NACHITECHNICALREPORT

Machining

34B1

Vol.

October/2018■ 新商品・適用事例紹介

ステンレス鋼への安定したタップ加工を実現する工具

マシニング事業「Hyper Z タップ ステンレス用」
Excellent Tapping on Stainless Steel"Hyper Z Tap for Stainless Steel"〈キーワード〉Hyper Z タップ・ステンレス加工・タップ加工
安定加工・長寿命

工具事業部／技術部

大辻 佐知

Sachi Otsuji

ステンレス鋼への安定したタップ加工を実現する工具「Hyper Z タップ ステンレス用」

要旨

穴加工は切削加工プロセスの中で大きな割合をステンレス鋼の加工における問題点として、とくに占めている。加工される穴は大きさ、深さ、形状にSUS304やSUS316といったオーステナイト系ステンよって様々であり、その中でもねじ穴が約半数をレスでの材料の加工硬化や熱伝導率が小さいことが占めている。ねじ穴加工に使用される切削工具と挙げられる。一般的に、加工硬化により切れ刃のしてはタップが一般的である。タップ加工においても、摩耗は進展しやすくなる。また、熱伝導率が低い品質向上、低コスト化、生産性向上など、ユーザーのことで加工時に発生した熱は工具側に伝わりやすく、多様なニーズに対応するため、長寿 命、高品質、切れ刃は高温になり摩耗しやすい状況下で加工する安定加工が要求されている。

ことになる。さらに、延性に優れているために、切り「Hyper Z タップシリーズ」は、低中速域においてくずがのびやすくその処理が問題となることが多い。

コーティングタップを凌駕する長寿命を実現した工具である。今回、「Hyper Z タップシリーズ」に新たにステンレス用をラインナップし、難削材であるステンレスでも安定加工が可能となった。

Abstract
Drilling accounts for a large percentage ofcutting. The holes for drilling come in various
sizes, depths and forms and the tapped hole takes
up approximately a half of all holes for drilling.
Tap is generally used for cutting of a threaded
hole. In tapping, longevity, high quality andstability are required to satisfy the users’various
needs such as achievement of low cost andimprovement in quality and productivity.
“Hyper Z Tap Series”have exceeded a life ofa coated tap in a low to middle speed range.
This time, NACHI presents a new lineup of“Hyper Z Tap Series”for Stainless Steel whichmake it possible to achieve the stable tapping ofstainless steel that is difficult to tap.

11. ステンレス加工の問題点

表1分類

ステンレス鋼の加工特性

JIS材料例

炭素量焼入れ加工硬化

溶着フェライト系
17%Cr

SUS430

少ない

できない

△

○

SUS400番台

マルテンサイト系
13%Cr

SUS420SUS431SUS440C

多い

できる△

○

クロム・ニッケル系

オーステナイト系

SUS304
SUS316

少ない

できない

○◎二相系
（オーステナイト＋フェライト）SUS329J1少ない

できない

○

○

クロム系

SUS300番台◎：すごくする ○：する △：しにくい

図1

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切りくず巻きつき

2ステンレス鋼への安定したタップ加工を実現する工具「Hyper Z タップ ステンレス用」

2.「Hyper Z タップ ステンレス用」の特徴
1）安定した切りくず形状
タップの切りくずは、被削材の種類によりチップ状やコイル状など様々な形態となる。オーステナイト系ステンレス鋼は切りくずがのびやすく、スパイラル
タップではカール径やピッチの大きいコイル状の切りくずが生成されやすい。穴奥で不均一にのびた切りくずは、溝へのはまり込みや巻きつきの原因となり、巻きついたまま加工を続けた場合、切りくず噛み込みにより刃欠けが発生する。そのため、巻きついた切りくずは速やかに除去することが望ましいが、監視による確認・機械停止・取り除く工数が必要となり、生産性を著しく悪化させる。
「Hyper Z スパイラルタップ ステンレス用」は、ステンレス鋼に特化した切れ刃形状を採用することで、切りくず排出性を向上し、溝へのはまり込みや巻きつきを抑制し安定加工を実現した。

他社スパイラルタップ ステンレス用

Hyper Z スパイラルタップ ステンレス用

穴奥で不均一にのびた切りくずが絡み、巻きつきの原因となる均一な切りくずを排出し安定加工

図2

3

SUS304加工時の切りくず形態比較

2）逆転時の切りくず噛み込み抑制

3）摩耗・溶着の抑制による長寿命

スパイラルタップの切りくずは、逆転時にタップとステンレス鋼は、切れ刃エッジや逃げ面の擦れともに回転しながら排出されるため、切りくずがによる溶着が発生しやすく、これに起因するチッピタップに噛み込む場合がある。噛み込みが発生すると、ングや逆 転時の切りくず 噛み込 みで 寿 命となるタップが損傷するだけでなく、切りくずがめねじへ場合が多い。
「Hyper Z タップ ステンレス用」は、切れ押し付けられることで凝着し通りゲージが突発的に刃フォームの最適化により耐チッピング、耐溶着性の入らなくなる。これらの問題に対し、「Hyper Z スパ向上により、他社ホモ処理タップ ステンレス用に対しイラルタップ ステンレス用」は切りくず排出性を高めた1.5倍以上の長寿命を達成した。

溝形状と切りくずが噛み込みにくい食付き刃形状の組み合わせ（PAT.P）により、めねじへの凝着なく安定したタップ加工を実現した。

■切りくず噛み込みによる折損（タップ：他社スパイラルタップ ステンレス用、被削材：SUS304）
折損したタップを除去すると切りくずの噛み込みを確認

レンズ Z20：×20

めねじは形成済み→ 逆転時の切りくず噛み込み

106.47μm

図3

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切りくずの噛み込み4ステンレス鋼への安定したタップ加工を実現する工具「Hyper Z タップ ステンレス用」

3.「Hyper Z タップ ステンレス用」のラインナップ「Hyper Z タップ ステンレス用」のラインナップを以下に紹介し、シリーズの外観を図4に示す。

「Hyper Z スパイラルタップ ステンレス用」（主に止り穴に使用）

寸法範囲：M3 ～ M24「Hyper Z ポイントタップ ステンレス用」（通り穴に使用）寸法範囲：M3 ～ M24
図4 「Hyper Z タップ ステンレス用」外観

4.「Hyper Z タップ ステンレス用」の加工事例
1）「Hyper Z スパイラルタップステンレス用」SUS304の加工事例
600

他社スパイラルタップ ステンレス用の寿 命比 較を500紹介する。
他社スパイラルタップ ステンレス用は15 0 穴 で刃欠けが発生したのに対し、「Hyper Z スパイラルタップ ステンレス用」は他社対比3倍以上の寿命となる加工穴数（穴）

図5に「Hyper Z スパイラルタップ ステンレス用」と

300

520

200
100
0480穴の加工を実現した。

140480160

他社スパイラルタップステンレス用「Hyper Z スパイラルタップステンレス用」

呼び

被削材

切削速度
（m/min）

下穴径（mm）

ねじ有効長（mm）

ホルダ

加工設備

切削油剤

M12×1.75

SUS30410φ10.318（止り穴）

オートタッパー

立形M/C

水溶性
外部給油

図55

寿命約3.3倍

400

スパイラルタップの工具寿命比較（M12）2）「Hyper Z ポイントタップ
ステンレス用」SUS304の加工事例
図6に「Hyper Z ポイントタップ ステンレス用」と2,500紹介 する。
他社ポイントタップ ステンレス用は、700穴加工時点でタッパー作動による加工不可が発生。一方、「Hyper Z ポイントタップ ステンレス用」は他社対比3倍以上の寿命となる2,100穴以上の加工を実現した。

加工穴数（穴）他 社ポイントタップ ステンレス用の 寿 命 比 較を2,000

寿命約3.1倍

1,500

2,380
継続可

1,000
500
0722

2,100継続可

694

他社ポイントタップ
ステンレス用「Hyper Z ポイントタップステンレス用」

呼び

被削材

切削速度
（m/min）

下穴径（mm）

ねじ有効長（mm）

ホルダ

加工設備

切削油剤

M12×1.75

SUS30410φ10.325（通り穴）

オートタッパー

立形M/C

水溶性外部給油

図6

ポイントタップの工具寿命比較（M12）

寿命評価時の工具摩耗写真を図7に示す。他社

していない。切れ刃フォームの最適化によりめねじ

ポイントタップ ステンレス用は加工初期から逃げ面へのへの擦れが低減し、逃げ面への溶着を抑制、長寿命溶着が発生したのに対し、「Hyper Z ポイントタップ化を実現している。

ステンレス用」は2,000穴加工時点でも溶着は発生工具 他社ポイントタップ ステンレス用
穴数
230穴

Hyper Z ポイントタップ ステンレス用
230穴
2,000穴

溶着

溶着なし

逃げ面
すくい面
図7

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工具摩耗比較

65. おわりに「Hyper Z タップシリーズ」は、NACHI独自の設計技術、材料、熱処理技術から生まれた革新的タップである。
「Hyper Z タップ ステンレス用」も開発段階で切削メカニズムと摩耗の解析を行ない、ステンレスに最 適な切れ刃形状を採用している。
それにより、従 来に対し飛 躍的な長寿 命と安定加工を実現した。ステンレス鋼のタップ加工においても、この驚異的な性能を体感していただきたい。

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October / 2018〈発行〉2018 年 10 月 15 日
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