G76ねじ切りサイクル：M24×2の外径ねじで見るP・Q・Rの計算

なぜねじはサイクルで削るのか

ねじは、工具が主軸の回転と正確に同期し、1回転でリード分だけZに移動することで作られます。深さが1mmを超えるねじ山を一度に削ることはできないので、同じらせんを何度も、少しずつ深くたどる必要があります。G32で1パスずつ直接書くと、パスごとにアプローチ・切削・退避・復帰の4ブロックが必要になり、プログラムは数十行になります。

G76は、わずか2ブロックでこの全工程を作り出します。パスごとに切込み深さを減らして切削面積を一定に保ち、片側のフランクに沿って斜めに切り込んで、刃の片側だけに負荷がかかるようにします。

谷径とねじ山の高さの計算

ISOメートル並目ねじの外径ねじのねじ山の高さ(加工深さ)は、実務ではよく0.6134 × ピッチで計算します。ピッチ2mmなら0.6134 × 2 = 1.2268で、丸めて1.227mmです。この値は半径基準なので、谷径は24 − 2 × 1.227 = 21.546mmになります。

最終的な谷径は、工具の刃先形状、公差等級、相手部品に応じて、試し削りの後に調整するのが普通です。上の値は出発点で、ゲージ検査の結果に基づいて摩耗補正を入れて合わせます。

1行目：仕上げ回数・面取り・角度と最小切込み

• P020060は2桁ずつの3つの値をつなげたものです。02は最終深さでの仕上げ繰り返し2回、00はねじ終端の面取り(チャンファリング)なし、60は工具の刃先角60°です。
• Q100は最小切込み量0.1mm(半径、0.001mm単位)です。深くなるほど計算上の切込みは非常に薄くなりますが、この値より薄くならないように抑え、工具が素材をこするだけの状態を避けます。
• R0.05は仕上げ代です。荒加工のパスはこの値だけ残して終わり、最後の仕上げパスが残りを取り除きます。

2行目：終点・高さ・最初の切込み・リード

X21.546 Z-25.はねじ終点の谷径とZ位置、P1227はねじ山の高さ、Q350は最初の切込み深さ0.35mm、F2.0はリード(1条ねじではピッチと同じ)です。テーパねじなら、ここにRで始点と終点の半径差を加えます。

FANUCの方式では、n回目のパスの累積深さはおおよそ最初の切込み × √nで増えていきます。最初の切込みが0.35mmなら、1回目0.35、2回目約0.49、3回目約0.61、4回目0.70…と累積し、1パスで削る断面積がほぼ同じになります。高さ1.227mmを満たすにはおよそ(1.227 / 0.35)² ≈ 12回ほどが必要で、最小切込みの制限と仕上げの繰り返しが加わって実際の回数が決まります。

例の経路

下の図で、密に並んだ水平線がねじ切りのパスで、その間をつなぐ早送りが退避と復帰です。深くなるほどパスの間隔が狭くなることが分かります。

O2006
T0707
G21 G90 G18 G99
G97 S800 M03
G00 X28. Z6.
G76 P020060 Q100 R0.05
G76 X21.546 Z-25. P1227 Q350 F2.0
G00 X100. Z100.
M30

開始位置をねじより手前に置く理由

例の始点はZ6.で、ねじが始まる端面(Z0)よりリード3つ分手前にあります。主軸同期送りはスタート直後の加速区間ではリードが正確でないため、この区間が素材の外で終わるように余裕を取ります。始点が近すぎると最初の数山のピッチがずれて、ゲージが入りません。始点のX X28.も外径Ø24より十分大きくしないと、退避・復帰のときにねじ山に触れてしまいます。

パスごとの深さの表で見る√nの規則

最初の切込み0.35mmで累積深さ0.35 × √nを計算すると、次のようになります。累積深さは増え続けますが、1回に追加で削る量はだんだん減っていきます。ねじ山の断面は三角形なので、深く入るほど刃の当たる幅が広くなります。そのため切込みを減らさないと、1パスで削る面積が同じくらいに保てません。

ねじ加工でよく起きる問題

よくある質問

次のステップ

CNC Path Analyzerで経路を確認