JP2000343330A - ねじ切り工具及びねじ切り方法 - Google Patents
ねじ切り工具及びねじ切り方法Info
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Abstract
じ切り工具の軸66を回転させつつ、ねじ68のリード
Lに対応してねじ切り工具60を徐々に引抜くことで、
ねじ切り刃42bでねじ68を切込む。図(b):ねじ
切り工具60のねじ切り刃42bがねじ68の入口に達
したら、ねじ切り工具の軸66をねじ穴軸64から大き
くオフセットさせて、面取り部69を形成する。図
(c):ねじ切り工具60を撤去し、ねじ切り加工を完
了する。 【効果】 ねじ切り工具の底刃でねじ下穴を開け、ねじ
切り工具のねじ切り刃でねじ切りをなし、ねじ切り刃も
しくは底刃で面取りも可能であるから、1本の工具でね
じ加工を実行することができる。ねじ下穴の深さとねじ
深さが実質同一となるため、非ねじ部を廃止することが
できる。
Description
工具及びこの工具で実施するねじ切り方法に関する。
ねじ切り方法を示す図である。 (a):鋳抜き穴101にドリル102を臨ませ、ねじ
下穴の加工を開始する。ドリル102の先端角θは一般
に120°である。 (b):103はドリルで開けたねじ下穴であり、深さ
はD1である。この様なねじ下穴103にねじ切りタッ
プ104を臨ませ、ねじ切りを開始する。 (c):105はねじ切りタップで立てたねじであり、
このねじ105の入口を面取り具106で面取りする。
107は面取り部を示す。この面取り部107を含むね
じ105の長さをD2とすれば、長さ(D1−D2)の
非ねじ部が残ることになる。
に、ドリル、タップ及び面取り具が必要であり、工具の
数が多く、工具の調達費用が嵩むとともに、工具の管理
費用が嵩むことになる。また、長さ(D1−D2)の非
ねじ部が不可欠であるため、深さD1に余裕を見た長さ
を鋳物に見込まなければならず、鋳物を薄くすることが
できないことになる。そこで、本発明の目的はねじ切
りに必要な工具の数を少なくすること、及び非ねじ部
を廃止することのできる技術を提供することになる。
に請求項1は、シャンクと、このシャンクに取付けたチ
ップとからなるねじ切り工具において、前記チップは、
CBN若しくはダイヤモンドの高硬度焼結体を第2層と
し、この第2層を超硬合金などの工具材料からなる第1
層及び第3層でサンドイッチした3層積層体からなり、
前記ねじ切り工具を正面から見ると、前記第2層は工具
の回転中心を通る細い帯であり、この細い帯に底刃及び
ねじ切り刃を形成するとともに、第2層の両側を第1層
及び第3層で補強する構造であることを特徴とする。
じ切り工具のねじ切り刃でねじ切りをなし、ねじ切り刃
もしくは底刃で面取りも可能であるから、1本の工具で
ねじ加工を実行することができる。この1本の工具は、
3層積層体を条切り(筋状に切ること)し、得た柱状素
材から多数個のチップ半完成品を切出し、これらのチッ
プ半完成品をシャンクに取付けて、チップを仕上げるこ
とでねじ切り工具を得る。歩留りが極めてよいので、チ
ップの製造コストを大幅に下げることができるから、ね
じ切り工具の製造コストを下げることができる。
奥にねじ切り刃より小径でシャンクより大径のさらえ刃
を形成し、第2層に底刃、ねじ切り刃、さらえ刃をこの
順に形成したことを特徴とする。ねじ切り刃でねじを切
り、これに並行してさらえ刃でねじ山の頂きを切削し、
底刃でねじ穴の底を仕上げる。ねじ山の頂きを切削する
のはシャンクがねじ山に接触するのを防ぐためである。
孔を設けるとともに、チップの第2層に油孔を設け、前
記2つの油孔を一直線上に連結したことを特徴とする。
切削のときに、油孔を通じて切削油を噴射することがで
きる。これらの孔はチップをシャンクに取付けるときに
位置決め部として活用することができる。
請求項3記載のねじ切り工具をねじ穴軸廻りに回転させ
つつ鋳抜き穴に進入させることで、前記ねじ切り工具の
外径とほぼ同径のねじ下穴をあける下穴加工工程と、ね
じ下穴の底に達した前記ねじ切り工具の軸を、ねじ穴軸
から一定距離オフセットさせてねじ切り刃でねじ下穴に
ねじ切りを開始するオフセット工程と、ねじ穴軸を中心
にしてねじ切り工具の軸を回転させつつ、ねじのリード
に対応して前記ねじ切り工具を徐々に引抜くことで、ね
じ切り刃でねじを切込むねじ切り工程と、からなる。
じ切り工具のねじ切り刃でねじ切りをなし、ねじ切り刃
もしくは底刃で面取りも可能であるから、1本の工具で
ねじ加工を実行することができる。ねじ下穴の深さとね
じ深さが実質同一となるため、非ねじ部を廃止すること
ができる。
請求項3記載のねじ切り工具の軸をねじ穴軸から一定距
離オフセットさせた後にねじ切り工具をねじ穴軸を中心
に旋回させると共にねじ切り工具を回転させ、このねじ
切り工具をねじのリードに対応して前進させることによ
り、ねじ切り刃で鋳抜き穴にねじを切込むねじ切り工程
と、ねじ切り刃で切出したねじの山の頂きを、前記さら
え刃にてさらうねじ山のさらえ工程と、ねじ穴の底を、
前記底刃にて仕上げる底仕上げ工程と、からなる。
り、これに並行してさらえ刃でねじ山の頂きを切削し、
底刃でねじ穴の底を仕上げる。ねじ山の頂きを切削する
のはシャンクがねじ山に接触するのを防ぐためである。
請求項4では、ねじ切り工具の前進動作で下穴を開け、
後退動作でねじ切りを行ったが、この請求項5では、鋳
抜き穴にねじ下穴を開けることなく前進動作でねじ切り
を実行する。後退はねじ切り工具を撤去するだけである
から急速後退が可能であり、ねじ切りの所要時間を大幅
に短縮することができる。
しくは底刃で面取りも可能であるから、1本の工具でね
じ加工を実行することができ、ねじ下穴の深さとねじ深
さが実質同一となるため、非ねじ部を廃止することがで
きる。
いて以下に説明する。なお、請求項1にねじ切り工具は
図8,9、請求項2のねじ切り工具は図13、請求項4
のねじ切り方法は図10,11、請求項5のねじ切り方
法は図14,15で具体例を示す。
図であり、3層構造体10は、CBN若しくはダイヤモ
ンドの高硬度焼結体を第2層11とし、この第2層11
を超硬合金などの工具材料からなる第1層12及び第3
層13でサンドイッチした積層体である。例えば第2層
11の厚さは1mm程度、第1層12や第3層13の厚
さは5mm程度、3層構造体10の厚さは11mm程度
とする。
なわち立方晶窒化ほう素を略したものであり、ダイヤモ
ンドとともに広く採用されている人造砥粒である。CB
Nは鉄系ワークの切削に、ダイヤモンドは非鉄系ワーク
の切削に好適である。
明すると、先ず4〜16μmのダイヤモンド粒若しくは
CBN粒を、HIP(熱間静水圧プレス)にて等圧的に
加圧しながら焼結することで、第2層11を製造し、こ
の第2層11の上下にWC粉末を重ねHIPで加圧しな
がら焼結することで、3層構造体10を得る。HIPを
HP(ホットプレス)やCIP(冷間静水圧プレス)に
替えることは自在であり、周知の焼結法であれば製造法
は特に限定するものではない。
図(図1の平面図に相当する図)であり、想像線15・・
・(・・・は複数を示す。以下同様。)に沿って且つ第1層
12の上面に垂直若しくはほぼ垂直に、3層構造体10
を切断することで、多数本の柱状素材20・・・を切出
す。このことを条切りということもある。図から明らか
なように、極めて歩留りよく(例えば歩留り90%)、
柱状素材20・・・を切出すことができる。
り、柱状素材20はa×bの矩形断面の長尺材であり、
第1層12、第2層11及び第3層13の積層体であ
る。この柱状素材20の対向する切断面のうち、図で右
のものを一方の切断面21、左のものを他方の切断面2
2と呼ぶことにする。そして、便宜上、柱状素材20を
矢印cのように倒して、一方の切断面21を上に向け
る。
であり、柱状素材20の第2層11に、所定のピッチで
油孔24・・・を開ける。具体的には、パイプ電極を用い
た放電加工法にて、一方の切断面21から他方の切断
面、すなわち図面の表から裏に向って穿孔する。
出し要領図であり、油孔24・・・を有する柱状素材20
を一方の切断面21から他方の切断面、すなわち図面の
表から裏に向って切断することで、多数個のチップ半完
成品30・・・を切出す。具体的には、ワイヤカット放電
加工法にて、切出す。
ンクに取付けるときの要領図であり、工具鋼の丸棒に油
孔51を開け、丸棒を所定の外径に仕上げてなるシャン
ク50の先端に、チップ半完成品30を添え、好ましく
はピン54を油孔24,51に連通させて、チップ半完
成品30の位置決め精度を上げるようにして、シャンク
50にろー(ろー材)52にてチップ半完成品30をろ
ー付けする。
側面図であり、52はろーであり、このろー52でシャ
ンク50の先端にチップ半完成品30を結合したことを
示す。図8はシャンク−チップ半完成品結合体の仕上げ
加工図、図9は図8の9矢視図であり、チップ半完成品
30にすくい面(正面すくい面41a及び側面すくい面
41b)、切れ刃(底刃42a及びねじ切り刃42
b)、逃げ面(正面逃げ面43a及び側面逃げ面43
b)、先端油溝44などを形成することでチップ40を
仕上げたことを示す。なお、すくい面、切れ刃及び逃げ
面は、図において先端油溝44の下方にも形成するが、
符号が錯綜するので、符号の記入は省略した。
60を正面から見ると、第2層11は工具の回転中心を
通る縦長の細い帯であり、この細い帯に底刃42a,ね
じ切り刃42bを形成するとともに、第2層11の両側
を第1層12及び第3層13で補強する構造であること
を特徴とする。
44を設けることで、十分な量の切削油を切削面若しく
は切削部位へ供給することができる。
削用チップの製造方法は、図1の3層積層体10を対象
に、第1層12の上面にほぼ垂直に第1層12、第2層
11、第3層13の順に切断することで、図3に示した
矩形断面の柱状素材20を切り出す第1切断工程と、前
記柱状素材20の一方の切断面21から他方の切断面2
2へ向って切断することで前記第2層11を中央に含む
チップ半完成品30・・・(図5参照)を切出す第2切断
工程と、このチップ半完成品30を、別途準備したシャ
ンク50に接合する接合工程と、チップ半完成品30に
すくい面41a,41b、切れ刃42a,42b、逃げ
面43a,43bを形成してチップ40を得る仕上げ工
程と、からなることを特徴とする。
並びに図5から明らかな如く、製品歩留りが極めて高く
なり、チップを大量に安価に製造することができる。こ
の結果、ねじ切り工具も低コストで製造することができ
る。
切り工程図(前半)である。 (a):鋳抜き穴62に回転させたねじ切り工具60を
臨ませ、ねじ下穴加工を開始する。 (b):ねじ下穴63の内径は、ねじ切り工具60の外
径とほぼ同一であることを示す。所定の深さに達したら
ねじ切り工具60の前進(下降)を止める。 (c):ねじ穴軸64から距離δだけねじ切り工具の軸
66をオフセットさせる。ねじ切り工具60は回転して
いるので、ねじ下穴63を容易に切込むことができる。
切り工程図(後半)である。 (a):ねじ穴軸64を中心にしてねじ切り工具の軸6
6を回転させつつ、ねじ68のリードLに対応してねじ
切り工具60を徐々に引抜くことで、ねじ切り刃42b
でねじ68を切込む。 (b):ねじ切り工具60のねじ切り刃42bがねじ6
8の入口に達したら、ねじ切り工具の軸66をねじ穴軸
64から大きくオフセットさせて、面取り部69を形成
する。 (c):ねじ切り工具60を撤去し、ねじ切り加工を完
了する。
較図である。(a)は、図16(c)を転写したもの
で、従来のねじ切り方法で製造したねじ105を示し、
深さ(D1−D2)の非ねじ部を含む。(b)は、図1
1(c)を転写したもので、本発明のねじ切り方法で製
造したねじ68を示し、深さ(D1−D2)の非ねじ部
は存在しない。従って、本発明方法によれば、鋳物を薄
くすることができる。すなわち、ねじを形成するために
肉厚を増す必要がないため、鋳物の軽量化が図れる。
切り工具の別実施例を示す図であり、(a)はシャンク
−チップ半完成品結合体の仕上げ加工図、(b)は
(a)のb−b矢視図、(c)は(a)のc−c線断面
図であるが、(a)は図8に近似し、(b)は図9と同
じであるから、図8,9に付した符号を流用する。
は、シャンク50にろー52にてチップ40をろー付け
したものであり、チップ40のシャンク50側に、ねじ
切り刃42bより小径で且つシャンク50より大径の、
されえ刃71を形成したことを特徴とする。(b)に示
す通り、工具を正面から見ると、第2層11は工具の回
転中心を通る縦長の細い帯であり、この細い帯に底刃4
2a,42a、ねじ切り刃42b,42bを形成すると
ともに、第2層11の両側を第1層12及び第3層13
で補強する構造であることが分かる。そして、(c)に
示す通り、されえ刃71,71は第2層11に形成した
ものであり、第2層11の両側を第1層12及び第3層
13で補強する構造であることが分かる。
じ切り工具の第1作用図である。 (a):先ず、鋳抜き穴62に所定の速度で回転させた
ねじ切り工具60Bを臨ませる。 (b):そして、ねじ切り工具60Bで鋳抜き穴62の
入り口を切削することで、面取り部69を形成する。 (c):次に、ねじ穴軸64から一定距離δだけオフセ
ットさせた後に、ねじ切り工具60Bをねじ穴軸64を
中心に旋回させると共にねじ切り工具60Bを切削速度
で回転させ、且つねじ切り工具60Bをねじ68のリー
ドに対応して前進(図では上から下へ進める)させるこ
とにより、ねじ切り刃42bで鋳抜き穴62にねじ68
を切込む。同図のA部詳細を次に詳しく説明する。
じ切り工具の第2作用図である。(A)は、図14
(c)のA部詳細図であり、ねじ切り刃42bでねじを
切った直後に、具体的にはねじのリードの1/2だけ遅
れて、すなわち工具1/2回転分だけ遅れて、さらえ刃
71でねじの山の頂き68aをカットする。この結果、
ねじの山の頂き68aとシャンク50との間に隙間βを
確保することができる。もし、このカットを行わない
と、山の頂きがシャンク50と接触し、ねじとシャンク
50の双方が傷むことになる。この点、本例の様にねじ
切り直後にねじの山の頂き68aをさらえば、その様な
トラブルが発生することはない。
を切った後に、底刃42aでねじ穴の底73を仕上げて
平坦にする。(C)にて、ねじ切り工具60Bを撤去す
る。この撤去工程、すなわち、ねじ切り工具60Bを後
退させるときには格別の作用をさせないので、ねじ切り
工具60Bをクイックモーションで撤去することができ
る。
の前進動作で下穴を開け、後退動作でねじ切りを行った
が、図14,15の別実施例では、下穴を開けることな
く前進動作でねじ切りを実行する。後退はねじ切り工具
を撤去するだけであるから急速後退が可能であり、ねじ
切りの所要時間を大幅に短縮することができる。
ム合金鋳物のねじ切りに好適である。アルミニウム合金
鋳物は軟らかく切削抵抗が比較的小さいため、ねじ切り
工具の寿命が十分に見込めるからである。しかし、本発
明のねじ切り工具で、ねずみ鋳鉄(FC)、ダクタイル
鋳鉄(FCD)、ステンレス鋳物(SCS)などの各種
の鋳物又は樹脂、鋼材にねじ切ることは差支えない。
する。請求項1のねじ切り工具は、底刃でねじ下穴を開
け、ねじ切り工具のねじ切り刃でねじ切りをなし、ねじ
切り刃もしくは底刃で面取りも可能であるから、1本の
工具でねじ加工を実行することができる。この1本の工
具は、3層積層体を条切り(筋状に切ること)し、得た
柱状素材から多数個のチップ半完成品を切出し、これら
のチップ半完成品をシャンクに取付けて、チップを仕上
げることでねじ切り工具を得る。歩留りが極めてよいの
で、チップの製造コストを大幅に下げることができるか
ら、ねじ切り工具の製造コストを下げることができる。
奥にねじ切り刃より小径でシャンクより大径のさらえ刃
を形成し、第2層に底刃、ねじ切り刃、さらえ刃をこの
順に形成したことを特徴とし、ねじ切り刃でねじを切
り、これに並行してさらえ刃でねじ山の頂きを切削し、
底刃でねじ穴の底を仕上げる。ねじ山の頂きを切削する
のはシャンクがねじ山に接触するのを防ぐためである。
孔を設けるとともに、チップの第2層に油孔を設け、2
つの油孔を一直線上に連結したことを特徴とし切削のと
きに、油孔を通じて切削油を噴射することができる。こ
れらの孔はチップをシャンクに取付けるときに位置決め
部として活用することができる。
請求項3記載のねじ切り工具をねじ穴軸廻りに回転させ
つつ鋳抜き穴に進入させることで、前記ねじ切り工具の
外径とほぼ同径のねじ下穴をあける下穴加工工程と、ね
じ下穴の底に達した前記ねじ切り工具の軸を、ねじ穴軸
から一定距離オフセットさせてねじ切り刃でねじ下穴に
ねじ切りを開始するオフセット工程と、ねじ穴軸を中心
にしてねじ切り工具の軸を回転させつつ、ねじのリード
に対応して前記ねじ切り工具を徐々に引抜くことで、ね
じ切り刃でねじを切込むねじ切り工程と、からなり、ね
じ切り工具の底刃でねじ下穴を開け、ねじ切り工具のね
じ切り刃でねじ切りをなし、ねじ切り刃もしくは底刃で
面取りも可能であるから、1本の工具でねじ加工を実行
することができる。ねじ下穴の深さとねじ深さが実質同
一となるため、非ねじ部を廃止することができる。従っ
て、ねじ切りに必要な工具の数を少なくすること、及び
非ねじ部を廃止することの双方を達成することができ
る。
象に、ねじ切り刃でねじを切り、これに並行してさらえ
刃でねじ山の頂きを切削し、底刃でねじ穴の底を仕上げ
る。ねじ切り刃もしくは底刃で面取りも可能であるか
ら、1本の工具でねじ加工を実行することができ、ねじ
下穴の深さとねじ深さが実質同一となるため、非ねじ部
を廃止することができる。なお、請求項4では、ねじ切
り工具の前進動作で下穴を開け、後退動作でねじ切りを
行ったが、この請求項5では、鋳抜き穴にねじ下穴を開
けることなく前進動作でねじ切りを実行する。後退はね
じ切り工具を撤去するだけであるから急速後退が可能で
あり、ねじ切りの所要時間を大幅に短縮することができ
る。
けるときの要領図
図
図
…第3層、20…柱状素材、24,51…油孔、40…
チップ、42a…底刃、42b…ねじ切り刃、50…シ
ャンク、60,60B…ねじ切り工具、62…鋳抜き
穴、63…ねじ下穴、64…ねじ穴軸、66…ねじ切り
工具の軸、68…ねじ、68a…ねじの山の頂き、69
…面取り部、71…さらえ刃、73…ねじ穴の底、δ…
オフセット量。
Claims (5)
- 【請求項1】 シャンクと、このシャンクに取付けたチ
ップとからなるねじ切り工具において、 前記チップは、CBN若しくはダイヤモンドの高硬度焼
結体を第2層とし、この第2層を超硬合金などの工具材
料からなる第1層及び第3層でサンドイッチした3層積
層体からなり、 前記ねじ切り工具を正面から見ると、前記第2層は工具
の回転中心を通る細い帯であり、この細い帯に底刃及び
ねじ切り刃を形成するとともに、第2層の両側を第1層
及び第3層で補強する構造であることを特徴としたねじ
切り工具。 - 【請求項2】 前記ねじ切り刃の奥にねじ切り刃より小
径でシャンクより大径のさらえ刃を形成し、前記第2層
に底刃、ねじ切り刃、さらえ刃をこの順に形成したこと
を特徴とする請求項1記載のねじ切り工具。 - 【請求項3】 前記シャンクに油孔を設けるとともに、
前記チップの第2層に油孔を設け、前記2つの油孔を一
直線上に連結したことを特徴とする請求項1又は請求項
2記載のねじ切り工具。 - 【請求項4】 請求項1又は請求項3記載のねじ切り工
具をねじ穴軸廻りに回転させつつ鋳抜き穴に進入させる
ことで、前記ねじ切り工具の外径とほぼ同径のねじ下穴
をあける下穴加工工程と、 ねじ下穴の底に達した前記ねじ切り工具の軸を、ねじ穴
軸から一定距離オフセットさせてねじ切り刃でねじ下穴
にねじ切りを開始するオフセット工程と、 ねじ穴軸を中心にしてねじ切り工具の軸を回転させつ
つ、ねじのリードに対応して前記ねじ切り工具を徐々に
引抜くことで、ねじ切り刃でねじを切込むねじ切り工程
と、 からなることを特徴としたねじ切り方法。 - 【請求項5】 請求項2又は請求項3記載のねじ切り工
具の軸をねじ穴軸から一定距離オフセットさせた後にね
じ切り工具をねじ穴軸を中心に旋回させると共にねじ切
り工具を回転させ、このねじ切り工具をねじのリードに
対応して前進させることにより、ねじ切り刃で鋳抜き穴
にねじを切込むねじ切り工程と、 ねじ切り刃で切出したねじの山の頂きを、前記さらえ刃
にてさらうねじ山のさらえ工程と、 ねじ穴の底を、前記底刃にて仕上げる底仕上げ工程と、 からなることを特徴としたねじ切り方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15258599A JP3662773B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ねじ切り工具及びねじ切り方法 |
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DE102008030100A1 (de) | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation Gmbh | Gewindefräser |
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