CN1609465B - 阴螺纹零件和阳螺纹零件以及阴螺纹的加工工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够获得稳定的加工精度、同时确保螺纹的旋合高度、具有足够的抗冲击强度及拉伸力的阴螺纹零件、阳螺纹零件以及一种能够以稳定的加工精度加工阴螺纹、同时提高了寿命的加工工具。阴螺纹零件(1)，其上形成与在阳螺纹零件(2)上所形成的阳螺纹(20)相螺合的阴螺纹(10)，以有效径为基准，阳螺纹一侧的旋合高度比阴螺纹一侧的旋合高度大。阳螺纹零件(2)，其上形成与阴螺纹零件(1)上所形成的阴螺纹(10)相螺合的阳螺纹(20)，以有效径为基准，阳螺纹一侧的旋合高度比阴螺纹一侧的旋合高度大。加工工具，具有与阴螺纹(10)的齿谷(11)的形状互补的形状的齿尖(23)；和与阴螺纹(10)的螺纹面(12A)及(12B)的形状互补的螺纹面(22A)、(22B)。

Description

阴螺纹零件和阳螺纹零件以及阴螺纹的加工工具
技术领域
本发明涉及阴螺纹零件、阳螺纹零件以及加工阴螺纹的加工工具。
背景技术
以往，作为螺纹的基本形状，在JIS规格中记载的有：小螺纹、管用螺纹、米制螺纹、统一标准螺纹、梯形螺纹、自行车螺纹等。参照例如，JIS B 0201“小螺纹”、JIS B 0202“管用平行螺纹”、JIS B 0205“米制粗螺纹”、JIS B 0206“统一粗螺纹”、JIS B 0216“米制梯形螺纹”、JIS B 0225“自行车螺纹”。
阳螺纹由于是在外径切削螺纹，易于加工，但由于性能方面的原因，在JIS规格中，阳螺纹的齿谷的圆弧半径大，以有效径为基准，阳螺纹一侧的旋合高度比阴螺纹一侧的旋合高度小。
对于米制螺纹或统一标准螺纹，没有特别对阴螺纹的齿谷的圆弧作规定，但由于从螺纹齿尖的顶点至底部的高度为H/8(此处，H＝(3/2)P；此处，P为阴螺纹的螺距)，当螺距为1mm时，齿谷的圆弧半径约为0.072mm，成为相当小的圆弧。另外，阴螺纹的齿谷的圆弧半径最大的是自行车螺纹，但对于这种自行车螺纹，阴螺纹的齿谷的圆弧为螺距的1/6。这种自行车用螺纹为英制尺寸，假定螺距为1mm，则齿谷的圆弧约为0.16667mm，螺纹的旋合高度就变小了。
在阴螺纹的磨削加工中，使用丝锥、立铣丝锥(行星丝锥)、车刀等，但在加工齿谷圆弧半径小的阴螺纹时，加工工具的前端也要很尖，特别是当要加工的阴螺纹的材料硬的时候，加工工具刀刃(齿尖)前端的磨损很快，容易造成损伤。因而，难以达到稳定的加工精度，还有缩短加工工具寿命的缺点。
另外，如上所述，如果将阴螺纹的齿谷的圆弧半径做大，螺纹的旋合高度就变小，难以充分确保抗冲击强度及拉伸力。
发明内容
本发明将解决以往的这些问题作为课题，目的在于提供一种能够获得稳定的加工精度、同时确保螺纹的旋合高度、具有足够的抗冲击强度及拉伸力的阴螺纹零件和阳螺纹零件。
再一个目的是提供一种能够以稳定的加工精度加工阴螺纹、同时提高了寿命的加工工具。
为达到这样的目的，本发明提供一种阴螺纹零件：在该阴螺纹零件上所形成的阴螺纹与阳螺纹零件上所形成的阳螺纹相螺合；以有效径为基准，阳螺纹一侧的旋合高度比阴螺纹一侧的旋合高度大。
对于具有这种结构的阴螺纹零件，以有效径为界的阳螺纹一侧的旋合高度(即以有效径为基准，位于内径一侧的螺纹面的长度)，比以有效径为界的阴螺纹一侧的旋合高度(即以有效径为基准，位于外径一侧的螺纹面的长度)大，因此，阴螺纹的齿谷的圆弧半径可以取得大些。这样，就能够获得稳定的加工精度。还有，由于阴螺纹的齿谷的圆弧半径取得大，阴螺纹的齿谷的直径(齿谷位置的内径)就能够做得小些，因而，阴螺纹的外径也就能够做得小些。再有，以有效径为基准，如果阳螺纹一侧的旋合高度比阴螺纹一侧的旋合高度大，就会使与阳螺纹的接触部分从外径一侧向内径一侧发生移动。因此，阴螺纹与阳螺纹的接触面积就会减小，还有，由于从中心到力的产生位置的距离缩短，因而可以减小转动螺纹所需要的力。
本发明的阴螺纹的齿谷可以具有由两个螺纹面光滑接续的圆弧形状。
还有，本发明提供一种阴螺纹零件，形成与在阳螺纹零件上所形成的阳螺纹相螺合的阴螺纹，其中，螺距为1.5mm以下，且上述阴螺纹的螺纹齿尖的角度在30度以上、55度以下的范围内，上述阴螺纹的齿谷具有由两个螺纹面光滑接续的圆弧形状，且该圆弧的半径为0.15mm以上。
对于具有这种结构的阴螺纹零件，阴螺纹的齿谷的圆弧半径可以取得大些，因而，能够获得稳定的加工精度。再有，阴螺纹的齿谷的直径(齿谷位置的内径)可以做得小些，因而，阴螺纹的外径就可以做得小些。
再有，可以使具有这种结构的阴螺纹零件的结构成为：以有效径为基准，阳螺纹一侧的旋合高度比阴螺纹一侧的旋合高度大。在这种情况下，就会使与阳螺纹的接触部分从外径一侧向内径一侧发生移动，因此，阴螺纹与阳螺纹的接触面积就会变小，还有，由于从中心到力的产生位置的距离缩短，因而可以减小转动螺纹所需要的力。
还有，可以使本发明的阴螺纹零件的结构成为：两个螺纹面的延长线互相交叉。
还有，对于本发明的任何一种阴螺纹零件，可以将螺纹齿尖的角度设定在30度以上、55度以下的范围内。这样设定螺纹齿尖的角度后，以有效径为基准的阴螺纹一侧的旋合高度就变小，而以有效径为基准的阳螺纹一侧的旋合高度就能取得长些，因此能够确保阴螺纹整体的旋合高度。因而能够获得足够的抗冲击强度及拉伸力。
还有，本发明提供一种阳螺纹零件，形成与在阴螺纹零件上所形成的阴螺纹相螺合的阳螺纹，其中，以有效径为基准的阳螺纹一侧的旋合高度比阴螺纹一侧的旋合高度大。
对于具有这种结构的阳螺纹零件，由于它与阴螺纹的接触部分从外径一侧向内径一侧发生移动，因而阳螺纹与阴螺纹的接触面积减小，还有，由于从中心到力的产生位置的距离缩短，因而可以减小转动螺纹所需要的力。
可以使本发明的阳螺纹零件的结构成为：两个螺纹面的延长线互相交叉。
还有，对于本发明的阳螺纹零件，可以将螺纹齿尖的角度设定在30度以上、55度以下的范围内。这样设定螺纹齿尖的角度后，即使以有效径为基准的阴螺纹一侧的旋合高度变小，也可以将以有效径为基准的阳螺纹一侧的旋合高度取得长些，因此能够确保阳螺纹整体的旋合高度。因而能够获得足够的抗冲击强度及拉伸力。
还有，本发明提供一种与阴螺纹零件相螺合的阳螺纹零件，具有与上述阴螺纹零件的螺纹面相配合的螺纹面。
对于具有这种结构的阳螺纹零件，由于其螺纹齿尖要与阴螺纹的圆形大齿谷相配合，因而可以将该螺纹齿尖的前端做得比较平坦(形成顶点不尖锐的形状)。这样，即使螺纹齿尖的顶点露出来也是安全的。
再有，本发明提供一种加工上述阴螺纹零件的阴螺纹的加工工具，该加工工具具有齿尖和螺纹面，该齿尖的形状与上述阴螺纹的齿谷的形状是互补的，该螺纹面的形状与上述阴螺纹的螺纹面的形状是互补的。
这种加工工具在螺纹齿尖的前端具有比较大的圆弧(与上述阴螺纹的齿谷形状互补的圆弧)，因而能够提高耐损伤性、耐磨损性。
还有，在对螺纹齿谷的角度在30度以上、55度以下的范围内的阴螺纹进行加工的加工工具的情况下，就能够确保更大的整体旋合高度。
另外，在上述阴螺纹或阳螺纹、或是两者，由钢制成，对这种钢进行热处理使其硬度提高的情况下，为避免热处理使螺纹变形，如果热处理后采用由烧结材料制成的刀具对螺纹进行加工，就能够获得良好的螺纹形状及表面光泽度的精度等。
还有，如果为提高硬度，锻烧后再对紧固螺母的阴螺纹进行加工，与螺纹加工后进行热处理相比，螺纹的偏差精度及表面光泽度就会更加良好，紧固螺母就能以良好的精度安装在工具支架主体上，握持加工工具的安装精度就变得更加良好。
还有，上述阴螺纹及阳螺纹的形状为基本形状，就加工公差或加工形状方面而言，也有不是基本形状的情况。
本发明的阴螺纹零件，由于阴螺纹的齿谷的圆弧半径能够取得较大，因而能够获得稳定的加工精度。还有，阴螺纹的齿谷的圆弧半径取得较大，齿谷的直径就可以做得小些，因而，阴螺纹的外径也就可以做的小些。再有，以有效径为基准，如果与阴螺纹一侧的旋合高度相比，阳螺纹一侧的旋合高度增大，就会使与阳螺纹的接触部分从外径一侧向内径一侧移动，因此，阴螺纹与阳螺纹的接触面积就会减小，还有，由于从中心到力的产生位置的距离缩短，因而可以减小转动螺纹所需要的力。
还有，对于本发明的阳螺纹零件，由于与阴螺纹的接触部分从外径一侧向内径一侧发生移动，因而阳螺纹与阴螺纹的接触面积减小，还有，由于从中心到力的产生位置的距离缩短，因而可以减小转动螺纹所需要的力。再有，由于可以将螺纹齿尖的前端做得比较平坦，因而即使螺纹齿尖的顶点露出来也是安全的。
再有，本发明的对阴螺纹进行加工的加工工具在螺纹齿尖的前端具有比较大的圆弧(与上述阴螺纹的齿谷形状互补的圆弧)，因而能够提高耐损伤性、耐磨损性。这样，能够使加工精度提高，同时使寿命延长。
附图说明
图1是表示将本发明实施例1的阴螺纹零件和阳螺纹零件螺合后的状态的局部剖视图。
图2是表示将本发明实施例1的阴螺纹和阳螺纹应用于工具支架的状态的剖视图。
图3是表示本发明实施例2的加工工具(丝锥)的侧视图。
图4是表示图3所示的沿IV-IV线剖面的局部放大图。
图5是表示本发明的另一实施例的加工工具的示意图。
图6是图5的局部放大图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式的阴螺纹零件、阳螺纹零件以及对阴螺纹进行加工的加工工具进行说明。
另外，以下所叙述的实施例是用于说明本发明的示例，本发明不只限于这些实施方式。因而，只要不脱离其要旨，本发明可以以各种方式实施。
实施例1
图1是表示将实施例1的阴螺纹零件和阳螺纹零件螺合后的状态的局部剖视图。
如图1所示，实施例1的阴螺纹零件1在其内径中形成阴螺纹10。该阴螺纹10的螺距(P)为1mm，螺纹齿尖的角度(α)为45度，两个螺纹面12A及12B的延长线互相交叉。阴螺纹10的齿谷11由将两个螺纹面12A及12B光滑接续的圆弧(半径(R)＝0.2mm)构成。还有，阴螺纹10的齿尖13具有平坦形状，该平坦形状位于以后详述的阳螺纹20的齿谷21的圆弧(半径(r)＝0.125mm)的起始点近旁。该阴螺纹10的结构为，以有效径(D2)为基准，阳螺纹一侧的旋合高度(h2)比阴螺纹一侧的旋合高度(H2)大(h2＞H2  此处，h2+H2＝H1，H1为阴螺纹10的整体旋合高度)。
这样，由于齿谷11的圆弧半径(R)大，使得阴螺纹10的磨损及损伤减小，能够进行稳定的加工。
另一方面，如图1所示，实施例1的阳螺纹零件2在其外径处形成阳螺纹20。该阳螺纹20的螺距(P)为1mm，螺纹齿尖的角度(α)为45度，两个螺纹面22A及22B的延长线互相交叉。这两个螺纹面22A及22B分别与阴螺纹10的两个螺纹面12A及12B相配合。阳螺纹20的齿谷21由将两个螺纹面22A及22B光滑接续的圆弧(半径(r)＝0.125mm)构成。
还有，阳螺纹20的齿尖23具有平坦形状，该平坦形状位于阴螺纹10的齿谷11的圆弧的起始点近旁。该阳螺纹20以有效径(d2)为基准，阳螺纹一侧的旋合高度(h2)比阴螺纹一侧的旋合高度(H2)大(h2＞H2此处，h2+H2＝H1，H1为阳螺纹20的整体旋合高度)。
以下，采用工具支架的紧固螺母作为阴螺纹零件，采用工具支架主体作为阳螺纹零件，在紧固螺母上形成实施例1中的阴螺纹，在工具支架主体上形成阳螺纹，对这种情况参照附图进行说明。
图2是表示工具支架100的局部剖视图。图2所示的工具支架100其构成具有：将作为工具的刀具110的刀杆部分111与夹套120一起收纳并夹紧的工具支架主体60；和将刀具110安装在工具支架主体60上并固定的紧固螺母40。
工具支架主体60其构成具有：在大致中央部位设置的法兰部分61；在法兰部分61底端一侧形成的锥形柄部分62；以及在法兰部分61顶端一侧形成的、夹紧刀具110的刀杆部分111的刀具夹紧部分63。
在刀具夹紧部分63中，形成从顶端一侧向底端一侧直径缓慢减小的锥形孔64，夹套120插入到该锥形孔64中。在刀具固定部分63的顶端一侧的外周面上形成阳螺纹20，该阳螺纹20与以后详述的紧固螺母40的内周面上形成的阴螺纹10螺合。如上所述，该阳螺纹20为了能够与阴螺纹10的圆弧的大齿谷11相配合，可以将螺纹齿尖的顶端做得比较平坦，即使螺纹齿尖的顶点露出来也是安全的。
紧固螺母40在内周面底端一侧形成与在工具支架主体60外周面上形成的阳螺纹20相螺合的阴螺纹10。如上所述，该阴螺纹10中，螺纹齿尖的角度(α)为45度，因此，即使以有效径(D2)为基准的阴螺纹一侧的旋合高度(H2)减小，也可以将以有效径(D2)为基准的阳螺纹一侧的旋合高度(h2)取得大些，从而能够充分确保阴螺纹整体的旋合高度(H1)。因而，能够获得足够的抗冲击强度及拉伸力。
还有，在紧固螺母40内周面顶端一侧，形成与夹套120的锥形面123互补的、形成为向着顶端一侧内径缩小的锥形面41。再有，在该锥形面41的底端一侧，形成与夹套120的环状槽124动嵌合的扣合凸出部分42。
通过这样的结构，工具支架主体60与紧固螺母40螺合，借助于紧固螺母40紧固，使插入到锥形孔64内的夹套120的直径缩小，从而将装在夹套120内的刀具110的刀杆部分111牢牢地固定。此处，以有效径(D2、d2)为基准，如果阳螺纹一侧的旋合高度(h2)比阴螺纹一侧的旋合高度(H2)高，就会使得阴螺纹10与阳螺纹20的接触部分由外径一侧向内径一侧移动。因而，阴螺纹10与阳螺纹20的接触面积就会变小，还有，由于从中心到力产生的位置的距离变短，就能够使为转动紧固螺母40所需要的力减小、将刀具110简单地拧紧固定在工具支架100上。
另外，在实施例1中，对阴螺纹10及阳螺纹20的螺距取为1mm的情况进行了说明，但并不受此限制，阴螺纹10及阳螺纹20的螺距可以取为1mm以外的尺寸。
还有，在实施例1中，对阴螺纹10及阳螺纹20的螺纹齿尖的角度(α)取为45度的情况进行了说明，但并不受此限制，螺纹齿尖的角度(α)可以设定在30度以上、55度以下的范围内。
还有，在实施例1中，对阴螺纹10的齿谷11的圆弧半径取为0.2mm的情况进行了说明，但并不受此限制，阴螺纹10的齿谷11的圆弧半径可以取为0.15mm以上。
还有，在实施例1中，对阳螺纹20的齿谷21的圆弧半径取为0.125mm的情况进行了说明，但并不受此限制，阳螺纹20的齿谷21的圆弧半径可以根据需要决定。例如，对于在外径大的圆筒形工件的外周面形成阳螺纹的阳螺纹零件的情况下，阳螺纹20的齿谷21的圆弧半径即使在一定程度上减小，由于整体的直径大，因而也能确保强度。因而，就可以减小齿谷21的圆弧半径、获得更大旋合高度。
再有，在实施例1中，对采用紧固螺母作为阴螺纹零件、采用工具支架主体作为阳螺纹零件的情况进行了说明，但并不受此限制，不言而喻，本发明的阴螺纹零件可以应用于在内周面形成阴螺纹的各种零件，本发明的阳螺纹零件可以应用于在外周面形成阳螺纹的各种零件。
实施例2
以下，参照附图对本发明的、对阴螺纹零件的阴螺纹进行加工的加工工具进行说明。另外，在实施例2中，对加工实施例1中说明过的阴螺纹零件1的阴螺纹10的加工工具(丝锥)进行说明。
图3是表示丝锥的侧视图，图4是表示图3所示的沿IV-IV线剖面的局部放大图。
如图3及图4所示，实施例2的丝锥3其构成具有：锥柄部分31；和在锥柄部分31的前端形成的螺纹部分32。
螺纹部分32的刻槽数为4个，螺纹部分32具有：在锥柄部分31一侧形成的全螺纹齿尖部分33；和连接于全螺纹齿尖部分33的、越往前端外径越变小的倾斜的切削部分34。
全螺纹齿尖部分33的螺距(P)为1mm，螺纹齿尖的角度(α)为45度，两个螺纹面22A及22B的延长线互相交叉。全螺纹齿尖部分33的齿尖23由与两个螺纹面22A及22B光滑接续的圆弧状(半径(R)＝0.2mm)的齿尖23构成。即，全螺纹齿尖部分33具有：齿尖23，它的形状与实施例1中说明的阴螺纹10的齿谷11的形状互补；螺纹面22A及22B，它们的形状与阴螺纹10的螺纹面12A及12B的形状互补。
在加工件上加工阴螺纹的时候，该丝锥3将全螺纹齿尖部分33的形状照原样复制到该加工件上，于是，在加工件上就形成实施例1中所说明的阴螺纹10。
另外，在实施例2中，对加工实施例1中所说明的阴螺纹10的丝锥3的情况进行了说明，但并不受此限制，使用具有采用了全螺纹齿尖部分33的形状的螺纹部分(刀刃部分)的立铣丝锥(行星丝锥)，也可以在加工件上加工实施例1中所说明的阴螺纹10。
还有，本发明中的加工工具也可以是安装在图5所示的支架50上的车刀4。该车刀4中，如图5及图6所示，刀锋45具有以45度的角度(α)向着前端变得尖细的螺纹面22A及22B，该前端由与两个螺纹面22A及22B光滑接续的圆弧状(半径(R)＝0.2mm)齿尖23构成。即，全螺纹齿尖部分33具有：齿尖23，它的形状与实施例1中说明的阴螺纹10的齿谷11的形状互补；螺纹面22A及22B，它们的形状与阴螺纹10的螺纹面12A及12B的形状互补。
还有，在实施例2中，对加工实施例1中所说明的阴螺纹10的加工工具进行了说明，但并不受此限制，本发明的加工工具可以适当地选择螺纹齿尖的形状，使其与本发明的阴螺纹零件的阴螺纹形状相吻合。

Claims (8)

1.一种阴螺纹零件，在其内径中形成阴螺纹，
该阴螺纹零件具有阴螺纹的齿尖和阴螺纹的齿谷，
在阴螺纹的相对的两侧形成在齿谷和齿尖之间分别直线状延伸的一组螺纹面，
将阴螺纹的齿谷的宽度与阴螺纹的齿尖的宽度相等的假想圆筒的直径定义为有效径，其中所述圆筒与阴螺纹零件同轴，此时，
阴螺纹的螺纹面中的配合面和与该阴螺纹螺合的阳螺纹的螺纹面中对应的配合面相配合，
在阴螺纹零件的横截面中，
从有效径的位置朝向齿尖的配合面的长度大于从有效径的位置朝向齿谷的配合面的长度。
2.根据权利要求1所述的阴螺纹零件，所述阴螺纹的齿谷具有使阴螺纹的两个螺纹面光滑接续的圆弧形状。
3.根据权利要求1或2所述的阴螺纹零件，
螺距为1.5mm以下，且所述阴螺纹的螺纹齿尖的角度在30度以上、55度以下的范围内；
所述阴螺纹的齿谷具有使两个螺纹面光滑接续的圆弧形状，该圆弧的半径为0.15mm以上。
4.一种阳螺纹零件，在其外径处形成阳螺纹，
该阳螺纹零件具有阳螺纹的齿尖和阳螺纹的齿谷，
在阳螺纹的相对的两侧形成在齿谷和齿尖之间分别直线状延伸的一组螺纹面，
将阳螺纹的齿谷的宽度与阳螺纹的齿尖的宽度相等的假想圆筒的直径定义为有效径，其中所述圆筒与阳螺纹零件同轴，此时，
阳螺纹的螺纹面中的配合面和与该阳螺纹螺合的阴螺纹的螺纹面中对应的配合面相配合，
在阳螺纹零件的横截面中，从有效径的位置朝向齿谷的配合面的长度大于从有效径的位置朝向齿尖的配合面的长度。
5.根据权利要求4所述的阳螺纹零件，所述阳螺纹的齿谷具有使其两个螺纹面光滑接续的圆弧形状。
6.一种用于加工根据权利要求1至3中任一项所述的阴螺纹零件的阴螺纹的加工工具，
具有齿尖和螺纹面，所述齿尖的形状与所述阴螺纹的齿谷的形状互补，所述螺纹面的形状与所述阴螺纹的螺纹面的形状互补。
7.根据权利要求6所述的加工工具，所述阴螺纹的齿谷具有使其两个螺纹面光滑接续的圆弧形状。
8.根据权利要求6或7所述的加工工具，
螺距为1.5mm以下，且所述阴螺纹的螺纹齿尖的角度在30度以上、55度以下的范围内，所述阴螺纹的齿谷具有使其两个螺纹面光滑接续的圆弧形状，该圆弧的半径为0.15mm以上。
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