下穴径とは、めねじを切る前にあける穴の直径です。間違えると、材料を削りすぎてタップを折るか、荷重を保持するには浅すぎるねじ山になります。作業場で最もよく扱う3つのサイズでは、1/4-20 UNCのタップには#7ドリル(0.2010″)、M8×1.25のタップには6.8 mmドリル、3/8-16 UNCのタップには5/16″ドリル(0.3125″)が必要です。これは標準的な機械ねじ用タップ(UNC/UNFおよびメートル)に当てはまり、別のテーパーねじの規則に従うNPTパイプタップは対象外で、ここでは扱いません。
ドリル径がねじの呼び径と同じではない理由
下穴は、ねじの外径より小さくなります。タップが進みながら、残りの材料をねじ山の形に削るからです。標準的な目標は、おおよそ75%のねじ山のかみ合いで、タップが過剰な材料と格闘することなく、締結部品の完全な強度に近づけるのに十分なねじ接触が得られます。メートルねじの経験則は、下穴径 ≈ 外径 − ピッチです(M8×1.25なら8 − 1.25 = 6.75 mm、実際には6.8 mmに丸めます)。インチねじはこれほどきれいな式にはならず、標準化された参照表から読み取るため、UNC/UNFサイズでは計算よりも表のほうが役立ちます。
下穴ドリルサイズ表 — 一般的なサイズ
| ねじ | ドリル(in./mm) | 小数(in.) | ねじ山のかみ合い |
|---|---|---|---|
| 10-24 UNC | No. 25 | 0.1495 | ~75% |
| 12-24 UNC | No. 16 | 0.1770 | ~75% |
| 1/4-20 UNC | No. 7 | 0.2010 | ~75% |
| 5/16-18 UNC | レターF | 0.2570 | ~75% |
| 3/8-16 UNC | 5/16″ | 0.3125 | ~75–77% |
| 7/16-14 UNC | レターU | 0.3680 | ~75% |
| 1/2-13 UNC | 27/64″ | 0.4219 | ~75% |
| M4×0.7 | 3.3 mm | — | ~75% |
| M5×0.8 | 4.2 mm | — | ~75% |
| M6×1.0 | 5.0 mm | — | ~75% |
| M8×1.25 | 6.8 mm | — | ~75% |
| M10×1.5 | 8.5 mm | — | ~75% |
| M12×1.75 | 10.2 mm | — | ~75% |
M8×1.25の行について:この表で、情報源が小数レベルで完全には一致しない唯一のサイズです。ある資料は「外径−ピッチ」の規則で直接計算して6.8 mmとしており、別のUNC/メートル併記の表は同じサイズに6.9 mmを挙げています。0.1 mmの差は正常で、どちらかの情報源が間違っているのではなく、75%のかみ合い目標に各情報源がどの丸め方を適用しているかによるものです。どちらのドリルでも機能します。6.8 mmが最も多く引用され、直接計算による裏づけもあるため、お使いの作業場の標準が別の指定をしていない限り、これをデフォルトとして使ってください。
より硬い材料にタップ立てする場合(またはより楽に切りたい場合)
75%のかみ合いは、アルミ、軟鋼、類似の材料での汎用作業の標準的な目標です。より硬い材料では、意図的にかみ合い率を下げる作業場もあります。タップが楽に切れ、穴の中で折れにくくなる一方で、ねじ強度はやや下がります。ここで扱った2つのサイズには、文書化された代替があります。
- 1/4-20:#7ビットが手元にない場合、またはより硬い材料を加工する場合は、約50%のかみ合いで楽に切れる13/64″(0.2031″)に下げます。
- 3/8-16:より硬い材料で約65〜70%のかみ合いにするには、レターO(0.3160″)のドリルに下げます。
75%のドリルより小さいサイズを使えば強いねじ山になると期待して逆方向に行かないでください。下穴が小さすぎることはタップが穴の中で折れる最も多い原因であり、強度を得る方法ではありません。
タップ下穴と通し穴 — 取り違えないこと
上のサイズは、新しいめねじを切る(タップ立て)ためのものです。代わりに、ねじ立てせずにボルトを通す穴(通し穴)をあける場合、直径はボルトの外径より小さくではなく大きくする必要があります。タップ立てせずに通すM8ボルトでは、通し穴はおよそ9.0 mmで、同じねじサイズの6.8 mmのタップ下穴よりはっきり大きくなります。この2つの取り違え(タップ立てするつもりの場所に通し穴サイズの穴をあける、あるいはその逆)は、簡単に起きる完全に防げるミスです。ビットを手に取る前に、実際にどちらの作業をしているのか確認してください。
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