CN108349031A - 管用锥螺纹加工螺旋丝锥 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够对裂痕、当丝锥旋转停止时在内螺纹上产生的切削刃的痕迹进行抑制的管用锥螺纹加工螺旋丝锥。管用锥螺纹加工螺旋丝锥(10)具备3条以上且5条以下、具有30°以上且小于50°的螺旋角(β)的螺旋槽(20)，当将在与旋转轴线(C)正交的截面中以旋转轴线(C)为中心的螺旋槽(20)所占的角度设为AG、以旋转轴线(C)为中心的背缘(22)所占的角度设为AL时，槽宽比AG/(AG+AL)为0.3以上且0.5以下。由此，可获得如下管用锥螺纹加工螺旋丝锥(10)，由于具有30°以上且小于50°的螺旋角(β)的螺旋槽(20)的存在而使裂痕的产生受到抑制，并且切削刃(24)与背刃(26)之间变短而使当丝锥旋转停止时在内螺纹上产生的切削刃的痕迹受到抑制。

Description

管用锥螺纹加工螺旋丝锥
技术领域
本发明涉及一种对管用锥螺纹的内螺纹进行切削加工的螺旋丝锥，尤其是涉及一种对在被切削了的内螺纹中产生被称为裂痕(日文：むしれ)的缺点、产生工具的损坏进行抑制的技术。
背景技术
在管、管用转接器、流体设备等中，用于对管用锥部的内螺纹进行切削加工的管用锥螺纹加工丝锥是公知的。在这样的丝锥中，由于在管用锥螺纹的内螺纹上带有锥部，因而完整螺牙部上也带有锥部，除导锥部之外连其完整螺牙部也被切削。
对于这样的管用锥螺纹加工丝锥，在完整螺牙部的切削中，相比于平行螺纹加工丝锥的切削刃，其不仅切削牙顶也切削牙底，因而切削阻力高，因此容易导致丝锥的损坏、崩裂、磨耗等不良状况，存在无法充分获得加工效率、工具的耐久性这样的问题。
对此，提出一种齿宽角(日语：刃厚角)的总和为125°～150°的管用锥螺纹用丝锥的方案，以便同时实现丝锥的损坏、崩裂与切屑阻塞的防止，从而对高硬度材料也能获得高效率的加工以及长使用寿命。例如，记载于专利文献1的管用锥螺纹加工丝锥即为这种。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本登录实用新型第3005741号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在上述这样的管用锥螺纹加工丝锥中，由于完整螺牙部中的每1刃的切入量大幅缩小至例如5μm左右，切削刃与内螺纹内周面擦蹭，因而尤其会在如SS材料这样的低碳钢、SUS材料中产生内螺纹的内周面的表面粗糙现象、即裂痕这样的不良情况。另外，当丝锥反转时，可能会因在与切削刃相向的背刃切屑卡入刃而导致当丝锥旋转停止时在内螺纹的内周面上形成切削刃的痕迹，有损密封性。
本发明是以上述情况为背景而作出的，其目的在于提供一种对产生裂痕、当丝锥旋转停止时在内螺纹上产生切削刃的痕迹进行抑制的管用锥螺纹加工螺旋丝锥。
本发明人以上述情况为背景反复进行各种研究后发现：与现有的管用锥螺纹加工丝锥的常识相反，当设为背缘宽度大于槽宽的规定的槽宽比并且将槽设为规定的螺旋角的螺旋槽时，能够恰当地使擦蹭以及丝锥旋转停止时切削刃的痕迹受到抑制。本发明基于这种认知而完成。
用于解决课题的方案
即，第1技术方案的要旨在于，(a)一种管用锥螺纹加工螺旋丝锥，随着从导锥部的顶端朝向完整螺牙部而从不完整的形状成为完整的形状的管用锥螺纹的螺牙被槽在周向上分断而形成有多个背缘，在所述背缘的旋转方向侧的一端沿所述槽而形成有切削刃，并且围绕旋转轴线而旋转，(b)所述槽是3条以上且5条以下的多条螺旋槽，具有30°以上且小于50°的螺旋角，(c)当将在与所述旋转轴线正交的截面中以所述旋转轴线为中心的所述槽所占的角度设为AG、以所述旋转轴线为中心的所述背缘所占的角度设为AL时，槽宽比AG/(AG+AL)为0.3以上且0.5以下。
第2技术方案的要旨在于，在第1技术方案中，所述螺旋槽为4条，且所述背缘由所述4条螺旋槽形成为4个，所述切削刃在所述4个背缘中在周向上隔开一个背缘地形成。
第3技术方案的要旨在于，在第1技术方案或第2技术方案中，所述多条螺旋槽为右螺旋槽。
第4技术方案的要旨在于，在第1技术方案或第2技术方案中，所述多条螺旋槽为左螺旋槽。
第5技术方案的要旨在于，在第1技术方案至第4技术方案中的任一个技术方案中，在所述背缘的与旋转方向相反侧的一端沿所述槽而形成有背刃，所述背刃的前角被设定成小于所述切削刃的前角。
第6技术方案的要旨在于，在第1技术方案至第5技术方案中的任一个技术方案中，在所述导锥部从所述切削刃起至所述背缘的宽度方向的中间位置为止设定后角，从所述背缘的宽度方向的中间位置起至所述背刃为止后角为零。
第7技术方案的要旨在于，在第1技术方案至第6技术方案中的任一个技术方案中，至少对所述导锥部以及完整螺牙部利用氮碳化钛TiCN膜进行表面处理。
发明效果
根据第1技术方案，(a)一种管用锥螺纹加工螺旋丝锥，随着从导锥部的顶端朝向完整螺牙部而从不完整的形状成为完整的形状的管用锥螺纹的螺牙被槽在周向上分断而形成有多个背缘，在所述背缘的旋转方向侧的一端沿所述槽而形成有切削刃，并且围绕旋转轴线而旋转，(b)所述槽为3条以上且5条以下的多条螺旋槽，具有30°以上且小于50°的螺旋角，(c)当将在与所述旋转轴线正交的截面中以所述旋转轴线为中心的所述槽所占的角度设为AG、以所述旋转轴线为中心的所述背缘所占的角度设为AL时，槽宽比AG/(AG+AL)为0.3以上且0.5以下，因此，可获得如下管用锥螺纹加工螺旋丝锥，所述锥螺纹加工螺旋丝锥由于具有30°以上且小于50°的螺旋角β的螺旋槽20的存在而使裂痕的产生受到抑制，并且切削刃与背刃之间变短而使当丝锥旋转停止时在内螺纹上产生的切削刃的痕迹受到抑制。
根据第2技术方案，所述螺旋槽为4条，所述背缘由4条螺旋槽形成4个，且所述切削刃在4个背缘中在周向上隔着1个背缘地形成，从而每1个切削刃的切入深度变大，所以因切削刃的滑动引起的擦蹭进一步受到抑制。
根据第3技术方案，所述多条螺旋槽为右螺旋槽，因此切屑的阻塞受到抑制。
根据第4技术方案，所述多条螺旋槽为左螺旋槽，因此切屑的阻塞受到抑制。
根据第5技术方案，在所述背缘的与旋转方向A相反侧的一端沿所述槽而形成有背刃，所述背刃的前角被设定成小于所述切削刃的前角，因此在丝锥旋转停止时切削刃的痕迹进一步受到抑制。
根据第6技术方案，在所述导锥部，在从所述切削刃起到所述背缘的宽度方向的中间位置为止设定后角，从背缘22的宽度方向的中间位置起到背刃26为止后角为零，因此背刃相向于切削刃的后退小，因此当丝锥旋转停止时，切削刃的痕迹进一步受到抑制。
根据第7技术方案，至少对导锥部12以及完整螺牙部14利用氮碳化钛TiCN膜进行了表面处理，因此管用锥螺纹加工螺旋丝锥的耐久性得到提高。
在此，优选的是，作为覆盖母材的所述硬质被膜，优选采用超硬合金、高速工具钢，但也能够采用其他种类的工具材料。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例的管用锥螺纹加工螺旋丝锥的主视图。
图2是对图1的管用锥螺纹加工螺旋丝锥的结构进行说明的、图1的II－II视剖视图。
图3是对图1的管用锥螺纹加工螺旋丝锥的结构进行说明的、导锥部的要部剖视图。
图4是对本发明人进行的实验结果进行说明的图表。
图5是作为图4的现有品1的管用锥螺纹加工螺旋丝锥的剖视图。
图6是作为图4的现有品2的管用锥螺纹加工螺旋丝锥的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地对本发明的一实施例的管用锥螺纹加工螺旋丝锥进行说明。
实施例
图1是表示本发明的一实施例的管用锥螺纹加工螺旋丝锥10的主视图，图2是放大示出图1的II－II视截面的图。在图1及图2中，管用锥螺纹加工螺旋丝锥10从其顶端起具有导锥部(日文：食付き部)12、完整螺牙部14、柄部16，并且围绕旋转轴线C而旋转。在管用锥螺纹加工螺旋丝锥10上，随着从导锥部12的顶端起朝向完整螺牙部14而由不完整的形状成为完整的形状的管用锥螺纹的螺牙18被多条螺旋槽20在周向上分断，由此形成有多个背缘22。螺旋槽20既可以是右螺旋槽也可以是左螺旋槽，本实施例中以右螺旋形成。
由此，在背缘22的旋转方向A侧的一端沿螺旋槽20而形成有切削刃24，在背缘22的与旋转方向A相反侧的另一端沿右螺旋槽18而形成有背刃26。螺旋槽20的截面形状被设定成切削刃24的前角α比背刃26的前角α大4倍至10倍左右。
右螺旋槽20作为收容或排出切屑用的槽而发挥功能，在3条至5条的范围内在周向上等间隔且以与螺牙18的管用锥螺纹相同的槽底斜率形成。在本实施例中，螺旋槽20形成为4条，在此情况下，管用锥螺纹的螺牙18被4条右螺旋槽20在周向上分断而形成有4个背缘22。该螺旋槽20的螺旋(导)角β在30°以上且小于50°的范围内，优选地是为35°～45°、更优选地是40°附近的值。此外，优选地，切削刃24在4个背缘22中在周向上隔开1个背缘地形成。
图2表示与旋转轴线C正交的完整螺牙部14的截面。如图2详细所示，当将以旋转轴线C为中心的1个螺旋槽20所占的角度设为AG、以旋转轴线C为中心的1个背缘22所占的角度设为AL时，将螺旋槽20的截面形状设定为AL>AG。详细而言，如将槽宽比定义为AG/(AG+AL)，则槽宽比为0.3以上且0.5以下。
图3放大示出导锥部12的截面。如图3所示，从切削刃24到背缘22的宽度(刃厚)尺寸的中间位置为止的围绕旋转轴线C的角度θ内，例如在20°至23°的范围内，形成随着从切削刃24朝向与旋转方向相反的方向而直径缩小的退刀面E，从上述中间位置到背缘22的跟部(背刃26)之间，外圆切削成同径而使后角为零。
此外，在上述管用锥螺纹加工螺旋丝锥10的至少导锥部12以及完整螺牙部14上实施表面处理，形成例如氮碳化钛TiCN膜30。
本发明人使原材料(高速工具钢)及表面处理(氮碳化钛TiCN)、被加工的锥螺纹的种类(Rc1/2)、以及切削刃24的前角α(12°)相同，并且试制更换了螺旋槽20的条数以及背缘角的多种管用锥螺纹加工螺旋丝锥10、即试验品1～试验品5、试验品7～试验品9以及现有品1～现有品2，使用这些多种试验品以及现有品在以下条件下进行了管用锥内螺纹的切削试验。图4示出上述试验品1～试验品5、试验品7～试验品9、现有品1～现有品2的结构、以及这些试验结果。
(切削试验条件)
被切削材料：SUS304
使用机械：卧式加工中心(BT#50)
切削油剂：水溶性
供油方式：外部
切削速度：4m/min.
在试验品1～试验品5中，螺旋槽的螺旋角β为0°、30°、45°、40°、50°，槽宽比AG/(AG+AL)为相同的0.4。此外，该槽宽比AG/(AG+AL)是将小数点以下四舍五入了的值。由图4的试验结果可知，试验品1因切屑阻塞而立刻折损。另外，试验品4中产生了崩刃。但是，在试验品2、3、5中没有裂痕，并且当丝锥旋转停止时在内螺纹上产生切削刃的痕迹的情况也受到抑制，螺纹规合格并获得了良好的切削结果。根据这些事实可知，在试验品1中没有槽螺旋，因而由于切屑的阻塞导致了折损产生，在试验品4中虽然有槽螺旋，但由于刚性不足而产生崩刃，但是在螺旋槽20的螺旋角β为30°以上且小于50°的范围中不会产生切屑的阻塞以及崩刃。
现有品1、试验品5、试验品7、试验品8、试验品9在槽数为4条这点、以及槽螺旋角β为40°这点是相同的，但槽宽比AG/(AG+AL)是相互不同的。另外，现有品2在槽数为5条这一点上与现有品1不同。根据图4的试验结果，在现有品1中无法分离切屑，在工具反转时产生折损。在试验品9以及现有品2中，切屑呈团状而产生切屑的阻塞。但是，在试验品5、试验品7、试验品8中不存在裂痕，并且当丝锥旋转停止时在内螺纹上产生切削刃的痕迹的情况也受到抑制，螺纹规合格并获得良好的切削结果。但是，在试验品7中，在工具反转时会产生切屑的卡入音，在试验品8中，切屑略有阻塞。鉴于这些事实可知，由于在试验品1中没有槽螺旋，因而会因切屑的阻塞产生折损，在试验品4中虽有槽螺旋，但由于刚性不足而会产生崩刃，不过在螺旋槽20的螺旋角β为30°以上且小于50°的范围内不会产生切屑的阻塞、崩刃。根据这些事实可知，在现有品1以及现有品2中槽宽比AG/(AG+AL)超过0.5，因此会产生切屑的不能分离、切屑的阻塞，在试验品9中槽宽比AG/(AG+AL)低于0.3，因此切屑呈团状而产生切屑的阻塞，但在槽宽比AG/(AG+AL)为0.3以上且0.5以下的值时不会产生因为切屑的阻塞、切屑的不能分离而导致的折损。
如上所述，在本实施例的管用锥螺纹加工螺旋丝锥10中，随着从导锥部12的顶端起朝向完整螺牙部14而由不完整的形状成为完整的形状的管用锥螺纹的螺牙18被沿螺旋槽20在周向上分断，由此形成有多个背缘22，在背缘22的旋转方向侧的一端沿螺旋槽20而形成有切削刃24，并且围绕旋转轴线C旋转，螺旋槽20是3条以上且5条以下的多条螺旋槽，具有30°以上且小于50°的螺旋角β，当将在与旋转轴线C正交的截面中以旋转轴线C为中心的螺旋槽20所占的角度设为AG、以旋转轴线C为中心的背缘22所占的角度设为AL时，槽宽比AG/(AG+AL)是0.3以上且0.5以下。由此，可获得如下管用锥螺纹加工螺旋丝锥10，所述锥螺纹加工螺旋丝锥10由于具有30°以上且小于50°的螺旋角β的螺旋槽20的存在而使裂痕的产生受到抑制，并且切削刃24与背刃26之间变短而使当丝锥旋转停止时在内螺纹上产生的切削刃的痕迹受到抑制。
另外，根据本实施例的管用锥螺纹加工螺旋丝锥10，螺旋槽20为4条，背缘22由4条螺旋槽20形成4个，切削刃24在4个背缘22中在周向上隔着1个背缘地形成，因此每1个切削刃的切入深度变大，因此使切削刃24的滑动而引起的擦蹭进一步受到抑制。
另外，根据本实施例的管用锥螺纹加工螺旋丝锥10，多条螺旋槽20为右螺旋槽或左螺旋槽，因此切屑的阻塞受到抑制，因此折损进一步受到抑制。
另外，根据本实施例的管用锥螺纹加工螺旋丝锥10，在背缘22的与旋转方向A相反侧的一端沿螺旋槽20而形成有背刃26，背刃26的前角被设定成小于切削刃24的前角α，因此在丝锥旋转停止时切削刃24的痕迹进一步受到抑制。
另外，根据本实施例的管用锥螺纹加工螺旋丝锥10，在导锥部12中，在从切削刃24起到背缘22的宽度方向的中间位置为止的角度范围θ内设定后角，从背缘22的宽度方向的中间位置起到背刃26为止后角为零，因此背刃26相向于切削刃24的后退小，因此当丝锥旋转停止时，切削刃的痕迹进一步受到抑制。
另外，根据本实施例的管用锥螺纹加工螺旋丝锥10，至少在导锥部12以及完整螺牙部14上，表面被氮碳化钛TiCN膜30覆盖，因此管用锥螺纹加工螺旋丝锥10的耐久性得到提高。
以上是基于附图对本发明的一实施例进行的说明，但是本发明在不脱离其精神的范围内可以应用于其他的形式。
附图标记说明
10：管用锥螺纹加工螺旋丝锥 12：导锥部 14：完整螺牙部 16：柄部 18：螺牙 20：螺旋槽 22：背缘 24：切削刃 26：背刃 30：氮碳化钛膜 α：前角 β：螺旋角 C：旋转轴线。

Claims (7)

1.一种管用锥螺纹加工螺旋丝锥，随着从导锥部的顶端朝向完整螺牙部而从不完整的形状成为完整的形状的管用锥螺纹的螺牙被槽在周向上分断而形成有多个背缘，在所述背缘的旋转方向侧的一端沿所述槽而形成有切削刃，并且围绕旋转轴线而旋转，所述管用锥螺纹加工螺旋丝锥的特征在于，
所述槽是3条以上且5条以下的多条螺旋槽，具有30°以上且小于50°的螺旋角，
当将在与所述旋转轴线正交的截面中以所述旋转轴线为中心的所述槽所占的角度设为AG、以所述旋转轴线为中心的所述背缘所占的角度设为AL时，槽宽比AG/(AG+AL)为0.3以上且0.5以下。
2.如权利要求1所述的管用锥螺纹加工螺旋丝锥，其特征在于，
所述螺旋槽为4条，所述背缘由所述4条螺旋槽形成为4个，
所述切削刃在所述4个背缘中在周向上隔开一个背缘地形成。
3.如权利要求1或2所述的管用锥螺纹加工螺旋丝锥，其特征在于，
所述多条螺旋槽为右螺旋槽。
4.如权利要求1或2所述的管用锥螺纹加工螺旋丝锥，其特征在于，
所述多条螺旋槽为左螺旋槽。
5.如权利要求1～4中任一项所述的管用锥螺纹加工螺旋丝锥，其特征在于，
在所述背缘的与旋转方向相反侧的一端沿所述槽而形成有背刃，所述背刃的前角被设定成小于所述切削刃的前角。
6.如权利要求1～5中任一项所述的管用锥螺纹加工螺旋丝锥，其特征在于，
在所述导锥部从所述切削刃起至所述背缘的宽度方向的中间位置为止设定后角，从所述背缘的宽度方向的中间位置起至所述背刃为止后角为零。
7.如权利要求1～6中任一项所述的管用锥螺纹加工螺旋丝锥，其特征在于，
至少对所述导锥部以及完整螺牙部利用氮碳化钛TiCN膜进行表面处理。
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