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技術 ねじ切りカッタ

出願人 三菱日立ツール株式会社
発明者 廣瀬諒
出願日 2017年3月28日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2017-062275
公開日 2018年10月25日 (9ヶ月経過) 公開番号 2018-164957
状態 未査定
技術分野 ねじ切り フライス加工
主要キーワード 線対称形 立面形状 線対称形状 先行刃 切削痕 荒切削 進み側フランク 追い側フランク
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年10月25日)のものです。
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図面 (10)

課題

ねじ切りカッタを用いて金型部品等にめねじ穴を形成する上で、仕上げ刃への2面の面取り面の形成を要することなく、仕上げ刃に2面の面取り面の形成する場合と同等のめねじを被削材に形成可能にする。

解決手段

ねじ切り刃4を工具本体の軸方向先端部側に位置する先行仕上げ刃5と、先行仕上げ刃5の軸方向後方側に位置する後行仕上げ刃6から形成し、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6に、工具本体の軸方向先端部側から後方側へかけ、進み側フランク面51、61とこれに軸方向に連続する山頂面52、62、及びこれに軸方向に連続する追い側フランク面53、63を形成し、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の進み側フランク面51、61と山頂面52、62との間に、両面と交わる進み側面取り面54、64を形成すると共に、山頂面52、62と追い側フランク面53、63との間に、両面と交わる追い側面取り面55、65を形成する。

概要

背景

金型部品等にめねじ穴を形成する工具としてのねじ切りカッタねじ切りフライス)は工具本体の回転軸を中心として自転しながら、回転軸から偏心し、回転軸に平行な公転軸の回りに回転させられることにより被削材に対してヘリカル送りされ、穴の内周面に軸方向に連続しためねじを形成する(特許文献1、2参照)。

特許文献1のねじ切りカッタは被削材が特に高硬度材である場合に対応するために、被削材のめねじを荒切削する先行刃と、荒切削しためねじを仕上げ切削する仕上げ刃を工具の軸方向に直列に配列させた形態をしている。

特許文献2では被削材への下穴の形成とめねじの形成の機能を分離させるために、下穴形成用のエンドミル部とめねじ形成用のタップ部を軸方向に直列に配列させているが、タップ部は特許文献1と同様に荒切削用の荒加工刃仕上げ用の仕上げ刃が軸方向に直列に配列した形になっている。

一方、JISB0202に規定されている英式管用平行めねじや、JISB0203に規定されている英式管用テーパめねじでは、ねじ山の頂部と谷底の角部が曲面になっているため、この種のめねじを加工するには、少なくとも特許文献1、2における仕上げ刃が曲面加工適合していることが必要とされる。

概要

ねじ切りカッタを用いて金型部品等にめねじ穴を形成する上で、仕上げ刃への2面の面取り面の形成を要することなく、仕上げ刃に2面の面取り面の形成する場合と同等のめねじを被削材に形成可能にする。ねじ切り刃4を工具本体の軸方向先端部側に位置する先行仕上げ刃5と、先行仕上げ刃5の軸方向後方側に位置する後行仕上げ刃6から形成し、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6に、工具本体の軸方向先端部側から後方側へかけ、進み側フランク面51、61とこれに軸方向に連続する山頂面52、62、及びこれに軸方向に連続する追い側フランク面53、63を形成し、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の進み側フランク面51、61と山頂面52、62との間に、両面と交わる進み側面取り面54、64を形成すると共に、山頂面52、62と追い側フランク面53、63との間に、両面と交わる追い側面取り面55、65を形成する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

工具本体の軸方向先端部側の外周に、半径方向中心側から外周側へ向け、周方向に間隔を置いて複数のねじ切り刃が形成された切れ刃部を備え、ヘリカル送りされて被削材めねじを形成するねじ切りカッタであり、前記ねじ切り刃は、前記工具本体の軸方向先端部側に位置する先行刃と、この先行刃の軸方向後方側に位置し、軸方向に並列する少なくとも2個の先行仕上げ刃後行仕上げ刃を備え、前記先行仕上げ刃と後行仕上げ刃は、前記工具本体の軸方向先端部側から後方側へかけ、進み側フランク面とこれに軸方向に連続する山頂面及びこれに軸方向に連続する追い側フランク面を有し、前記先行仕上げ刃と後行仕上げ刃の前記進み側フランク面と前記山頂面との間に、この両面と交わる進み側面取り面が形成されると共に、前記山頂面と前記追い側フランク面との間に、この両面と交わる追い側面取り面が形成されていることを特徴とするねじ切りカッタ。

請求項2

前記後行仕上げ刃の前記進み側フランク面と前記進み側面取り面との交点と、前記追い側面取り面と前記追い側フランク面との交点を結ぶ区間の長さは、前記先行仕上げ刃の前記山頂面の軸方向幅以下であることを特徴とする請求項1に記載のねじ切りカッタ。

請求項3

前記後行仕上げ刃の前記進み側面取り面、及び前記追い側面取り面の回転軸とのなす角度は前記先行仕上げ刃の前記進み側面取り面、及び前記追い側面取り面の前記回転軸とのなす角度以下であることを特徴とする請求項1、もしくは請求項2に記載のねじ切りカッタ。

請求項4

前記後行仕上げ刃の前記回転軸から前記山頂面までの高さは前記先行仕上げ刃の前記回転軸から前記山頂面までの高さ以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のねじ切りカッタ。

請求項5

前記後行仕上げ刃の前記進み側フランク面と前記進み側面取り面との交点と、前記追い側面取り面と前記追い側フランク面との交点を結ぶ区間までの、前記回転軸からの高さが、前記先行仕上げ刃の前記回転軸から前記山頂面までの高さ以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のねじ切りカッタ。

請求項6

前記後行仕上げ刃の前記進み側フランク面と前記追い側フランク面の前記回転軸とのなす角度が、前記先行仕上げ刃の前記進み側フランク面と前記追い側フランク面の前記回転軸とのなす角度以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のねじ切りカッタ。

技術分野

0001

本発明は金型部品等へのめねじ穴を凹曲面状に形成することが可能なねじ切りカッタに関するものである。

背景技術

0002

金型部品等にめねじ穴を形成する工具としてのねじ切りカッタ(ねじ切りフライス)は工具本体の回転軸を中心として自転しながら、回転軸から偏心し、回転軸に平行な公転軸の回りに回転させられることにより被削材に対してヘリカル送りされ、穴の内周面に軸方向に連続しためねじを形成する(特許文献1、2参照)。

0003

特許文献1のねじ切りカッタは被削材が特に高硬度材である場合に対応するために、被削材のめねじを荒切削する先行刃と、荒切削しためねじを仕上げ切削する仕上げ刃を工具の軸方向に直列に配列させた形態をしている。

0004

特許文献2では被削材への下穴の形成とめねじの形成の機能を分離させるために、下穴形成用のエンドミル部とめねじ形成用のタップ部を軸方向に直列に配列させているが、タップ部は特許文献1と同様に荒切削用の荒加工刃仕上げ用の仕上げ刃が軸方向に直列に配列した形になっている。

0005

一方、JISB0202に規定されている英式管用平行めねじや、JISB0203に規定されている英式管用テーパめねじでは、ねじ山の頂部と谷底の角部が曲面になっているため、この種のめねじを加工するには、少なくとも特許文献1、2における仕上げ刃が曲面加工適合していることが必要とされる。

先行技術

0006

特開2012−86286号公報(請求項1、段落0022〜0036、図1図5
特開2004−322285号公報(請求項2、段落0013〜0022、図2図6

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、特許文献1の先行刃と仕上げ刃の回転方向前方側の端部に位置し、凸の稜線外形線)をなす各切れ刃は工具本体の回転軸に直交する方向に見たときの断面上、平面であるから(特許文献1の図3)、先行刃と仕上げ刃が切削しためねじの山部と谷部を曲面に加工することは難しい。この場合、少なくとも山部から谷部への移行部分、または谷部から山部への移行部分に切れ刃の平面形状の跡が残り易いため、上記の英式管用めねじ形状を得ることは困難である。

0008

特許文献2でも工具本体の回転軸に直交する方向に見たときの断面上、荒加工刃と仕上げ刃は平面で構成されているため(特許文献2の図2)、特許文献1と同様、めねじの山部と谷部を曲面状に加工することは難しいと想像される。

0009

そこで、例えば図4に示すように工具本体の軸方向に並列し、軸方向先端部側から後方側へかけ、仕上げ刃の進み側フランク面とこれに軸方向に連続する山頂面、及びこれに軸方向に連続する追い側フランク面を持つ、めねじを形成するための仕上げ刃の進み側フランク面と山頂面との間、及び山頂面と追い側フランク面との間に、それぞれ2面の面取り面を形成する方法が考えられる。

0010

但し、仕上げ刃の進み側フランク面と山頂面、及び山頂面と追い側フランク面との間に2面の面取り面を形成することは、図5−(a)、(b)に示すように砥石面傾斜角度相違する2種類の砥石を用いて仕上げ刃を研削することであり、繊細な作業を必要とする。このため、仕上げ刃に対し、設計通り研削加工をすることができるとは限らず、研削効率が上がらない可能性がある。図5−(a)は図4に示す例のねじ切りカッタに1番目の面取り面を形成する様子を、(b)は(a)のねじ切りカッタに2番目の面取り面を形成する様子を示している。

0011

本発明は上記背景より、仕上げ刃への2面の面取り面の形成を要することなく、仕上げ刃に2面の面取り面の形成する場合と同等のめねじを被削材に形成可能なねじ切りカッタを提案するものである。

課題を解決するための手段

0012

請求項1に記載の発明のねじ切りカッタは、工具本体の軸方向先端部側の外周に、半径方向中心側から外周側へ向け、周方向に間隔を置いて複数のねじ切り刃が形成された切れ刃部を備え、ヘリカル送りされて被削材にめねじを形成するねじ切りカッタであり、
前記ねじ切り刃が、前記工具本体の軸方向先端部側に位置する先行刃と、この先行刃の軸方向後方側に位置し、軸方向に並列する少なくとも2個の先行仕上げ刃と後行仕上げ刃を備え、前記先行仕上げ刃と後行仕上げ刃は、前記工具本体の軸方向先端部側から後方側へかけ、進み側フランク面とこれに軸方向に連続する山頂面及びこれに軸方向に連続する追い側フランク面を有し、
前記先行仕上げ刃と後行仕上げ刃の前記進み側フランク面と前記山頂面との間に、この両面と交わる進み側面取り面が形成されると共に、前記山頂面と前記追い側フランク面との間に、この両面と交わる追い側面取り面が形成されていることを特徴とする。

0013

請求項1における「工具本体の軸方向」は工具本体(ねじ切りカッタ1)の回転軸Oの方向であり、「工具本体の軸方向先端部側」は、工具本体のねじ切り刃4が工具本体の軸方向(回転軸O方向)への移動により被削材10の切削を開始する側の端部を指す。「工具本体の軸方向後方側」は軸方向先端部側の反対側を指し、切れ刃部2から見たときのシャンク部3側を指す。工具本体はね切りカッタ1の本体を指す。

0014

「半径方向中心側から外周側へ向け」とは、各ねじ切り刃4が工具本体の回転軸O側である半径方向中心側から半径方向外周側へ向けて突出するように形成されることを言う。「周方向に間隔を置いて」とは、複数のねじ切り刃4が工具本体の周方向に、切屑排出用の溝である刃溝21を挟みながら、間隔を置いて配列することを言う。刃溝21は工具本体の周方向に隣接するねじ切り刃4、4間に、回転軸Oに平行に(回転軸Oに沿って)、もしくは回転軸Oに沿うように形成される。「工具本体の周方向」は工具本体の回転方向R(回転の向きを問わない)である。

0015

「ヘリカル送りされ」とは、図9に示すように工具本体の回転軸Oを中心として自転したまま、回転軸Oから偏心した、回転軸Oに平行な公転軸OREの回りに回転させられながら、工具本体が軸方向先端部側の被削材10側へ送られることを言う。工具本体が被削材10側へヘリカル送りされることで、被削材10にめねじ11の谷部13と山部12が形成される。図9中、Rは工具本体(ねじ切りカッタ1)の回転方向(自転方向)を、RREは工具本体の公転方向を示す。

0016

工具本体(ねじ切りカッタ1)が自転を伴う公転をしながら、軸方向先端部側へ移動させられることにより、先行刃8がめねじ11を荒切削した後に、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の山頂面52、62付近がめねじ11を仕上げ切削し、めねじ11の谷部13を形成する。先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6との間の谷底部7付近はめねじ11の山部12を形成する。

0017

請求項1における「進み側フランク面51、61とこれに軸方向に連続する山頂面52、62、及びこれに軸方向に連続する追い側フランク面53、63を有し」とは、基本的な(元となる)形状として先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6のそれぞれがこれらの3面を少なくとも有することを言う。先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6は図1に示すように工具本体の回転軸Oを含む(回転方向Rに見た)断面上、被削材10のめねじ11の谷部13の形状に対応した山形状をする。図7の一部拡大斜視図である図8に示すように先行刃8と先行仕上げ刃5の進み側フランク面51との間、及び先行仕上げ刃5の追い側フランク面53と後行仕上げ刃6の進み側フランク面61との間に、被削材10のめねじ11の山部12の形状に対応した谷形状の谷底部7が形成される。

0018

この先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の回転方向R前方側の稜線をなす端部(縁)が切れ刃であり、図8に示すように先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の進み側フランク面51、61、山頂面52、62、追い側フランク面53、63の各回転方向前方側の端部(稜線)が進み側切れ刃51a、61a、山頂刃52a、62a、追い側切れ刃53a、63aになり、谷底部7の回転方向前方側の端部(稜線)が谷底刃7aになる。言い換えれば、進み側切れ刃51a、61a、山頂刃52a、62a、追い側切れ刃53a、63aの各回転方向後方側に連続する面が、逃げ面としての進み側フランク面51、61、山頂面52、62、追い側フランク面53、63である。

0019

図1に示すように進み側フランク面51、61と山頂面52、62との間に、この両面と交わる進み側面取り面54、64が形成され、山頂面52、62と追い側フランク面53、63との間に、この両面と交わる追い側面取り面55、65が形成される。被削材10側へ凸になった山頂面52、62(山頂刃52a、62a)とその軸方向両側の進み側フランク面51、61(進み側切れ刃51a、61a)と追い側フランク面53、63(追い側切れ刃53a、63a)は被削材10のめねじ穴(下穴)を切削し、めねじ11の谷部13を形成する。進み側面取り面54、64の回転方向前方側の端部(稜線)は進み側面切れ刃54a、64aになり、追い側面取り面55、65の回転方向前方側の端部(稜線)は追い側面切れ刃55a、65aになる。

0020

進み側面取り面54、64は進み側フランク面51、61と山頂面52、62との間に1面だけ形成され、図4に示す例のように2面以上は形成されない。追い側面取り面55、65も山頂面52、62と追い側フランク面53、63との間に1面だけ形成され、2面以上は形成されない。

0021

先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6は図1に示すようにそれぞれの回転軸O方向(軸方向)の中心C1、C2に関し、実質的に線対称形状に形成されるため、先行仕上げ刃5の進み側面取り面54と追い側面取り面55も中心C1に関して線対称形状に形成され、後行仕上げ刃6の進み側面取り面64と追い側面取り面65も中心C2に関して線対称形状に形成される。「線対称形状」は「線対称形」と「ほぼ線対称形」を含む。先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6がそれぞれの中心C1、C2に関して線対称形状に形成されることで、後述のように先行仕上げ刃5の進み側面取り面54と追い側面取り面55の回転軸Oとのなす角度θ1も実質的に等しく、後行仕上げ刃6の進み側面取り面64と追い側面取り面65の回転軸Oとのなす角度θ2も実質的に等しい。

0022

工具本体のヘリカル送りに伴う軸方向の移動により図2に示すように先行仕上げ刃5が切削した位置に後行仕上げ刃6が移動したときに、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の回転軸Oを含む断面での断面形状を重ね合わせた形状がそのまま被削材10のめねじ11の形状になるようにする上では、例えば先行仕上げ刃5の進み側面取り面54の回転軸Oとのなす角度θ1と後行仕上げ刃6の進み側面取り面64の回転軸Oとのなす角度θ2は後述のように一定の関係を満たすことが望ましい(請求項3)。「回転軸Oを含む断面での断面形状」は先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6を回転方向に投影したときの立面形状、または回転方向に見たときの外形線とも言い換えられる。

0023

只、請求項1では先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6のそれぞれに進み側面取り面54、64と追い側面取り面55、65が形成されていることで、切削時の中心C1、C2の位置を調整をしながらの、先行仕上げ刃5によるめねじ11の切削と後行仕上げ刃6によるめねじ11の切削の結果、それぞれの外形線を組み合わせた断面形状にめねじ11を仕上げることは可能である。すなわち、工具本体が軸方向先端部側の被削材10側へ送られ、中心C1の位置を調整をしながら切削した先行仕上げ刃5の位置に後行仕上げ刃6が移動したときに、中心C2の位置を調整をしながら後行仕上げ刃6により切削することにより、図2に示すように先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の回転軸Oを含む断面での断面形状(回転方向に見たときの外形線)を重ね合わせた形状に被削材10のめねじ11を切削することが可能である。

0024

但し、先行刃8による荒切削後の、先行仕上げ刃5が切削した被削材10のめねじ11を後行仕上げ刃6が切削するときに、上記の角度θ1、θ2を含め、一定の要件(請求項2〜6)を満たすことで、図2に示す外形線を有するめねじ11を形成することが可能になる。すなわち、先行仕上げ刃5がめねじ11を切削したときの、先行仕上げ刃5の中心C1と、後行仕上げ刃6の中心C2を合致させた状態で後行仕上げ刃6による切削をするだけで、図2に示すように先行仕上げ刃5の断面形状が有する多角形(外形線)と後行仕上げ刃6の断面形状が有する多角形(外形線)をつなぎ合わせた、曲面に近い多角形状にめねじ11を形成することが可能である。

0025

なお、請求項1では先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の進み側と追い側への各1面の面取り面54、64、55、65を形成するだけで、先行仕上げ刃5による切削と後行仕上げ刃6による切削のみによって先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の回転軸Oを含む断面での断面形状を重ね合わせた形状に被削材10のめねじ11を切削することができる。従って図4に示す例のように仕上げ刃への2面の面取り面の形成を必要としないため、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6のいずれをも、1種類の砥石のみを用いて研削することができる結果、ねじ切り刃4を設計通りに研削加工し易くなり、ねじ切り刃4の研削効率が向上する。

0026

上記のようにめねじ11における先行仕上げ刃5による切削と後行仕上げ刃6による切削の結果、先行仕上げ刃5による切削領域切削痕)と後行仕上げ刃6による切削領域(切削痕)を単純に合成し、ねじ切り刃4を回転方向に投影したときに見える断面形状(立面形状)が図2に示すような多角形状になるようにするには、具体的には以下の状況を成立させることが望ましい。只、先行仕上げ刃5によるめねじ11の切削後に後行仕上げ刃6が切削するため、先行仕上げ刃5が切削しないめねじ11の部分があれば、その部分を後行仕上げ刃6が仕上げ切削することになる。逆に先行仕上げ刃5の山頂刃52aを除く進み側切れ刃51aと進み側面切れ刃54a、及び追い側切れ刃53aと追い側面切れ刃55aがめねじ11を仕上げ切削し(請求項6)、その部分を後行仕上げ刃6が切削しないこともある。

0027

上記具体的な状況とは、後行仕上げ刃6による切削時、図1に示す断面図(立面図)で見たときに、先行仕上げ刃5の進み側面取り面54と山頂面52との交点A1(があった位置)に、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と進み側面取り面64との交点A2が合致したときに、先行仕上げ刃5の山頂面52と追い側面取り面55との交点B1(があった位置)に、後行仕上げ刃6の追い側面取り面65と追い側フランク面63との交点B2が合致し得ることが適切である。このことは、後行仕上げ刃6の線分A2B2の長さL2が、先行仕上げ刃5の山頂面52の軸方向幅(線分A1B1の長さ)L1以下であること(L2≦L1)である(請求項2)。「後行仕上げ刃6の線分A2B2」は上記のように「後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と進み側面取り面64との交点A2と、後行仕上げ刃6の追い側面取り面65と追い側フランク面63との交点B2を結ぶ区間」である(請求項2)。

0028

後行仕上げ刃6の線分(区間)A2B2の長さL2が、先行仕上げ刃5の山頂面52の軸方向幅L1と等しい場合(L2=L1)、工具本体が軸方向先端部側の被削材10側へ送られ、先行仕上げ刃5が切削した位置に後行仕上げ刃6が移動したときに、図2に示すように先行仕上げ刃5の山頂面52があった位置(山頂刃52aが切削した区間)である交点A1と交点B1を結んだ区間(線分)A1B1上に丁度、後行仕上げ刃6の線分A2B2が納まる。

0029

このことから、後行仕上げ刃6の線分A2B2の長さL2が先行仕上げ刃5の軸方向幅L1以下であれば(L2≦L1)、後行仕上げ刃6の山頂面62を先行仕上げ刃5の山頂面52が切削した範囲内に納めることができる。後行仕上げ刃6の線分A2B2の長さL2が先行仕上げ刃5の軸方向幅L1より小さい場合に(L2<L1)、先行仕上げ刃5の交点A1と交点B1に後行仕上げ刃6の交点A2と交点B2を合致させるには、後行仕上げ刃6を工具本体の軸方向に移動(往復動)させることが必要になる。

0030

また図2に示すように先行仕上げ刃5の進み側面取り面54と山頂面52との交点A1(があった位置)に、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と進み側面取り面64との交点A2が合致したときに、先行仕上げ刃5による切削時と工具本体の回転軸Oを平行にしたまま、先行仕上げ刃5の進み側面取り面54と後行仕上げ刃6の進み側面取り面64とが、交点A1(A2)を頂点とする凸の多角形をなすようにするには、後行仕上げ刃6の進み側面取り面64、及び追い側面取り面65の回転軸Oとのなす角度θ2が、先行仕上げ刃5の進み側面取り面54、及び追い側面取り面55の回転軸Oとのなす角度θ1以下であること(θ2≦θ1)が適切である(請求項3)。図2は先行仕上げ刃5の軸方向の中心C1と後行仕上げ刃6の軸方向の中心C2を合致させたときの、先行仕上げ刃5の外形線と後行仕上げ刃6の外形線を重ね合わせた形を示している。

0031

言い換えれば、先行仕上げ刃5がめねじ11を切削したときの先行仕上げ刃5の中心C1の位置に後行仕上げ刃6の中心C2が合致したときに、後行仕上げ刃6が同一位置に留まったまま切削することで、図2に示す多角形状の外形線を描く形状のめねじ11を切削するには、後行仕上げ刃6の進み側面取り面64、及び追い側面取り面65の回転軸Oとのなす角度θ2が、先行仕上げ刃5の進み側面取り面54、及び追い側面取り面55の回転軸Oとのなす角度θ1以下であること(θ2≦θ1)が必要になる(請求項3)。

0032

後行仕上げ刃6の進み側面取り面64と追い側面取り面65の角度θ2が、先行仕上げ刃5の進み側面取り面54と追い側面取り面55の角度θ1と等しい場合(θ2=θ1)、先行仕上げ刃5の交点A1に後行仕上げ刃6の交点A2が合致したときに、先行仕上げ刃5の進み側面取り面54と後行仕上げ刃6の進み側面取り面64が連続した平面をなし、先行仕上げ刃5の交点B1に後行仕上げ刃6の交点B2が合致したときに、先行仕上げ刃5の追い側面取り面55と後行仕上げ刃6の追い側面取り面65が連続した平面をなす。従って後行仕上げ刃6の面取り面64、65の角度θ2が、先行仕上げ刃5の面取り面54、面取り面55の角度θ1より小さい場合(θ2<θ1)には、後行仕上げ刃6の面取り面64、65と先行仕上げ刃5の面取り面54、55とが交点A1、A2を頂点として鈍角内角(180−θ1+θ2)をなし、多角形の一部を形成する。

0033

前記のように先行仕上げ刃5は被削材10のめねじ穴を先行切削し、後行仕上げ刃6は先行仕上げ刃5が切削した後のめねじ穴を更に切削してめねじ11を仕上げ、めねじ11の谷部13と山部12を形成する。この関係で、工具本体を軸方向先端部側の被削材10側へ送り、先行仕上げ刃5が切削した位置に後行仕上げ刃6を移動させるだけで、図2に示すように先行仕上げ刃5の断面形状が有する多角形と後行仕上げ刃6の断面形状が有する多角形をつなぎ合わせた、曲面に近い多角形状にめねじ11を形成する上では、図1に示すように回転軸Oから後行仕上げ刃6の山頂面62までの高さh2が先行仕上げ刃5の山頂面52の高さh1以上であること(h2≧h1)が適切である(請求項4)。

0034

回転軸Oから後行仕上げ刃6の山頂面62までの高さh2が回転軸Oから先行仕上げ刃5の山頂面52までの高さh1と等しい場合(h2=h1)、先行仕上げ刃5での切削時と後行仕上げ刃6での切削時の回転軸Oの位置が一定であるとすれば、後行仕上げ刃6の山頂面62(山頂刃62a)は図3−(a)に示すように先行仕上げ刃5の山頂面52(山頂刃52a)によるめねじ11の切削面に接触する状態になる。従って図3−(b)に示すように後行仕上げ刃6の山頂面62の高さh2が先行仕上げ刃5の山頂面52の高さh1より大きければ(h2>h1)、先行仕上げ刃5での切削時と後行仕上げ刃6での切削時の回転軸Oの位置が一定であるとしても、後行仕上げ刃6の山頂刃62aは先行仕上げ刃5の山頂刃52aによるめねじ11の切削面より深い位置を切削し、切削した先行仕上げ刃5での切削面を仕上げ切削することになる。

0035

また図3−(c)に示すように上記した後行仕上げ刃6の交点A2と交点B2を結ぶ区間(線分A2B2)までの、回転軸Oから高さ(距離)h3が、先行仕上げ刃5の回転軸Oから山頂面52までの高さ(距離)h1に等しい場合(h3=h1)、先行仕上げ刃5が切削した位置に後行仕上げ刃6が移動したときに、後行仕上げ刃6の区間A2B2より山頂面62側の(めねじ11側へ突出した)部分が先行仕上げ刃5の山頂面52があった位置に入り込むため、後行仕上げ刃6の区間A2B2より山頂面62側の部分がめねじ11の谷部13を切削する。「後行仕上げ刃6の区間A2B2より山頂面62側の部分」は区間A2B2と、進み側面取り面64と山頂面62及び追い側面取り面65とで区画された領域を指す。「区間(線分)A2B2」は「後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と進み側面取り面64との交点A2と、追い側面取り面65と追い側フランク面63との交点B2を結ぶ区間」と言い換えられる(請求項5)。図2は区間(線分)A2B2までの、回転軸Oから高さh3が、先行仕上げ刃5の回転軸Oから山頂面52までの高さh1に等しい状況を示している。

0036

このことから、図2図3−(c)に示す区間A2B2と、進み側面取り面64と山頂面62及び追い側面取り面65とで区画された領域A2B2CDが先行仕上げ刃5の山頂面52(山頂刃52a)よりめねじ11の谷部13を深く切削するには、回転軸Oから後行仕上げ刃6の区間A2B2までの高さh3が先行仕上げ刃5の回転軸Oから山頂面52までの高さh1以上であること(h3≧h1)が適切である(請求項5)。この場合、回転軸Oから後行仕上げ刃6の区間A2B2までの高さh3が、回転軸Oから先行仕上げ刃5の山頂面52までの高さh1以上であることで、後行仕上げ刃6の区間A2B2よりめねじ11側へ突出した領域A2B2CDがめねじ11の谷部13を先行仕上げ刃5より深く切削することになる。

0037

更に先行仕上げ刃5による切削領域(切削痕)に後行仕上げ刃6が移行したときに、回転軸O方向に、後行仕上げ刃6が先行仕上げ刃5による切削領域を拡大せずに、先行仕上げ刃5による切削領域内を切削するようにするには、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63の回転軸Oとのなす角度α2が、先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の回転軸Oとのなす角度α1以上であること(α2≧α1)が適切である(請求項6)。

0038

図2に示すように後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63の角度α2が先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の角度α1に等しい場合(α2=α1)、後行仕上げ刃6の区間A2B2の長さL2が先行仕上げ刃5の山頂面52の軸方向幅L1以下(L2≦L1)であれば、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63は先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の内周側を通過し、進み側切れ刃61aと追い側切れ刃63aがめねじ11を切削することはない。

0039

従って後行仕上げ刃6の区間A2B2の長さL2が先行仕上げ刃5の山頂面52の軸方向幅L1以下(L2≦L1)であるときに、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63の角度α2が、先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の角度α1以上であれば(α2≧α1)、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63は先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の内側(中心C1側)を通過する。すなわち、進み側切れ刃61aと追い側切れ刃63aがめねじ11を切削することはないため、先行仕上げ刃5の進み側切れ刃51aと追い側切れ刃53aがめねじ11を仕上げ切削まですることになる。この場合、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63には必ずしも進み側切れ刃61aと追い側切れ刃63aが形成される必要はない。

0040

但し、図1に示す後行仕上げ刃6の谷底部7付近での回転軸O方向の厚さD2が、先行仕上げ刃5の谷底部7付近での回転軸O方向の厚さD1以下であれば、図2に示すα2がα1より小さくても、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63が先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の内側を通過することができるため、進み側切れ刃61aと追い側切れ刃63aがめねじ11を切削しない状態を得ることはできる。

0041

なお、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63が先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の内側を通過することは、先行仕上げ刃5の進み側切れ刃51aと追い側切れ刃53aがめねじ11を仕上げ切削までする場合の条件ではあるが、本発明ではこのことを要件にはしない。従って後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63が先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の外側を通過することもあり、その場合、後行仕上げ刃6の進み側切れ刃61aと追い側切れ刃63aがめねじ11を仕上げ切削することになる。

発明の効果

0042

先行仕上げ刃と後行仕上げ刃のそれぞれに進み側面取り面と追い側面取り面を形成するため、切削時の中心の位置を調整をしながらの、先行仕上げ刃によるめねじの切削と後行仕上げ刃によるめねじの切削により、それぞれの外形線を組み合わせた断面形状にめねじを仕上げることができる。

0043

特に被削材の先行仕上げ刃が切削しためねじを後行仕上げ刃が切削するときに、一定の要件を満たすことで、、先行仕上げ刃がめねじを切削したときの、先行仕上げ刃の中心と、後行仕上げ刃の中心を合致させた状態で後行仕上げ刃による切削をするだけで、先行仕上げ刃の断面形状が有する多角形と後行仕上げ刃の断面形状が有する多角形をつなぎ合わせた、曲面に近い多角形状にめねじを形成することができる。

0044

また先行仕上げ刃と後行仕上げ刃の進み側と追い側への各1面の面取り面を形成するだけで、先行仕上げ刃による切削と後行仕上げ刃による切削によって先行仕上げ刃と後行仕上げ刃の回転軸を含む断面での断面形状を重ね合わせた形状に被削材のめねじを切削することができるため、仕上げ刃への2面の面取り面の形成を必要としない。従って先行仕上げ刃と後行仕上げ刃のいずれをも、1種類の砥石のみを用いて研削することができる結果、ねじ切り刃を設計通りに研削加工し易くなり、ねじ切り刃の研削効率が向上する。

図面の簡単な説明

0045

先行仕上げ刃と後行仕上げ刃の形成例を示した回転軸を含む縦断面図(立面図)である。
図1に示す先行仕上げ刃が切削しためねじの断面形状と後行仕上げ刃が切削しためねじの断面形状を合成しためねじの縦断面図(立面図)である。
(a)は回転軸から後行仕上げ刃の山頂面までの高さh2が回転軸から先行仕上げ刃の山頂面までの高さh1と等しい場合の後行仕上げ刃の山頂面と先行仕上げ刃の山頂面の関係を示した縦断面図、(b)は後行仕上げ刃の山頂面の高さh2が先行仕上げ刃の山頂面の高さh1より大きい場合の後行仕上げ刃の山頂面と先行仕上げ刃の山頂面の関係を示した縦断面図、(c)は後行仕上げ刃の交点A2と交点B2を結ぶ区間(線分A2B2)までの、回転軸Oから高さh3が、先行仕上げ刃の回転軸から山頂面までの高さh1に等しい場合の後行仕上げ刃の山頂面と先行仕上げ刃の山頂面の関係を示した縦断面図である。
工具本体の軸方向に隣接する後行仕上げ刃の進み側フランク面とこれに軸方向に連続する山頂面、及び山頂面これに軸方向に連続する追い側フランク面との間に、2面の面取り面を形成することを想定した場合の様子を示した縦断面図(立面図)である。
(a)は図4に示す例のねじ切りカッタに1番目の面取り面を形成する様子を示した側面図、(b)は(a)のねじ切りカッタに2番目の面取り面を形成する様子を示した側面図である。
先行仕上げ刃と後行仕上げ刃を有する本発明のねじ切りカッタの製作例を示した側面図である。
図6のねじ切りカッタの切れ刃部の拡大図である。
図7のねじ切りカッタを底刃側から見た拡大斜視図である。
ねじ切りカッタを用いた管用めねじの切削の状況を示した縦断面図である。

実施例

0046

図6は工具本体の軸方向先端部側の外周に、半径方向中心側から外周側へ向け、周方向に間隔を置いて複数のねじ切り刃4が形成された切れ刃部2を備え、ヘリカル送りされることにより被削材10にめねじ11を形成するねじ切りカッタ(工具本体とも言う)1の製作例を、図1はねじ切り刃4の内、先行刃8を除く2個の仕上げ刃5、6の形成例を示す。図面ではねじ切り刃4が底刃付き4枚刃の例を示している。ねじ切り刃4の枚数が3枚未満では加工能率が低下し、6枚を超えれば、切屑排出量の減少による切屑の詰まりが生じ易いことから、ねじ切り刃4の枚数は3〜6枚が適切である。以下では図示する4枚刃の例に基づいてねじ切りカッタ1を説明する。

0047

ねじ切りカッタ1は図6に示すように回転軸Oに沿い、工具本体の軸方向(回転軸O方向)先端部の切れ刃部2と、工具本体の軸方向後方側に形成された円柱状のシャンク部3と、切れ刃部2とシャンク部3との間に形成され、切れ刃部2とシャンク部3との間の距離を確保する首部30の3部分を有する。切れ刃部2には工具本体の周方向(回転方向)に刃溝21を隔て、間隔を置いて配列する複数のねじ切り刃4が形成される。

0048

ねじ切り刃4は図6に示すように工具本体の軸方向先端部側に位置し、被削材10に形成されるめねじ11の谷部13を先行して荒切削する先行刃8と、先行刃8に続いて谷部13を仕上げ切削する少なくとも2個の仕上げ刃5、6を備える。図面では2個の仕上げ刃5、6が軸方向に並列する、先行仕上げ刃5と、先行仕上げ刃5の軸方向後方側に位置し、先行仕上げ刃5の切削した谷部13を重ねて仕上げ切削する後行仕上げ刃6である場合の例を示しているが、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の少なくともいずれかが軸方向に2個以上、並列する場合もある。

0049

先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6は図1に示すように工具本体の軸方向先端部側から後方側へかけ、進み側フランク面51、61とこれに軸方向に連続する山頂面52、62、及びこれに軸方向に連続する追い側フランク面53、63を有する。先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の進み側フランク面51、61と山頂面52、62との間には、この両面と交わる進み側面取り面54、64が形成され、山頂面52、62と追い側フランク面53、63との間には、この両面と交わる追い側面取り面55、65が形成される。

0050

図7図8に示すように先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6を含むねじ切り刃4の、図6に示す回転方向R前方側には凹曲面をなすすくい面4aが形成され、このねじ切り刃4とすくい面4aとの間の境界線である連続する凸の稜線が先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の切れ刃になる。詳しくは進み側フランク面51、61とすくい面4aとの境界線が進み側切れ刃51a、61aであり、山頂面52、62とすくい面4aとの境界線が山頂刃52a、62a、追い側フランク面53、63とすくい面4aとの境界線が追い側切れ刃53a、63aである。また上記進み側面取り面54、64とすくい面4aとの境界線が進み側面切れ刃54a、64aであり、上記追い側面取り面55、65とすくい面4aとの境界線が追い側面切れ刃55a、65aである。

0051

切れ刃部2の軸方向先端部には、図7図8に示すように先行刃8と共に被削材10にめねじ11を切削する底刃9が回転軸O付近から半径方向外周側に向け、先行刃8まで形成される。底刃9の回転方向前方側にはすくい面9aが形成され、回転方向後方側に逃げ面9bが形成される。ねじ切り刃4のすくい面4aは底刃9のすくい面9aとは異なる面をなし、すくい面9aの軸方向後方側で、回転方向後方側に位置する。

0052

底刃9のすくい面9aと、それぞれの回転方向前方側に位置する底刃9の逃げ面9bとの間に、底刃9が切削した切屑を排出するためのギャッシュ91が形成される。ギャッシュ91は工具本体の軸方向に、ギャッシュ91内の切屑を排出するための、首部30にまで形成される刃溝21に連続する。

0053

刃溝21は図7に示すようにギャッシュ91に軸方向に、あるいは軸方向に沿って連続する溝底面21aとその回転方向前方側の溝壁面21bと、回転方向後方側のねじ切り刃4のすくい面4aから構成される。「連続する」とは、互いに異なる面をなしながらも、空間的に連続することを意味し、「隣接する」、または「連通する」と同義である。

0054

先行刃8は底刃9の半径方向外周側の端部から連続して形成され、先行刃8の軸方向後方側に先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6が形成される。先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6は回転方向前方側から見たとき(回転方向に見たとき))、図1図6に示すようにめねじ11の谷部13の形状に対応した凸形状をするため、先行仕上げ刃5は概略的には、軸方向先端部側から後方側へかけ、進み側切れ刃51aと山頂刃52aと追い側切れ刃53aの3部分から構成される。同様に後行仕上げ刃6も概略的に軸方向先端部側から後方側へかけて進み側切れ刃61aと山頂刃62aと追い側切れ刃63aの3部分から構成される。

0055

仕上げ切削をする先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の内、主に山頂刃52a、62aがめねじ11の谷部13を切削する。「主に」とは、山頂刃52a、62aを軸方向に挟んだ進み側切れ刃51a、61aと追い側切れ刃53a、63aの山頂刃52a、62aに近い部分も谷部13の切削に関与することがある意味である。

0056

先行仕上げ刃5の進み側切れ刃51aと山頂刃52a及び追い側切れ刃53aの各回転方向後方側には図7図8に示すようにそれぞれの逃げ面としての進み側フランク面51、山頂面52、追い側フランク面53が形成される。同様に後行仕上げ刃6の進み側切れ刃61aと山頂刃62a及び追い側切れ刃63aの各回転方向後方側にはそれぞれの逃げ面としての進み側フランク面61、山頂面62、追い側フランク面63が形成される。

0057

先行仕上げ刃5の追い側フランク面53とそれに軸方向に隣接する後行仕上げ刃6の進み側フランク面61との間には、図1図7に示すようにめねじ11の山部12を形成する谷底部7が形成される。谷底部7の回転方向前方側の稜線は図8に示すようにめねじ11の山部12を切削する谷底刃7aになる。主に谷底刃7aはめねじ11の山部12を切削するが、谷底刃7aに軸方向に隣接する先行仕上げ刃5の追い側切れ刃53aと後行仕上げ刃6の進み側切れ刃61aの谷底刃7aに近い部分も山部12の切削に関与することがある。

0058

図1に示す先行仕上げ刃5によるめねじ11の切削位置図1に示す後行仕上げ刃6が軸方向に移動したときの状況を図2に示す。図2は先行仕上げ刃5による切削痕(先行仕上げ刃5の外形線)と後行仕上げ刃6による切削痕(後行仕上げ刃6の外形線)を重ね合わせた状況も示している。この図2は先行仕上げ刃5による切削時での工具本体の回転軸Oと後行仕上げ刃6による切削時での工具本体の回転軸Oを一定にした(同一線上に位置させた)まま、先行仕上げ刃5の軸方向の中心C1と後行仕上げ刃6の軸方向の中心C2が合致した状態で、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6がめねじ11(被削材10)を切削するときの先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の関係を示している。図2中、上側がめねじ11側になる。

0059

図2は先行仕上げ刃5の進み側面取り面54と山頂面52との交点A1に後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と進み側面取り面64との交点A2が合致したときに、先行仕上げ刃5の山頂面52と追い側面取り面55との交点B1に後行仕上げ刃6の追い側面取り面65と追い側フランク面63との交点B2が合致するように、両仕上げ刃5、6の形状を定めた場合の、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の形成例を示している。

0060

先行仕上げ刃5の外形線と後行仕上げ刃6の外形線を単純に重ね合わせたときの立面形状が図2に示すようにめねじ11側に6箇所の頂点を有する多角形状になるようにするには、図1に示す先行仕上げ刃5の山頂面52の軸方向幅L1と、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と進み側面取り面64との交点A2と、追い側面取り面65と追い側フランク面63との交点B2を軸方向に結ぶ区間の長さL2が等しいこと(L1=L2)が必要である。

0061

但し、「単純に重ね合わせたとき」とは、回転軸Oの位置を一定にしたまま、先行仕上げ刃5の中心C1と後行仕上げ刃6の中心C2が合致した状態でめねじ11を切削することを言うため、後行仕上げ刃6の中心C2が回転軸Oの方向に僅かに移動することが許容されれば、L2はL1以下(L2≦L1)でもよいことになる。

0062

ここで、L2とL1が等しい場合に、図2に示すように後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63が、先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の中心C2(C1)側に位置するようにするには、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63の回転軸Oとのなす角度α2が、先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の回転軸Oとのなす角度α1以上であること(α2≧α1)が適切である。

0063

「後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63が、先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の中心C2(C1)側に位置すること」は、先行仕上げ刃5の進み側フランク面51(進み側切れ刃51a)と追い側フランク面53(追い側切れ刃53a)が切削しためねじ11を後行仕上げ刃6の進み側フランク面61(進み側切れ刃61a)と追い側フランク面63(追い側切れ刃63a)が切削せず、後行仕上げ刃6の進み側面取り面64(進み側面切れ刃64a)と山頂面62(山頂刃62a)、及び追い側面取り面65(追い側面切れ刃65a)のみがめねじ11を切削することを意味する。このことは、後行仕上げ刃6の進み側面取り面64と山頂面62、及び追い側面取り面65のみがめねじ11の仕上げ切削をし、進み側フランク面61と追い側フランク面63が仕上げ切削をしないことであり、結果として、後行仕上げ刃6による仕上げ切削時に被削材10から受ける負担(反力)が軽減される意味がある。

0064

図2においてα2<α1であれば、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63の回転軸O側の端部が先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53に交わり易くなり、その場合、その交わった交点より回転軸O側の区間がめねじ11の仕上げ切削をすることになる。これに対し、α2≧α1であれば、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63の回転軸O側の端部が先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53に交わることがないため、進み側フランク面61と追い側フランク面63がめねじ11の仕上げ切削をすることはない。

0065

但し、図1に示す後行仕上げ刃6の谷底部7付近での回転軸O方向の厚さD2が、先行仕上げ刃5の谷底部7付近での回転軸O方向の厚さD1以下(D2≦D1)であれば、α2<α1であっても、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と追い側フランク面63が先行仕上げ刃5の進み側フランク面51と追い側フランク面53の内側(中心C1側)を通過することができるため、必ずしもα2≧α1であることは必要ではない。

0066

また先行仕上げ刃5の外形線と後行仕上げ刃6の外形線を単純に重ね合わせたときに、先行仕上げ刃5の進み側面取り面54と後行仕上げ刃6の進み側面取り面64との交点A1(A2)、及び先行仕上げ刃5の追い側面取り面55と後行仕上げ刃6の追い側面取り面65との交点B1(B2)がめねじ11側に凸の角度(鈍角)をなすようにするには、後行仕上げ刃6の進み側面取り面64、及び追い側面取り面65の回転軸Oとのなす角度θ2が先行仕上げ刃5の進み側面取り面54、及び追い側面取り面55の回転軸Oとのなす角度θ1より小さいこと(θ2<θ1)が必要である。

0067

但し、交点A1(A2)と交点B1(B2)がめねじ11側に凸の角度をなさず、先行仕上げ刃5の進み側面取り面54と後行仕上げ刃6の進み側面取り面64、及び先行仕上げ刃5の追い側面取り面55と後行仕上げ刃6の追い側面取り面65が平坦な面(平面)をなすことまで許容されれば、θ2はθ1と等しくてもよいため、θ2はθ1以下(θ2≦θ1)であればよいことになる。また後行仕上げ刃6の中心C2を通る中心線が先行仕上げ刃5の中心C1を通る中心線に対して僅かに傾斜した状態で後行仕上げ刃6がめねじ11を切削することが許容されれば、θ2はθ1より大きくてもよい(θ2>θ1)ことになる。

0068

更に先行仕上げ刃5の外形線と後行仕上げ刃6の外形線を単純に重ね合わせたときに、図3−(b)に示すように後行仕上げ刃6の山頂面62が先行仕上げ刃5の山頂面52よりめねじ11側に突出するようにするには、後行仕上げ刃6の回転軸Oから山頂面62までの高さh2が先行仕上げ刃5の回転軸Oから山頂面52までの高さh1より大きいこと(h2>h1)が必要である。但し、後行仕上げ刃6による切削時に回転軸Oが先行仕上げ刃5による切削時の回転軸Oの位置よりめねじ11側へ移動することが許容されれば、h2はh1以上(h2≧h1)であればよく、後行仕上げ刃6による切削時に回転軸Oの位置の程度によってはh2<h1でもよいことになる。

0069

ここで、後行仕上げ刃6による切削時に回転軸Oの位置を先行仕上げ刃5による切削時の回転軸Oから変動させることなく、図3−(b)、(c)に示すように後行仕上げ刃6の山頂面62が先行仕上げ刃5の山頂面52よりめねじ11側に突出するようにするには、後行仕上げ刃6の進み側フランク面61と進み側面取り面64との交点A2と、追い側面取り面65と追い側フランク面63との交点B2を結ぶ区間(線分)A2B2までの、回転軸Oからの高さh3が、先行仕上げ刃5の回転軸Oから山頂面52までの高さh1以上であること(h3≧h1)が必要である。

0070

但し、後行仕上げ刃6による切削時に回転軸Oが先行仕上げ刃5による切削時の回転軸Oの位置よりめねじ11側へ移動することが許容されれば、h3はh1未満(h3<h1)でもよいことになる。

0071

ねじ切りカッタ1は工具本体のシャンク部3を把持し、工具本体をヘリカル送り可能なマシニングセンター等のNC工作機械主軸に装着される。その状態で、ねじ切りカッタ1は図9に示すように工具本体の回転軸Oを中心として自転しながら、回転軸Oから偏心した、回転軸Oに平行な公転軸OREの回りにも回転(公転)させられたまま、軸方向先端部側へ送り出されることにより被削材10に下穴とめねじ11を形成する。

0072

ねじ切りカッタ1は図9に示すようにヘリカル送りされて回転軸O回りに自転しながら、公転軸OREの回りに回転させられ、ねじ切り刃4の先行仕上げ刃5、または後行仕上げ刃6が被削材10のめねじ11の谷部13と山部12を切削する。

0073

図2に示すように谷部13の深さ方向奥側(回転軸Oから遠い側)の部分は主に後行仕上げ刃6の山頂刃62aとその軸方向両側の進み側面切れ刃64a、及び追い側面切れ刃65aによって仕上げ切削される。先行仕上げ刃5は谷部13を先行して切削するが、上記のように図2においてα2≧α1の関係を満たす場合、谷部13の深さ方向手前側(回転軸Oに近い側)の部分は主に先行仕上げ刃5の進み側切れ刃51aと進み側面切れ刃54a、及び追い側面切れ刃55aと追い側切れ刃53aによって仕上げ切削される。

0074

先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6は工具本体の軸方向(回転軸O方向)先端部側へ送られながら、谷部13の形状に沿い、被削材10の山部12側から谷部13側へ一旦移動した後、谷部13側から山部12側へ移動する。

0075

先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6が上記の軸方向先端部側への移動を伴いながら、山部12側から谷部13側へ移動するときには、山頂刃52a、62aとその軸方向両側の刃(進み側面切れ刃54a、64aと追い側面切れ刃55a、65a)が被削材10を切削する。このように谷部13内での先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6の深さ方向(めねじ11の径方向)の位置、及び回転軸O方向の位置に応じ、被削材10の切削に関与する刃が変化し、各刃における切削する部分も相違する。このときの軌跡の谷部13の内周面寄りの点を結んだ曲線包絡線)が被削材10に形成される谷部13の形状になる。

0076

ここで、先行仕上げ刃5の外形線と後行仕上げ刃6の外形線を単純に重ね合わせたときの形状が図2に示すような、めねじ11(谷部13)側に凸の多角形状であることで、後行仕上げ刃6による切削が終了したときには、後行仕上げ刃6の表面全体凸曲面状に形成されている場合と変わらない凹曲面状の谷部13を形成することが可能になっている。

0077

図1に示す先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6との間の谷底刃7がめねじ11の山部12を切削するときには、谷底刃7とその軸方向両側の、先行仕上げ刃5の追い側切れ刃53aと後行仕上げ刃6の進み側切れ刃61aが破線で示す軌跡を描くことにより山部12の周囲を切削する。このときにも、先行仕上げ刃5と後行仕上げ刃6は軸方向先端部側へ送られるときに、山部12の形状に沿い、山部12の外周側から山部12の表面に接近するように移動する。

0078

谷底刃7が山部12と距離を置いた位置にあるときには、谷底刃7の軸方向先端部側にある先行仕上げ刃5の追い側切れ刃53aが山部12の下面側を切削する。谷底刃7が山部12に接近するに従い、工具本体は被削材10に対して降下するため、谷底刃7の軸方向後方側にある後行仕上げ刃6の進み側切れ刃61aが山部12の上面側を切削し、主に谷底刃7が山部12の頂部を切削する。

0079

山部12の頂部とその付近を主に谷底刃7が切削するため、山部12の頂部を凸曲面状に切削する上では、谷底刃7が凹曲面状に形成されていることが適切であるが、必ずしもその必要はない。凹曲面状とは、凹曲面であることと、多面体でありながら、全体として凹曲面と同等であることを含む。谷底刃7とその軸方向両側の追い側切れ刃53a及び進み側切れ刃61aが山部12の表面を切削するときには、軌跡の最も被削材10寄りの線を結んだ曲線が山部12の形状になる。

0080

1……ねじ切りカッタ、
2……切れ刃部、21……刃溝、
21a……溝底面、21b……溝側面
3……シャンク部、30……首部、
4……ねじ切り刃、4a……すくい面、
5……先行仕上げ刃、
51……進み側フランク面、51a……進み側切れ刃、
52……山頂面、52a……山頂刃、
53……追い側フランク面、53a……追い側切れ刃、
54……進み側面取り面、54a……進み側面切れ刃、
55……追い側面取り面、55a……追い側面切れ刃、
6……後行仕上げ刃、
61……進み側フランク面、61a……進み側切れ刃、
62……山頂面、62a……山頂刃、
63……追い側フランク面、63a……追い側切れ刃、
64……進み側面取り面、64a……進み側面切れ刃、
65……追い側面取り面、65a……追い側面切れ刃、
7……谷底部、7a……谷底刃、
8……先行刃、
9……底刃、9a……底刃のすくい面、9b……底刃の逃げ面、
91……ギャッシュ、
10……被削材、
11……めねじ、
12……山部、
13……谷部、
O……回転軸(自転軸)、
ORE……加工時の工具公転軸、
R……工具本体の回転方向(自転方向)、
RRE……工具本体の公転方向、
C1……先行仕上げ刃の回転軸O方向(軸方向)の中心、
C2……後行仕上げ刃の回転軸O方向(軸方向)の中心、
A1……先行仕上げ刃の進み側面取り面と山頂面との交点、
A2……後行仕上げ刃の進み側フランク面と進み側面取り面との交点、
B1……先行仕上げ刃の山頂面と追い側面取り面との交点、
B2……後行仕上げ刃の追い側面取り面と追い側フランク面との交点、
L1……先行仕上げ刃の山頂面の軸方向幅、
L2……後行仕上げ刃の進み側フランク面と進み側面取り面との交点A2と、追い側面取り面と追い側フランク面との交点B2を結ぶ区間の長さ、
θ1……先行仕上げ刃の進み側面取り面及び追い側面取り面の回転軸Oとのなす角度、
θ2……後行仕上げ刃の進み側面取り面及び追い側面取り面の回転軸Oとのなす角度、
h1……先行仕上げ刃の回転軸Oから山頂面までの高さ、
h2……後行仕上げ刃の回転軸Oから山頂面までの高さ、
h3……後行仕上げ刃の進み側フランク面と進み側面取り面との交点A2と、追い側面取り面と追い側フランク面との交点B2を結ぶ区間までの、回転軸Oからの高さ、
α1……先行仕上げ刃の進み側フランク面と追い側フランク面の回転軸Oとのなす角度、
α2……後行仕上げ刃の進み側フランク面と追い側フランク面の回転軸Oとのなす角度、
D1……先行仕上げ刃の谷底部付近での回転軸O方向の厚さ、
D2……後行仕上げ刃の谷底部付近での回転軸O方向の厚さ。

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