ねじ切りバイトとは
ねじ切りバイトとは、旋盤を用いてねじを形成するために使用する切削工具です。
ねじには軸の外径に形成するおねじ、穴の内径に形成するめねじがありますが、それぞれ専用のねじ切りバイトがあります。一般にねじを形成する加工は、タップやダイスなどの工具を使う方法です。
大量のねじ部品を製造する際には、転造機という専用の工作機械が使われます。ねじ切りバイトは汎用の工作機械である旋盤に取り付けて、材料を削り取ってねじ形状を作る際に使われる工具です。
ねじ切りバイトの使用用途
ねじ切りバイトは、ねじ形状を旋盤による切削加工 (旋削加工) によって作る際に使われます。他のねじを形成する方法と比較すると、ねじ切りバイトを用いた旋削加工は難易度が高いです。
さらに、加工に要する時間も多くかかり、ねじ切りバイトによって作られたねじは、転造によって作られたねじと比べると、強度が劣るといったデメリットがあります。なぜなら、転造であれば塑性変形による材料の加工硬化と、連続したファイバーフロー (鍛流線) が得られるからです。
したがって、ねじ切りバイトによるねじ切り加工は限定的に用いられることが多いです。試作などを含めた、比較的少量生産時や、他の工法ではタップやダイスなどに多額の費用がかかる、比較的大きなサイズや特殊なサイズのねじを作りたい時など、切削加工が向いている場合に用いられます。
ねじ切りバイトの原理
ねじ切りバイトは旋盤によって、加工対象物を一定回転で回し、ねじ切りバイトを接触させると同時に、工作物に送り動作を与えることによって螺旋状のねじ形状を作り出します。ねじ切りバイトは通常、切削したい対象物と垂直に設置します。
その上で加工したいねじの溝幅 (ねじピッチ) にあわせて、切り込み量とパスの回数を設定します。一度に大きな切り込み量を設定すると、綺麗なねじ形状を作ることができません。
そこで、一回の切り込み量を小さく設定して、少しずつ加工していき、最後に調整をかけます。おねじを作る場合でも、めねじを作る場合でも、工作物に回転と送り動作を与え、ねじ切りバイトを当ててねじ形状を作る方法は同じです。
おねじを加工する際は、加工したい対象物の外側に切削加工を行うため、加工しているようすを自分で見て確認しながら作業することができます。しかし、めねじを加工する場合は、対象物の内側に切削加工するため、直接作業の様子を目視することができません。手元のレバーを見ながら作業するなど、おねじの加工よりもスキルが必要です。
ねじ切りバイトのその他情報
ねじ切りバイトのすくい角
ねじ切りバイトによる加工において、特に気をつけなければならないのが、加工する際に左右のすくい角が異なるという点です。なぜなら、ねじには必ずピッチと呼ばれるねじ山同士の定期的な間隔があり、この間隔を生み出すためにリード角という斜面になる傾きが必要だからです。
リード角はねじの軸に対する傾きですが、ねじ切りバイトは通常ねじの軸に対して垂直に当てます。ねじの軸に対する傾きであるリード角の存在と、ねじ切りバイトはねじの軸に対して垂直に当てることによって、ねじ切りバイトの左右の刃面を比較すると、すくい角は同じにはなりません。すくい角とは、切削面に対する垂線と、切削工具の刃面が成す角度で、切れ味に影響します。
ねじ切りバイトは切削工具なので、長く使うと刃先が劣化してきます。そこで、切れ味を回復させるために、研磨を行わなければなりません。ねじ切りバイトを研磨する際は、刃先の左右ですくい角が違った切削加工が行われていることを理解し、左右で違った研磨が必要です。
参考文献
https://www.sumitool.com/downloads/cutting-tools/general-catalog/assets/pdf/f3.pdf
https://www.monotaro.com/s/pages/readingseries/nejikisokouza_0504/
http://carbide.mmc.co.jp/