穴開け加工とは【専門家が解説】タップ加工、リーマー加工との違いを説明!

プレス | 2020年09月23日

引用元:NMRI

機械加工における穴開け加工の方法には、タップ加工やリーマー加工といった方法があります。特に穴開け加工はドリルを用いて削る、開けるといった方法が一般的ですが、さまざまな方法があり、製品の素材や用途によってどの方法を採用すべきかが異なります。

この記事では、機械加工における穴開け加工の中でも、一般的な金属物質にも使いやすいタップ加工やリーマー加工について詳しく解説していきます。主な加工事例についてもご紹介しますので、穴開け加工の方法でお悩みの方は最後まで読んでみてください。

cta


機械加工における穴開け加工とは

タップ加工とは

引用元:鉄板市場

タップ加工は、穴開け加工などによって開けられた穴(下穴)にめねじ(ねじが入る筋)を切る加工のことです。外周にらせん状の溝があり、切れ刃が付いているタップというねじ状の工具を使って行われます。一般的には、ボール盤などの機械にタップを取り付けて加工を行うことが多いですが、タップハンドルを使った手作業での穴開け加工も増えています。


●タップ加工の手順

タップ加工の準備として、以下の点を事前に確認しましょう。

  • 確認ポイント

    • ・加工ワーク(タップハンドルなどタップを固定する部材)を確実にクランプ(緩まないよう固定)しておく

    • ・加工対象と下穴径に合ったタップを選ぶ

    • ・適切な切削速度に設定する

    • ・用途に合った切削油を用意する

一般的なタップ加工の手順は次のとおりです。

タップ加工の手順

  1. ①適切な大きさ、深さの下穴を開ける

  2. ②切削油を塗る

  3. ③タップをゆっくりと時計回りに挿入して、ねじを切る


引用元:東大阪市技術交流プラザ


●タップ加工で使用する切削油

切削油は、使用する機械で推奨されている種類、素材に適したオイル含有率などで選びます。

切削油の種類

  • 鉱物油ベース:タップ加工で最も一般的、切削特性と安定性に優れ、機械に負担をかけない

  • 合成切削油:安定性に優れているが機械への負担が高くなりやすい

  • 準合成切削油:切削特性に優れ、幅広い被削材のあらゆる種類の加工に推奨

  • 植物ベースオイル:タップ加工用エマルジョンの中で最も切削特性が高い

  • ストレートオイル:タップ加工において最適な切削条件の安定性の高いエマルジョンで、旋盤や小型部品機械で使われる


●タップ加工でのクーラント供給

クーラント(機械や部材を冷却する液体)の供給は、タップ加工において重要なポイントです。クーラントを使うことで、切りくず排出、ねじの品質や使用している工具の寿命など広く影響を及ぼします。クーラントの供給方法として、長い切りくずが出るような深穴などのタップ加工に適した内部給油、その他の一般的な加工に使われる外部給油があります。


●タップの下穴サイズ

タップ加工において、タップ加工サイズと、開いている下穴の直径との関係から必要なサイズを用意することになります。下穴の直径は、ねじの外径からピッチを引いた直径前後と見ておけば問題ありません。あくまでも目安程度ですが、下記表を参考にしてください。

※ステンレス鋼など削りにくい材料の場合は、標準よりもやや大きい下穴だとやりやすいでしょう。

引用元:NMRI


●タップの種類

下穴の形状や切りくずへの対処法によってタップの種類を選びますが、次の4種類が代表的です。

  1. ①ハンドタップ:切り屑をタップ本体自体に抱え込む、止まり穴・通り穴両方に使用
    引用元:FACTORY GEAR BLOG

  2. ②ポイントタップ:切り屑を前方に排出する、通り穴に使用
    引用元:FACTORY GEAR BLOG

  3. ③スパイラルタップ:切り屑を後方に排出する、主に止まり穴に使用
    引用元:FACTORY GEAR BLOG

  4. ④ロールタップ:切り屑が出ない方法、止まり穴用・通り穴用が別々
    引用元:FACTORY GEAR BLOG

各種類ごとの切りくずの排出方法の違いは、以下のようになります。

(左から、ハンドタップ、ポイントタップ、スパイラルタップ、ロールタップ)

引用元:sanvik

それぞれの方法に適した素材は、以下の表をご参照ください。

<材料別タップ選定の目安>

(◎:最適、○:使用可能、△:やや問題あり、×:不適)

引用元:モノタロウ


リーマー加工とは

引用元:WALTER

リーマー加工は、ドリルなどによってあらかじめ開けられた穴の内径を、リーマー(リーマ)と呼ばれる棒状の部材を通すことで、所定の穴寸法に広げながら、滑らかな面できれいな円の穴を作る作業を指します。基本的には、穴の内径寸法や面の粗さ、真円度といった精度が要求されるごく小さな穴開け加工に多く使われる加工で、精度の高い施工ができる機械技術と熟練した操作が要求されます。機械を使ったリーマー加工では、複数の加工ステップをひとつのリーマー工具を使ってまとめることにより、加工時間と手間を短縮することができます。

●機械によるリーマー加工

現在はボール盤(木材や金属に穴を開ける、穴を堀る工作機械)を使ったリーマー加工が一般的です。

注意点として、ボール盤使用時には主軸、チャック、スリーブなどの振れやガタつき、ゴミが挟まっていないか、加工対象物の下穴の口が、水平になっているかどうかを確認してから施工しましょう。


●リーマー加工の手順

準備として、次の点をチェックしましょう。

チェックポイント

  • ・対象物がしっかりクランプして固定されている

  • ・貫通穴の場合、切りくずが排出できるスペースを確保している

  • ・薄い部材をリーマー加工する場合、クランプの力が部品全体に均一にかかる


引用元:sanvik

一般的なリーマー加工の手順は、以下のとおりです。

リーマー加工の手順

  1. ①リーマー加工用の切削油を準備する

  2. ②リーマーの位置をセットする

  3. ③ゆっくり圧をかけながらリーマーを挿入し、抜く


●リーマー加工の切削油

リーマー加工用では、加工対象物とリーマー自体が直接擦れるため、潤滑油の役割を果たす切削油が仕上がりを左右します。切削油を使うことで、切りくず排出のサポートや、工具自体の寿命を伸ばすことに貢献できます。

材質、加工条件によって異なる油剤を選ぶことが推奨されています。基本的には油性(不水溶性)の切削油が使われ、深穴や止まり穴(突き抜けずに止まる穴)の場合は、クーラントスルー(内部給油)方式と呼ばれる方法を用いると、加工部の切削油不足を防げます。

水溶性切削油を使う場合は、エマルジョンタイプ(水で希釈すると乳白色の液となるタイプ)のものを濃度20%以上で使用するのがおすすめです。


●リーマー加工の下穴

リーマー加工では、先に開けられている下穴に合わせて加工が行われるため、適確な寸法の取りしろを設ける必要があります。この取りしろが少ないと、仕上げ面が十分に綺麗になりにくく、反対に多すぎると切りくずが溝につまるなどして加工しにくくなってしまうからです。下穴の取りしろおよその目安は次の表の通りです。(リーマーの種類や工作物の材質によって異なるので注意)

<リーマの取りしろ目安>

引用元:モノタロウ


●リーマー加工における注意点

角度のある面でのリーマー加工では、入り口角度は5度以下にし、振れ(取り付けたリーマー自体の揺れ)はできる限り小さくしましょう。

引用元:sanvik

リーマーと下穴のオフセットは最低限まで小さく抑えておくと、びびり(ビリビリと音を出しながら震える状態)を防げます。

リーマー加工はあくまでの穴を少し広げながら整える加工であり、下穴自体の中心のズレ、真直度(対象物の垂直方向の軸との狂い)を修正することはできません。

下穴の真直度は0.05mm(0.02インチ)以下が推奨されています。



穴開け加工事例

機械加工の穴開け加工事例を複数ご紹介していきます。

タップ加工例

引用元:ポン押し卒業265

スパイラルタップによる施工例

引用元:有限会社茂木製作所

M4サイズ0.7タップ加工(2ヶ所)


リーマー加工例

引用元:城陽富士加工株式会社

炭素鋼(S50C、硬度HRC53)プレートへの高精度穴加工(中央部三連穴の右)

引用元:旋盤市場

止まり穴用のマシンリーマー加工



まとめ

機械加工での穴開け加工は、部材の形状や用途、下穴の状態などにより、適切な加工方法を用いることが重要です。タップ加工やリーマー加工などで穴開け加工を検討している場合に、ぜひ参考にしてください。

Mitsuriは、日本全国に所在する140社以上の協力企業から、穴開け加工を得意とする製作所や工場をご案内できます。お客様のご要望、条件に合わせて最適な業者をご照会致します。

お見積りは完全無料です!

穴開け加工をご検討の際には、ぜひ一度Mitsuriにご相談下さい!


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Mitsuri編集部
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