タップ加工って何? 種類や手順、注意すべきポイントとは

タップ加工って何? 種類や手順、注意すべきポイントとは

タップ加工は金属におけるねじ切り加工のひとつで、切削加工のなかでは歴史も長く比較的簡単に行える作業とされています。そんなタップ加工にはどのような種類があり、どういった点に注意すれば安全かつ精度の高い加工を行えるのでしょうか。 この記事ではタップ加工の種類や手順、注意点などをご紹介します。

タップ加工とは

タップ加工とは、あらかじめ空けておいた穴にタップと呼ばれる工具を差し込み、雌ねじを 成形する加工法です。 タップ加工は大きく「切削式」と「転造式」の2つに分けられ、それぞれ特徴が異なります。

・切削式タップ加工の特徴

切削式タップ加工は、成形する雌ねじの径に適した下穴をあけ、そこに切削式タップを差し込んでねじの谷部を削り落とすことでねじ山を成形していく方法です。 切削式タップ加工の準備で重要な点は、下穴径を正確に確かめることです。下穴径は下穴表で確認することがベストですが、「ねじ呼び径-ピッチ」でおおよその値を計算したり「ひっかかり率」から計算したりする方法もあります。 また、タップ加工では穴の内部で切削を行うため、作業に用いるタップの選定では切りくずの排出を考えることが重要です。

・転造式タップ加工の特徴

転造とは、金属に強い力を加えて塑性変形させることを指します。転造式タップ加工は、下穴の金属を押し広げてねじの山と谷を作っていく方法です。 転造式タップ加工では切りくずが出ないため、切りくずの排出について考える必要はありません。しかし、塑性変形によってねじの山と谷を作るため適正な量の材料が必要で、余分な負荷を避ける意味でも高い下穴精度が求められます。

ドリル加工やリーマ加工との違い

タップ加工は、ドリル加工やリーマ加工などと同じ「穴加工」に分類されますが、それぞれ別の目的で行われる加工です。 ドリル加工は「穴をあける」作業、リーマ加工は「穴を広げ精度を出す」作業、そしてタップ加工は「穴に雌ねじを作る」作業という違いがあります。 ドリル加工に関しては、こちらで詳しく解説していますのでご覧ください。

⇒ドリル加工について詳しくはこちら

タップ加工の手順

タップ加工は以下の手順で行います。

  1. 作りたいねじ山に対して適した径・深さの下穴を空ける
  2. 切削油を注油する
  3. タップを適切な速度で回転させ、ねじ山を作る
  4. このとき正(右)ねじなら時計回り、逆(左)ねじなら反時計回りに回転させてタップを挿入していく(左ねじ専用工具が必要)

タップ加工の注意点

タップ加工の際は、いくつかの注意点を意識しながら行うことで、きれいなねじ穴を作ることができます。ここでは、タップ加工で特に注意したい5つのポイントをご紹介します。

・加工ワークを確実に固定する

加工ワークを確実に固定(クランプ)することは、さまざまな加工の基本です。 固定が適切にされていない場合、雌ねじの精度不良やタップの破損、ワークの脱落やそれにともなう事故の危険もあります。

・正しいタップを選定する

タップ加工を行う前に、被削材の材質や硬さに適したタップが選定されているか確認する必要があります。また、加工する穴が通り穴か止まり穴かによっても切りくずの排出性は変わるため、タップを選定するうえでは重要です。 タップの種類についてはこちらの記事でも解説していますので、ご覧ください。

ハンドタップ スパイラルタップ ポイントタップ ロールタップ
通り穴
止まり穴 ×
構造用鋼
調質鋼 ×
鋳鉄 ×
アルミニウム圧延材
プラスチック ×
⇒タップの種類について詳しくはこちら

・下穴径の確認

下穴径は、精度だけでなく加工性や仕上がりにも影響するため注意しましょう。 タップ加工における下穴径は、ねじ規格の雌ねじ内径の公差内とするのが基本です。このとき、公差内でもプラス方向であればタップ加工が容易で、切削量が少なく切りくずの排出性も高まります。

・切削速度の設定

適切な切削速度が設定されているか確認することも重要です。切削速度が速すぎると食いつきが悪くなったり、かじり、切削面の荒れなどが発生し、遅すぎても作業性が低下します。 タップ加工の切削条件を求めるには、ねじ径とピッチ、回転速度と送り速度。加工深さを計算するためには、有効ねじ長やタップ食い付き部長さ、突出し長さなどが必要です。これらをもとに下穴の深さを決め、適した深さの下穴をあけておきましょう。

・切削油の使用

タップ加工における切削油の役割は、主に潤滑・冷却の2つです。また、切りくずの排出性や溶着防止にも影響します。 タップは他の回転式切削工具と比較すると回転あたりの送り量が大きく、1回転で1ピッチ掘り進める工具です。そのため切削油は潤滑性が重視され、不水溶性の切削油を多めに給油することが推奨されていますが、近年では不慮の火災を防ぐ意味でも水溶性切削油が多用されています。

タップ加工は正しい方法で行うことが大切

素材に直接雌ねじを作ることができ、部品点数や工数を抑えられるなど、コストを下げて作業が行えるタップ加工は、多くの工作物において重要な加工法のひとつです。 作業の精度や安全性、作業効率を向上するためにも、適切なタップを選定し、正しい方法で加工を行いましょう。