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ねじ(ネジ)転造とは

ネジ転造ねじ(ネジ)転造とは、丸棒材をねじの形をした複数のロールで挟み込み、回転させながら押し付ける事によって変形させ、ねじの形を造る事です。ねじ転造は、切屑を出さない冷間成形で行われます。材料の組織は変形するだけで切断されません。材料が塑性されることで、強度の向上や防錆効果など切削にはないメリットも得られます。ねじ(ネジ)転造は、三角、アクメ、台(TR)、バトレス、テーパ、特殊成形ねじなど幅広く利用されています。  
今までねじ(ネジ)転造には専用機による単独工程が必要でしたが、YAMADAの提案するツールをNCや自動盤に組み込むことで大幅な加工時間短縮と一歩先の自動化を図ることができます。


ネジ転造後の材料組織 ネジ切削後の材料組織
ねじ(ネジ)転造後の材料組織 ねじ(ネジ)切削後の材料組織


ねじ(ネジ)を転造するメリット

1.ねじ強度の向上 塑性による加工効果と組織の緊密化により強度が向上
2.面粗度の向上 表面がバニッシュされ光沢を帯びた仕上がり
3.加工時間の短縮 高周速でピッチ送りし一度仕上げの為、大幅な時間短縮が可能
4.段取時間の削減 ロールの寿命は基本的に切削に比べて長い為、交換頻度が激減
5.バリ・割れ・錆びの防止  ⇒   塑性変形で組織が強くなるので不良率も激減

YAMADAのツールはNCや自動盤に組みワンチャックで転造できるので、更なる加工時間短縮や同芯度の向上も実現できます。
量産加工実績としてS45C(生材)、SUS303、SUS316があります。
詳細はお問合せください。


転造速度

ねじ(ネジ)転造は高速回転が可能であるため極めて速く、経済的な方法です。下記の数値は目安であって状況に応じて増減が可能ですが、回転速度は20m/minより低くてはいけません。速度は細かいピッチの場合は多少上げ、粗いピッチの場合は多少下げることが出来ます。様々なねじ(ネジ)転造のパラメータを計算するためには、以下の式を用いて計算します。

転造速度 V =  d×3.14×n  m/min.
1000
転造時間 t =  60L  sec.
np
回転数 rpm =  1000×V
d×3.14
d = 転造径(mm) p = ピッチ L = 螺長(mm)
推奨条件
材 料 三角ねじ m/min. 台形ねじ m/min.
構造用鋼 30〜90 30
高速度鋼、ステンレス鋼 30〜50 25
非鉄金属 60〜90 50


ねじ(ネジ)転造に必要な機械の能力

下記の数式に加工するねじを当てはめ、あらかじめ必要とされる能力を計算してください。

N = 0.174×10-6×C×T×P×D×N Kw

C = 1三角ねじ(メートル、ユニファイ、ウィット等)
C = 2台形ねじ(Tr、アクメ等)またはRねじ
T = 張力(N/mm2
P = ピッチ
D = ねじ径
N = 材料の回転数


ねじ(ネジ)転造前の下径寸法と転造開始部

ねじ(ネジ)転造前の下径は一般的にはねじの有効径に合わせてください。これは加工物の材質によってd2の径が増加したり減少したりするので、ヘッドと付属する取説の指示に従い、具体的に下径を決定します。下径は±0.02以内に収まっていなければなりません。ねじ(ネジ)転造開始部分(端面)は芯に対して10〜20度の角度で面取りをし、食付き部分の外径をねじの転造下径よりわずかに小さくします。通常はねじ(ネジ)加工最終端にリセッシング加工は必要はありませんが、加工する場合は下径より1〜5mm小さくし食付き部分と同じように面取りしてください。

ネジ転造開始部分 最終端にリセッシング加工する場合
ねじ(ネジ)転造開始部分 最終端にリセッシング加工する場合


ねじ(ネジ)転造の機構と仕上がり

ねじ(ネジ)転造ヘッドの送りは、転造されるねじ(ネジ)のピッチと一致します。最初の3〜4のねじ(ネジ)山が作られるとヘッドはロールと加工物の相互作用によって自動的に前進します。全ての場合においてヘッドを搭載する往復台、タレット、主軸は出来るだけスムーズで簡単に動かなければなりません。加工時間が短いという利点に加えて転造されるねじは0.005を上回る完璧な表面仕上げで仕上がります。さらに転造は材料の表面硬度を増す(カッティング、ミリング、グラインディングより遥かに)と同時に応力抵抗を改善しかつ防錆効果も向上させます。


潤滑と冷却

例えば割合10〜20対1のソリュ−ブルオイル(できれば添加剤を加えて)など、通常の潤滑液や冷却液をねじ(ネジ)切りに使用することが出来ます。低い粘度の純切削液もまたねじ(ネジ)切りに使われます。添加剤を加えるとロールの寿命を大幅に伸ばすことができます。


ロールの寿命

アキシャルヘッドのロールは偏芯ピンとニードルベアリングの上に取り付けられています。(2点ロー式の小型サイズ01と001は超硬ブッシュ)比較的速い速度(30m/min以上)で転造すれば長い寿命を保てます。ロールの標準セットで説明書通り完璧に実行すれば数千メートルのねじ(ネジ)を転造することが可能です。ロールの寿命はねじ(ネジ)形状はもちろん充分な冷却、材料の伸びや弾力性にも依存します。
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