このCNCタッピングセンターは逆タッピングとねじ切り加工を同時に行うことができますか?

現代の CNCタッピングセンター 逆タッピングとねじ切り加工を実行でき、多くの高度なモデルでは、両方の操作を手動介入なしで同じ加工プログラム内で実行できます。 ただし、同じ瞬間に同じ穴で本当に「同時に」発生するかどうかは、機械のスピンドル設計、制御アーキテクチャ、および工具のセットアップによって異なります。実際、ハイエンドの CNC タッピング センターは、自動工具交換装置 (ATC) を使用してこれらの操作を数秒で切り替え、生産環境でのプロセスを機能的にシームレスにします。

この記事では、CNC タッピング センターでリバース タッピングとねじ切り加工がどのように機能するか、必要なハードウェアとソフトウェアの機能、および特定の機械がねじ切りのニーズを満たしているかどうかを評価する方法について詳しく説明します。

CNCタッピングセンターのリバースタッピングとは何ですか?

逆タッピング (バックタッピングまたは反転付きリジッドタッピングとも呼ばれます) は、スピンドルが一方向に回転してタップをワークピースに打ち込み、その後逆回転してタップをきれいに後退させるねじ切りプロセスです。これは、事実上すべての最新の CNC タッピング センターの標準機能です。 リジッドタッピング機能 .

リジッドタッピングモードでは、CNC コントローラはスピンドルの回転速度 (RPM) をタップのねじ山ピッチと正確な比率で Z 軸送り速度と同期させます。たとえば、M8×1.25 ねじを 1,000 RPM でタッピングするには、正確に 1000 の Z 軸送りが必要です。 1,250mm/分 。後退中、スピンドルは同じ同期速度まで逆転し、ねじ山の損傷やタップの破損を防ぎます。

一般的な CNC タッピング センター制御システムでこのために使用される主な G コードは次のとおりです。

• G84 — 標準リジッドタッピングサイクル（時計回りタップ、反時計回り後退）
• G74 — 逆タッピングサイクル（反時計回りタップ、時計回り後退）、左ねじに使用
• G84.2 / G84.3 — ファナックおよび三菱のコントローラで利用可能な拡張リジッドタッピングサイクルにより、同期精度が向上します

評判の良いビルダーのほとんどの CNC タッピング センターは、スピンドル反転を 1 回以内に実現します。 0.05～0.1秒 、大量のタッピング実行時のサイクルタイムへの影響を最小限に抑えます。

CNC タッピングセンターのスレッドミーリングとは何ですか?

ねじ切り加工では、回転多段ねじ切り工具を使用します。この工具は、ボアの内周に沿って螺旋状の補間パスを移動してねじ山の輪郭を切削します。タッピングとは異なり、切削力が複数のパスに分散されるため、次の用途に最適です。

• 硬化工具鋼 (45 HRC 以上) またはインコネルなどの硬質材料
• タップトルクが現実的ではない大径ねじ (通常は M20 以上)
• 切りくず排出が重要な止まり穴
• 1つの工具で右ねじと左ねじの両方が必要な場合

CNCタッピングセンターでのねじ切り加工には次のものが必要です。 同時3軸補間 これは、Fanuc 0i-MF、Siemens 828D、Mitsubishi M80 など、事実上すべての最新の CNC コントローラでサポートされています。ステンレス鋼の M16×2.0 ねじの一般的なねじ切り加工サイクルでは、次のスピンドル速度が使用されます。 3,500RPM ヘリカル送り速度 800mm/分 .

CNC タッピング センターは同じプログラムで両方の操作を実行できますか?

絶対に。 自動工具交換装置 (ATC) を備えた CNC タッピング センターは、単一の CNC プログラム内で一部の穴では逆タップ加工を実行し、他の穴ではねじ切り加工を実行できます。マガジンから適切な工具を選択し、動作を自動で切り替えます。を備えたマシン上で 24 ツール ATC と 1.5 秒未満のツール交換時間 (チップ間)、この移行は全体のサイクル時間ではほとんど目立ちません。

以下の表は、2 つの操作を並べて比較し、各方法がどのような場合に推奨されるかを明確にしています。

両方の操作をサポートするためのマシン要件

すべての CNC タッピング センターが同等の能力を備えているわけではありません。逆タッピングとねじ切り加工の両方を確実に実行するには、機械が次の仕様を満たす必要があります。

主軸性能

スピンドルは幅広い RPM 範囲をサポートする必要があります。小型タップ（M2～M6）の逆タッピングには、次の速度が必要になる場合があります。 3,000 ～ 8,000 RPM 一方、鋼の大きなねじのねじ切り加工には、必要なのは 1,500 ～ 3,500 RPM より高いトルクで。少なくとも定格電力を持つスピンドル 7.5kWおよび47Nmのトルク ほとんどの運用シナリオをカバーします。

CNCコントローラーの機能

コントローラは、固定タッピング サイクル (G84、G74) とねじ切り加工用のヘリカル補間の両方をサポートする必要があります。などのコントローラー ファナック 0i-MF Plus、シーメンス 840D sl、および三菱 M80 すべてがこれらの機能をネイティブにサポートしています。特定のコントローラーのバージョンに、有料オプションとしてではなく標準としてヘリカル補間が含まれていることを確認します。

ツールホルダの互換性

リジッドタッピングでは、同期精度を最大限に高めるために、固体の非補正ツールホルダが必要です。ねじ切り加工には、高精度コレット チャック (ER シリーズ) または以下の振れを備えた油圧チャックの利点が得られます。 0.003mm 、これはねじの品質と表面仕上げに直接影響します。

冷却システム

深穴のねじ切り加工に、 40 ～ 70 bar のスルースピンドルクーラント ヘリカルパスから切りくずを洗い流すことを強くお勧めします。不適切な切りくず排出は、ねじ切り加工の失敗や表面欠陥の最も一般的な原因の 1 つです。

実際の応用例

316 ステンレス鋼で作られた油圧マニホールド ブロックを考えてみましょう。この部分には次のものが必要です。

1. 4,500 RPM で逆タッピング (G84 剛性サイクル) を使用して、24 個の M6×1.0 貫通穴にタップ加工
2. 2,200 RPM でのヘリカル補間を使用したねじ切り加工によって作成された 4 つの M30×2.0 ポートねじ
3. M12×1.75左ねじ2本、G74逆タッピングサイクル使用

32 個のツール ATC を備えた CNC タッピング センターは、コントローラーが各機能に適切なツールとサイクルを自動的に呼び出し、単一のセットアップで 3 つの操作すべてを処理します。 すべてのねじ切り操作の合計加工時間: 約 6.5 分 、別のマシンで処理した場合は 20 分以上かかります。これは、単一の CNC タッピング センターで両方の機能を組み合わせることの核となる生産上の利点を示しています。

注意すべき一般的な制限事項

この機能は存在しますが、両方の操作に対して CNC タッピング センターを構成する場合、ユーザーは次の実際的な制約に注意する必要があります。

• ツールマガジンサイズ: タップセットとスレッドミルの両方を同時に実行すると、ツールポケットがすぐに消費されます。ツールが 16 個未満のマガジンでは、複雑な部品の柔軟性が制限される可能性があります。
• コントローラーのライセンス: 一部のエントリーレベルの CNC タッピング センターは、ヘリカル補間がデフォルトで無効になった状態で出荷されます。これをアクティブ化するには、コントローラーの製造元からの有料ソフトウェア ライセンスが必要になる場合があります。
• スピンドルの向き: ねじ切り加工では、一部の高度なサイクルで正確なスピンドル C 軸の位置決めが必要です。必要に応じて、マシンがこれをサポートしていることを確認してください。
• プログラミングの複雑さ: ねじ切り加工の G コードは、単純な G84 タッピング サイクルよりも複雑です。スレッドミリングポストプロセッサーを備えた CAM ソフトウェアを使用して、プログラミングエラーを削減します。

適切に仕様化された CNC タッピング センターは、同じプログラム内で交互のシーケンスで、または同じ部品の異なるフィーチャーに対する専用操作として、リバース タッピングとねじ切り加工を実行する完全な機能を備えています。 重要なのは、機械に確実なタッピング同期、3 軸ヘリカル補間サポート、有能な CNC コントローラ、および適切な工具マガジン容量が備わっていることを確認することです。 硬質材料で複雑な部品を製造するメーカーにとって、単一の CNC タッピング センターで両方のねじ切り戦略を組み合わせることで、セットアップ時間が大幅に短縮され、一貫性が向上し、全体の生産コストが削減されます。