転造（塑性加工）-ねじ部の製造法

塑性加工とは？

塑性加工とは、強い力で素材の形状を変える加工のこと。物質の塑性（大きな力を加えたとき永久的にその形を変えること）を利用して、金属などの材料を目的の形に変えることを言います。

他の加工法に比べ、加工時間が短縮できたり、材料のロスを抑えられたりするなど、様々なメリットがあります。

ねじの塑性加工としては、主に転造と鍛造が挙げられます。

ここでは、ねじの転造についてご説明します。

ねじ製造における転造とは…

転造とは、断面がねじ山の形をした転造ダイスで鋼材をはさみ、強い力を加えながら回転させることでねじ山を成形すること。こうして作られたねじを「転造ねじ」と呼びます。

転造は少量生産には向きませんが、加工時間を大幅に短縮でき、生産性は大幅アップ。大量生産が可能となるため、ねじの製品単価を抑えられるというメリットがあります。

また、切削加工と異なり、加工中に削りくずを出さないため材料にムダがありません。コストを下げるとともに、環境に優しい加工法と言うこともできるでしょう。

さらに転造では鋼材の繊維を切断することがありません。強い力で抑えこまれた繊維は圧縮されて密度を増し、加工硬化を起こします。このため一般的に転造ねじは、切削ねじよりも強度面で優れていると言われます。

転造ねじの形状は、転造ダイスの表面形状がそのまま再現されます。ゆえにその精度は、転造ダイスにどれだけ高精度な加工を施せるかにかかってくるとも言えるでしょう。

転造では転造盤と呼ばれる加工装置を使いますが、転造盤には「丸ダイス転造盤」、「平ダイス転造盤」「プラネタリ転造盤」の3つがあります。

それぞれの転造盤により、加工法は異なります。

丸ダイス転造

円筒状の丸ダイス（ローラーダイス）2つ、あるいは3つで材料となる鋼材を挟み込み、丸ダイスを同一の方向へ回転させることでねじ部を加工していきます。

平ダイス転造

板状の平ダイス（板ダイス）2枚で鋼材を挟み、1枚の平ダイスのみ固定させます。もう一方の平ダイスを平行方向に動かすことで加工します。

プラネタリ転造

扇形のダイスを固定し、その内側で扇形ダイスよりも一回り小さい丸ダイスを回転させます。両者の位置関係は、丸ダイスの円周の外側約4分の1ほどを扇形ダイスが覆うように配されます。

内側の丸ダイスが回転し、この両者の間に鋼材を通すことでねじ山を加工します。