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ねじの基礎講座

私たちの身近にあって欠かせない存在、「ねじ」。
ねじにはどのようなはたらきや歴史があり、どんな種類があるのか。
本連載では、ねじに関するさまざまな事項をご紹介していきます。
第5章 ねじのつくり方

5-1 切削加工と塑性加工

本連載をここまでご覧の皆さまは、私たちの身の回りにはさまざまなねじがあることをご理解いただけたかと思いますが、意外と知らないのは「ねじはどのように作られているか?」ということです。 例えば、身近にある直径が4mmで長さが20mm、すなわちM4×20のメートルねじはどのように作られているかを想像できるでしょうか?

機械工作に関する知識がまったくない方に問うと、多くの場合、金属を溶かして型に流して作る、いわゆる鋳造という回答、 もしくは頭と部分とねじ部をそれぞれ別々に切り出して接着剤もしくは溶接で接合するという回答などが多く出されます。もちろん、これらの方法でもねじを作ることはできます。 しかし、この大きさのねじを購入するとき、ステンレス製でも1本十円もしません。ねじを安価に作るためには、短時間にできるだけ数多くのねじを作る必要があります。 いったいどのような加工法が考えられるでしょうか?

これはねじを作ることに限りませんが、一般的な金属を加工法として、板や棒を刃物で削る切削加工、折り曲げたりして成形する塑性加工、加熱して接合する溶接、 そして金属を溶かして型に流し込む鋳造などがあります。 これらのうち、ねじの加工法としてあげられるのは、金属の棒状や線状を切削してねじを作る切削加工と、金属を押しつぶしてねじを作る塑性加工です。

切削加工と塑性加工、どちらでもねじを作ることはできますが、両者にはいくつかの違いがあります。 すなわち、切削加工は棒状や線状を削りだすことから、加工中には削りくずを発生しながら、元の材料よりも小さな寸法のねじを作りだします。 一方、塑性加工では元の材料を叩いてつぶすことでねじを作り出します。 このとき、削りくずは発生せず、ねじの寸法は押しつぶした分だけ太いものになります。 また、切りくずが発生しないことから、金属内部の繊維状金属組織であるファイバーフローを切断しないため、耐摩耗性に優れるという特長もあります。

切削加工でねじを製造する方法には、手動で操作できる工具であるタップやダイスによる方法、汎用的な工作機械である旋盤による方法、数値制御で作動するNC旋盤による方法、 またねじ切り専用の工作機械であるねじ切り旋盤による方法などがあります。 塑性加工でねじを製造する方法には、パンチとダイスの間で線材を押し潰してねじの頭部を成形する圧造、 ねじ山が刻んである工具であるダイスを線材に押し付けてねじ山を成形する転造などがあります。以下の項目でそれぞれについて、詳しく説明していきます。

図1

執筆:神奈川工科大学 門田和雄 教授

『ねじの基礎講座』の目次

第1章 ねじのキホン

第2章 ねじの種類

第3章 ねじの強さ

第4章 ねじの材料

第5章 ねじの作り方

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