CNC旋盤でねじ山を修理するには？

I.はじめに

CNC旋盤でのねじ切り加工では、しばしば次のような問題が発生する：

(1)ねじ切り工具が途中で破損する。

(2) 高速精密ねじ切り用のねじ切り工具を交換する必要がある。

(3) ネジを取り外して測定した結果、深さが不十分であることが判明した。工具を交換したり、ワークを再度クランプしたりすると、ねじ切り工具と元のらせん溝との位置合わせが難しく、開始位置を正確に特定できないため、ねじ山のずれが生じてしまう。

II.CNC旋盤によるねじ切り加工の原理

このような問題を解決するためには、まず糸切りの原理を理解する必要がある。 a CNC 旋盤ねじ切り加工を行うには、ワークが1回転するごとに工具が1リード進むように正確にする必要がある。

これを実現するために、スピンドルエンコーダがCNC旋盤に設置される。その同期パルスを工具の進入点と退出点の制御信号として使用し、送りサーボモーターのパルス数とスピンドルの速度の間に対応する関係を確立する。

しかし、CNC旋盤では、主軸の回転と送り動作の間に直接的な機械的接続がないため、工具や被加工物を再び取り付けた後に、元の螺旋状の溝に沿って工具の先端を切削することは容易ではない。

III.既存の予防策

現在、ほとんどの企業は、単一の 締め付け CNC旋盤でのねじ切り用工具。荒削りも細削りも同じ工具で同じ速度で行う。途中で工具が折れても、工具ロッドは取り外さず、直接刃を交換することでねじのずれを防ぎます。

しかし、ラフカットとファインカットに別々の工具を使用したり、ワークピースを再度クランプしたりすると、ねじ山のずれにつながる可能性がある。

IV.問題の解決

ねじ切り中に工具が破損した場合、または精密ねじ切り工具に交換する必要がある場合、新しい工具を取り付けて簡単に再調整することができます。再調整の際、X方向の調整は比較的簡単です。

重要なのは、Z方向の位置合わせにある。多くの人は、図1のように感覚で工具の先端をワークの端面に移動させる。

この方法ではアライメントに大きな誤差が生じる可能性があり、ラフカットには許容できても、精密カットには適さない。

ここでは、図2のように、既存の角度テンプレートや自作テンプレートを活用する方法を紹介する。図中の距離Lは正確に測定できる。

図3に示すように、工具のセッティング工程では、テンプレートがワークの端面に置かれる。次に、工具をテンプレートの内側コーナーに移動します。その後、Z軸工具オフセット値Lがシステムに入力される。この工具計測方法は精度が高く、精密な工具計測に適している。

単発または小ロットのねじ修理

旋盤加工後、ねじ部を外して、ねじの深さが不十分であることが判明した場合、修理のために再度クランプする必要がある。この状況はかなり厄介である。最初に解決すべき問題は、部品の再組み立て後の振れの問題である。

オープン・スリーブを作ることで、振れの誤差をなくすことができる。この方法は、ほとんどの人が知っていると思われるので、これ以上詳しく説明しない。残された問題は、ねじ山の取り違えを防ぐために、切削中に工具が元のらせん状の溝に沿うようにすることである。

この問題は通常の旋盤では簡単に解決できるが、CNC旋盤ではより難しい。多くの人が使っている方法を図4に示す。

工具をセットした後、工具が部品に触れないようにし、未加工のねじプログラムを低速で実行する。

工具先端からスパイラル溝までの距離Lを測定し、修理プログラムで糸切りの開始位置を修正する。上記の作業を繰り返し、距離Lを調整する。工具先端がねじ溝に切り込むまで、この作業を続ける。

この方法では距離Lを常に調整する必要があり、時間がかかる。実は、この問題を解決するために、元のプログラムを少し修正することができる。ただ 糸の長さ を2mm程度にした。

ワークをクランプし、工具をセットした後、プログラムを呼び出す。非常に浅いねじ山を回し、図5に示すように端面のねじ山の開始位置を見つける。

新しく回すねじ山の開始位置を点 2 とし、元のねじ山の開始位置を点 1 とする。チャックの点 2 に線 AB を引き、チャックの爪を緩める。マーク線 AB に沿って、部品を 1 点から 2 点まで回転させる。回転中にワークが軸方向にずれた場合は、ねじ切り工具を z 方向にリセットする必要がある。

ワークをクランプし、プログラムのねじ長さを元の値に戻します。プログラムを一度実行して試し切りを行い、誤差を確認する。誤差をもとに、ねじ切り開始位置を調整する。

ポイント2から切り出されたネジ山は非常に短く、面取りによって取り除くことができる。この修理方法は、前の方法よりも速く、正確である。重要なステップは、パーツをポイント1からポイント2まで正確に回転させることである。

小ロットのねじ部品の修理が必要な場合は、オリジナルのプログラムを使って新しいねじを作り、ねじの開始位置を見つけ、チャックに印として線を引き、上記の方法で修理することができる。

大口ねじ修理

大量のねじ部品の修理が必要な場合、早くて便利で正確な方法が必要である。議論のために、実際に行われている方法をまとめてみた。