りたくない場合は、穴の深さに注意する必要があります。使用するタップの種類は穴の深さに影響を与えるため、注意が必要です。例えば、テーパータップでは完全なねじ山は作れません。そのため、テーパータップを使用する場合は、穴を深くする必要があります。

· ステップ4：ドリルで開けた穴をタップする

タッピングは、穴に内ねじを切ることができ、締結具をしっかりと固定するのに役立ちます。タップビットを時計回りに回します。ただし、切りくずの堆積を防ぎ、刃先が通るスペースを確保するため、時計回りに360°回転するごとに、反時計回りに180°回転させてください。

部品製造では、面取りサイズに応じて、穴のタップに 3 つのタップが使用されます。

– テーパータップ

テーパータップは、その強度と切削圧力により、硬質材料の加工に適しています。先端から先細りになる6～7枚の刃を特徴とする、最も進化したタッピング工具です。また、止まり穴の加工にも適しています。ただし、最初の10山が完全に形成されない可能性があるため、このタップで仕上げねじ切りを行うことはお勧めできません。

– プラグタップ

プラグタップは、深くて完全なねじ穴に適しています。その機構は、内ねじを徐々に切削する漸進的な切削動作です。そのため、機械工はテーパータップの次にプラグタップを使用します。

注意：ドリル穴がワークの端面に近い場合は、プラグタップの使用はお勧めしません。刃先が端面に到達した際に破損する恐れがあります。また、プラグタップは非常に小さな穴には適していません。

– ボトミングタップ

底付けタップは、タップの先端に1つまたは2つの刃が付いています。穴を深く開ける必要がある場合に使用します。底付けタップの用途は、穴の希望長さによって異なります。機械工は通常、テーパータップまたはプラグタップから始め、底付けタップで仕上げることで、良好なねじ切りを実現します。

ねじ切りやタップ穴加工には、必要な工程と機械を理解し、適切なサービス機関と連携する必要があります。RapidDirectでは、最先端の設備と工場、そして専門チームを擁し、ねじ穴加工を施したカスタム部品の製造をお手伝いいたします。

ねじ穴加工を成功させるための考慮事項

ねじ穴を正しく作成できるかどうかは、作業する材料の特性、穴の特性、および以下に説明するその他のいくつかのパラメータによって異なります。

· 材料の硬度

被削材が硬いほど、穴あけとタップ加工に必要な力は大きくなります。例えば、硬化鋼にねじ山を切る場合、耐熱性と耐摩耗性に優れた超硬合金製のタップを使用できます。硬い材料にねじ山を切るには、以下の点に留意してください。

切断速度を下げる

圧力をかけながらゆっくりと切る

ねじ切りを容易にし、工具と材料の損傷を防ぐために、タップツールに潤滑剤を塗布します。

· 標準のねじサイズを維持する

使用するねじサイズは、ねじ切り工程全体に影響を及ぼす可能性があります。これらの標準サイズを使用することで、ねじを部品に正確に取り付けることが容易になります。

英国規格、米国規格、またはメートルねじ（ISO）規格を使用できます。メートルねじ規格は最も一般的で、ねじサイズは対応するピッチと直径で表されます。例えば、M6×1.00はボルト直径が6mmで、ねじ山間の直径が1.00です。その他の一般的なメートルねじサイズには、M10×1.50やM12×1.75などがあります。

· 穴の最適な深さを確保する

必要な穴深さを達成するのは、特にねじ穴の止まり穴の場合、困難な場合があります（貫通穴は制限が少ないため容易です）。そのため、深さが深すぎる、あるいは深さが足りないことを避けるために、切削速度または送り速度を下げる必要があります。

· 適切な機械を選択する

適切なツールを使用することで、あらゆる製造プロセスの成功が決まります。

ねじ穴を開けるには、切削タップまたは成形タップを使用できます。どちらも内ねじを切ることができますが、その仕組みは異なるため、材料の質感とボルト径に応じて適切なタップを選択してください。

切削タップ: これらのツールは材料を切削して内部のねじ山を作成し、ねじ山が収まるスペースを残します。

成形タップ：切削タップとは異なり、材料を転造してねじ山を形成します。そのため、切削屑が発生しず、非常に効率的な加工が可能です。さらに、アルミニウムや真鍮などの軟質材料のねじ切りにも適用できます。

· 角度のある表面

角度のある面を加工する場合、タッピング工具は曲げ応力に耐えられず、表面から滑り落ちたり、破損したりする可能性があります。そのため、角度のある面の加工は慎重に行う必要があります。例えば、角度のある面を加工する場合は、工具が通るために必要な平面を確保するために、ポケットをフライス加工する必要があります。

· 正しい位置決め

効率的かつ効果的な加工を行うには、ねじ切りは正しい位置で行う必要があります。ねじ切り位置は、例えば中間や端面付近など、どこでも構いません。ただし、端面付近でのねじ切りは、ねじ切り中にミスをすると部品の表面仕上げが損なわれたり、タッピング工具が破損したりする可能性があるため、慎重に行う必要があります。

ねじ穴とタップ穴の比較

タップ穴はねじ穴と似ていますが、使用する工具が異なります。タップ穴はタッピング工具で加工できますが、ねじ山を作るにはダイスが必要です。以下は、両方の穴の比較です。

・スピード

作業速度の観点から見ると、タップ穴は比較的短時間でねじを切ることができます。しかし、タップ加工では、1つの穴に対して複数の種類のタップが必要になる場合があります。そのため、タップの切り替えが必要な穴では、生産時間が長くなります。

· 柔軟性

タッピングは、加工後にねじ山のフィット感を変更できないため、柔軟性が低くなります。一方、ねじ切りはねじサイズを変更できるため、柔軟性が高くなります。つまり、ねじ切り後、タップ穴の位置とサイズは固定されます。

・料金

表面にねじ山を切る工程は、コストと時間を節約するのに役立ちます。1回のねじ切りフライス加工で、直径と深さの異なる穴を加工できます。一方、1つの穴に複数のタップ工具を使用すると、工具コストが増加します。さらに、工具の損傷によって工具コストが増加する可能性があります。コストの増加に加え、工具の損傷はタップの破損にもつながりますが、破損したタップを除去してねじ切りを続行する方法は存在します。

・材料

多くのエンジニアリング材料にねじ穴やタップ穴を開けることができますが、タッピング工具は非常に硬い材料に有効です。適切な工具を使用すれば、硬化鋼にもタップ穴を開けることができます。

ねじ穴付きプロトタイプと部品を入手

ねじ切りは様々な機械や工程で実現可能ですが、CNC加工はねじ穴加工の一般的な製造工程です。RapidDirectは、試作から量産まで、お客様の部品製造ニーズに応えるCNC加工サービスを提供しています。当社の専門スタッフは、様々な材料を扱い、様々な直径や深さのねじ穴を加工できます。さらに、お客様のアイデアを現実のものにし、カスタムパーツを簡単に製造するための経験とノウハウも豊富です。

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