JP2012061577A - 切削タップ - Google Patents
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Abstract
【課題】安定して高い精度のめねじを形成することが可能な切削タップを提供する。
【解決手段】軸方向前方に向かって外径が次第に小さくなるように形成された複数のねじ山10からなる食付き部1と、軸方向に沿って外径が一定の複数のねじ山20からなる完全山部2とを有する切削タップにおいて、完全山部2が、食付き部1のねじ山10に対して有効径d2および谷の径d1がいずれも同じねじ山20Aからなる谷底同径部2Aと、その谷底同径部2Aの軸方向後方に連続して設けられ、食付き部1のねじ山10に対して有効径d2は同じであるが谷の径d1’が大きいねじ山20Bからなる谷底大径部2Bとからなり、その谷底大径部2Bの谷底部分の回転方向前側の縁に谷底切れ刃6が形成されている構成を採用する。
【選択図】図3
【解決手段】軸方向前方に向かって外径が次第に小さくなるように形成された複数のねじ山10からなる食付き部1と、軸方向に沿って外径が一定の複数のねじ山20からなる完全山部2とを有する切削タップにおいて、完全山部2が、食付き部1のねじ山10に対して有効径d2および谷の径d1がいずれも同じねじ山20Aからなる谷底同径部2Aと、その谷底同径部2Aの軸方向後方に連続して設けられ、食付き部1のねじ山10に対して有効径d2は同じであるが谷の径d1’が大きいねじ山20Bからなる谷底大径部2Bとからなり、その谷底大径部2Bの谷底部分の回転方向前側の縁に谷底切れ刃6が形成されている構成を採用する。
【選択図】図3
Description
この発明は、切削によりめねじを形成する切削タップに関する。
高い精度のめねじを形成するためのタップとして、図8に示すようなリーマ付きタップが知られている(非特許文献1)。リーマ付きタップは、めねじの下穴の内径を仕上げるリーマ部100と、そのリーマ部100の軸方向後方に一体に設けられたタップ部101とからなる。
このリーマ付きタップでめねじを形成すると、タップ部101でめねじを形成する直前に、めねじの下穴の内径をリーマ部100で仕上げるので、もともとの下穴の内径に凹凸が存在する場合にも、高い精度のめねじを形成することができる。
例えば、ナットを製造する場合、まず、めねじの下穴を有するナットブランクを作り、次に、その下穴の内径にめねじを形成する。ここで、めねじの下穴は、一般に圧造やプレス加工で形成されるので、めねじの下穴の内径にせん断面と破断面とが生じ、そのせん断面の部分と破断面の部分とで下穴の内径がわずかに異なる場合がある。そのため、リーマ部100を持たない通常のタップでめねじを形成すると、せん断面の部分と破断面の部分とでめねじの内径が相違し、目的とするめねじ精度が得られないおそれがあった。これに対し、上記リーマ付きタップでめねじを形成すると、めねじの下穴の内径がせん断面の部分と破断面の部分とでわずかに異なる場合であっても、めねじを形成する直前に、めねじの下穴の内径をリーマ部100で仕上げるので、目的とするめねじ精度が得られやすい。
日本工業規格「ねじ加工工具用語−第1部:タップ」(B0176−1:2002)
しかしながら、このリーマ付きタップを用いた場合にも、以下のような問題がある。すなわち、めねじの下穴の内径をリーマ部100で仕上げたとしても、その仕上げた下穴の内径にタップ部101でめねじを形成するときに、めねじのねじ山の頂部にバリが生じる場合がある。この場合、そのバリが原因で、めねじのねじ山の高さが高くなるので、めねじの内径が過小となり、目的とするめねじ精度が得られないことがあった。
この発明が解決しようとする課題は、安定して高い精度のめねじを形成することが可能な切削タップを提供することである。
上記の課題を解決するため、軸方向前方に向かって外径が次第に小さくなるように形成された複数のねじ山からなる食付き部と、軸方向に沿って外径が一定の複数のねじ山からなる完全山部とを有する切削タップにおいて、前記完全山部が、前記食付き部のねじ山に対して有効径および谷の径がいずれも同じねじ山からなる谷底同径部と、その谷底同径部の軸方向後方に連続して設けられ、前記食付き部のねじ山に対して有効径は同じであるが谷の径は大きいねじ山からなる谷底大径部とからなり、その谷底大径部の谷底部分の回転方向前側の縁に谷底切れ刃が形成されている構成を採用した。
この切削タップでめねじを形成すると、食付き部でめねじを形成した後、そのめねじのねじ山の頂部を、谷底大径部の谷底切れ刃で仕上げるので、めねじの下穴の内径に凹凸が存在する場合にも、めねじの内径が一定となり、高い精度のめねじを形成することができる。また、食付き部でめねじを形成するときにめねじのねじ山の頂部にバリが生じても、そのバリは、谷底大径部の谷底切れ刃で削り取られる。
この発明の切削タップは、食付き部でめねじを形成した後、そのめねじのねじ山の頂部を谷底大径部の谷底切れ刃で仕上げるので、安定して高い精度のめねじを形成することが可能である。
以下、この発明の実施形態の切削タップを説明する。この切削タップは、ねじ立て盤によるナットの製造に用いられるナットタップであり、図1に示すように、軸方向前方に向かって外径が次第に小さくなるように形成された複数のねじ山10からなる食付き部1と、軸方向に沿って外径が一定の複数のねじ山20からなる完全山部2と、円柱状のシャンク3とを有する。完全山部2は食付き部1の軸方向後方に連続して設けられ、その完全山部2の軸方向後方に連続してシャンク3が設けられている。
ナットタップには、食付き部1の軸方向前端から完全山部2を通ってシャンク3に至る溝4が形成されており、この溝4によって、食付き部1の各ねじ山10が周方向に分断されると同時に、完全山部2の各ねじ山20も周方向に分断されている。そして、図2に示すように、溝4の内面とねじ山10の表面とが交差する部分に切れ刃5が形成され、切れ刃5で生じた切り屑が溝4を通って排出されるようになっている。食付き部1には、切れ刃5から回転方向後方に向かってねじ山10の高さが次第に低くなる逃げ(いわゆる食付き部の逃げ)が付けられている。溝4は、周方向に一定の間隔をおいて複数形成されている。
図3に示すように、食付き部1は、ねじ山10の頂部が軸方向前方に向かって低くなるように斜めに除去された不完全形状の複数のねじ山10からなる。食付き部1の各ねじ山10の外径dcは、軸方向前方に向かって次第に小さくなっているが、各ねじ山10の有効径d2および谷の径d1は、いずれも軸方向に沿って一定である。
ここで、ねじ山10の有効径d2が軸方向に沿って一定であるとは、厳密な意味で一定である必要がなく、めねじを形成するときの切削抵抗を低減するために、ねじ山10の有効径d2が軸方向前方から後方に向かって僅かに小さくなる僅かな傾斜(1/1000〜3/1000程度の傾斜)のバックテーパをつけたものも含む意味である。また、ねじ山10の有効径d2は、ねじ溝の幅がねじ山10の幅に等しくなるような仮想円筒の直径である。ねじ山10の谷の径d1は、ねじの谷底に接する仮想円筒の直径である。ねじ山10の外径dcは、ねじ山10の頂部に接する仮想円すいの直径である。
食付き部1の山数は13〜25山の範囲に設定することができる。13山以上に設定すると、めねじを形成するときの食付き部1の一山あたりの切削負荷が低減されるので、表面粗さの良好なめねじを形成することができる。また、25山以下に設定すると、めねじの下穴H(図4参照)に対する食付き不良を防止することができる。
完全山部2を構成するねじ山20は、完全形状のねじ山20A,20Bからなる。そして、完全山部2の各ねじ山20A,20Bの外径dおよび有効径d2は、いずれも軸方向に沿って一定であるが、谷の径d1は軸方向に沿って途中で変化している。すなわち、完全山部2は、食付き部1に対して有効径d2および谷の径d1が同じねじ山20Aからなる谷底同径部2Aと、食付き部1のねじ山10に対して有効径d2は同じであるが谷の径d1’が大きいねじ山20Bからなる谷底大径部2Bとからなる。谷底大径部2Bは、谷底同径部2Aの軸方向後方に連続して設けられている。
ここで、完全山部2のねじ山20A,20Bの外径dは、ねじ山20A(または20B)の頂部に接する仮想円筒の直径である。ねじ山20Aの谷の径d1およびねじ山20Bの谷の径d1’は、ねじの谷底に接する仮想円筒の直径である。ねじ山20A,20Bの有効径d2は、ねじ溝の幅がねじ山20A(または20B)の幅に等しくなるような仮想円筒の直径である。
完全山部2の谷底大径部2Bの谷底部分の回転方向前側の縁には、谷底切れ刃6が形成されている。ここで、谷底切れ刃6の逃げ面は、谷底大径部2Bの谷底の面であり、谷底切れ刃6のすくい面は、溝4の内面である。
そして、食付き部1の谷の径d1(すなわち谷底同径部2Aの谷の径d1)は、めねじの下穴Hに干渉するのを防止するために、めねじの内径の基準寸法よりも小さく設定されている。一方、谷底大径部2Bの谷の径d1’は、食付き部1で形成されためねじのねじ山30(図5参照)の頂部を仕上げるときにめねじのねじ山30の頂部に谷底切れ刃6を接触させるため(図6参照)、めねじの内径の基準寸法と同じか、それよりもめねじの内径の公差域内で大きく設定されている。めねじの内径の基準寸法は、ねじ公差の基準となる寸法であり、例えばメートルねじについては、日本工業規格「一般用メートルねじ−第4部:基準寸法」(B0205−4:2001)に規定されている。メートルねじの内径の基準寸法は、具体的には、(ねじの呼び径)−1.0825×(ねじのピッチ)で求めることができる。また、ユニファイねじについては、日本工業規格「ユニファイ並目ねじ」(B0206:1973)に規定されており、具体的には、{(ねじの呼び径)−1.082532/(25.4mmあたりのねじ山数)}×25.4で求めることができる。
谷底同径部2Aの山数は2〜8山の範囲に設定することができる。2山以上に設定すると、谷底大径部2Bの谷底切れ刃6でめねじのねじ山30の頂部を仕上げるときに、谷底同径部2AによるナットブランクN(図6参照)の軸方向の案内作用を確保できるので、ナットタップが一回転するときのナットブランクNの軸方向進み量がねじ山20Aのピッチに完全に一致し、その結果、めねじのねじ山30の形状崩れ(いわゆる、めねじの拡大)を防止することができる。8山以下に設定することで、完全山部2の山数が過多とならない。
谷底大径部2Bの山数は2〜5山の範囲に設定することができる。2山以上に設定すると、めねじのねじ山30の頂部を確実に仕上げることができる。5山以下に設定すると、完全山部2の山数が全体として抑えられ、ナットブランクNが完全山部2を通過するのに要する時間が短く済むので、ナットの生産性に優れる。
なお、食付き部1および完全山部2の全てのねじ山10,20A,20Bには、めねじを形成するときの切削抵抗を低減するために、回転方向前方から後方に向かって有効径d2が次第に小さくなるような逃げ(ねじ山全体の逃げ)を付けることができる。この場合、上記有効径d2および谷の径d1,d1’は、回転方向に沿って変化するが、めねじの切削に直接関係する回転方向前端(すなわち切れ刃5側の端部)における径を基準とする。
シャンク3の外周は円筒面であり、その外径dsは谷底大径部2Bの谷の径d1’と同じか、それよりも小さく設定されている。
また、このナットタップは高速度工具鋼を母材としている。ここで、完全山部2のねじ底は、回転方向前方から後方に向かって径が小さくなる逃げが設けられていないか、設けられていても微小なので、谷底切れ刃6の逃げ面は耐溶着性が求められる。そこで、この谷底切れ刃6の溶着を防止するため、少なくとも完全山部2のねじ底の部分に硬質皮膜をコーティングすると好ましい。硬質皮膜の種類としては、たとえばTiC等の金属炭化物、TiNやTiAlN等の金属窒化物、TiCN等の金属炭窒化物、またはこれらの固溶体が挙げられる。この硬質皮膜は、食付き部1と完全山部2を合わせたねじ部全体にコーティングすると、切れ刃5の耐摩耗性も向上させることができる。
上記ナットタップの製造は、例えば、次のようにして行なうことができる。まず、高速度工具鋼からなる丸棒の外周を研削し、溝4を形成する。次に、食付き部1のねじ山10と完全山部2のねじ山20A,20Bを研削加工によって形成する。ここで、研削加工によってねじ山20A,20Bを形成するとき、谷底大径部2Bのねじ山20Bの谷の径d1’が、谷底同径部2Aのねじ山20Aの谷の径d1よりも大きくなるように研削を行なう。その後、食付き部1のねじ山10の外径dcが軸方向前方に向かって次第に小さくなるように、食付き部1の部分のねじ山10の頂部を斜めに削り取る。このとき、ねじ山10の頂部には、回転方向後方に向かって高さが低くなる逃げも同時に設ける。最後に、食付き部1と完全山部2を合わせたねじ部に硬質皮膜をコーティングする。
次に、このナットタップを用いてナットを製造する使用例を説明する。
ナットタップを定位置で回転させ、そのナットタップの前端にナットブランクN(図4参照)を食い付かせる。そうすると、図4に示すように、まず食付き部1のねじ山10がめねじの下穴Hの内径に食い付いて、下穴Hの内径を切削する。このとき、食付き部1の隣り合うねじ山10の間の部分で、バリbが生じる場合がある。そして、食付き部1はそのねじ山10の有効径d2が軸方向に沿って一定なので、食付き部1による切削が進んでもバリbは除去されない。そのため、図5に示すように、ナットブランクNが、完全山部2のねじ山20Aにさしかかった段階においても、バリbは残ったままとなる。このとき、ナットブランクNのめねじのねじ山30の頂部にバリbがある状態となり、そのバリbの高さに相当する分、めねじのねじ山30の高さが高くなるので、そのままの状態ではめねじの内径が過小となるおそれがある。
しかし、その後、図6に示すように、めねじのねじ山30の頂部は、完全山部2の谷底大径部2Bに形成された谷底切れ刃6で仕上げられ、このとき、ねじ山30の頂部のバリbは谷底切れ刃6で削り取られる。また、谷底切れ刃6でめねじのねじ山30の頂部を仕上げるとき、谷底同径部2Aのねじ山20Aがめねじにねじ係合しているので、ナットタップが一回転するときのナットブランクNの軸方向進み量がねじ山20Aのピッチに完全に一致し、めねじの拡大が防止される。この結果、ナットブランクNの内径に高い精度のめねじが形成され、ナットが完成する。
ところで、めねじの下穴Hの形成を圧造やプレス加工で行なった場合、下穴Hの内径にせん断面と破断面とが生じ、そのせん断面の部分と破断面の部分とで下穴Hの内径がわずかに異なる場合がある。このような場合であっても、このナットタップでめねじを形成すると、食付き部1でめねじを形成した後、めねじのねじ山30の頂部を谷底大径部2Bの谷底切れ刃6で仕上げるので、めねじの内径が一定となり、高い精度のめねじを形成することができる。
以上のように、このナットタップでめねじを形成すると、食付き部1でめねじを形成した後、そのめねじのねじ山30の頂部を、完全山部2の後半の谷底大径部2Bの谷底切れ刃6で仕上げるので、めねじの下穴Hの内径に凹凸が存在する場合にも、めねじの内径が一定となり、高い精度のめねじを形成することができる。また、食付き部1でめねじを形成するときにめねじのねじ山30の頂部にバリbが生じても、そのバリbは、谷底大径部2Bの谷底切れ刃6で削り取られる。
なお、めねじのねじ山30の頂部を仕上げることが可能な切削タップとして、食付き部1と完全山部2の全長にわたって谷の径d1を大きくしたものが考えられるが、このようにすると、タップのねじ底の干渉により切削トルクが過大となって、円滑なねじ立てができなくなる。これに対し、上記実施形態のナットタップは、完全山部2の谷底大径部2Bの部分だけ谷の径d1’を大きくしているので、切削トルクが最小限に抑えられ、円滑なねじ立てが可能である。
谷底大径部2Bは、図3に示すように、隣り合うねじ山20B,20Bの間の谷底の面全面が断面直線状となるように形成してもよいが、図7(a)に示すように、谷底の面からねじ山20Bのフランクにつながる部分が断面円弧状となるように形成してもよく、また、図7(b)に示すように、隣り合うねじ山20B,20Bの間の谷底の面全面が断面円弧状となるように形成してもよい。このようにすると、隣り合うねじ山20B,20Bの間の谷底切れ刃6でめねじのねじ山の頂部を削ったときに、めねじのねじ山の頂部からフランクにつながる部分に丸みがつくため、完成しためねじは、おねじ部品のねじ込みを円滑に行なうことができ、ねじ込みの作業性に優れためねじとなる。
ところで、一般に使用されるハンドタップは、めねじを形成するために正転させ、その後、めねじから抜き取るために逆転させて使用するのに対し、上記実施形態で説明したナットタップは、常に正転させて使用する。この発明は、上記実施形態のナットタップのように、常に正転させて使用するタップに適用すると好ましい。その理由は次のとおりである。すなわち、常に正転させて使用するタップは、完全山部2が、確実にめねじの下穴Hを貫通することから、そのようなタップにこの発明を適用すると、完全山部2の谷底大径部2Bで、めねじのねじ山30の頂部を、ねじの全長にわたって確実に仕上げることができるからである。
また、上記実施形態では、左右対称の三角ねじ用のタップを例に挙げて説明したが、この発明は、三角ねじ以外のねじ(台形ねじ等)用のタップや左右非対称の特殊ねじ(鋸歯ねじ等)用のタップに適用してもよい。
1 食付き部
2 完全山部
2A 谷底同径部
2B 谷底大径部
6 谷底切れ刃
10,20,20A,20B ねじ山
d 完全山部の外径
dc 食付き部の外径
d1,d1’ 谷の径
d2 有効径
ds シャンクの外径
2 完全山部
2A 谷底同径部
2B 谷底大径部
6 谷底切れ刃
10,20,20A,20B ねじ山
d 完全山部の外径
dc 食付き部の外径
d1,d1’ 谷の径
d2 有効径
ds シャンクの外径
Claims (1)
- 軸方向前方に向かって外径(dc)が次第に小さくなるように形成された複数のねじ山(10)からなる食付き部(1)と、軸方向に沿って外径(d)が一定の複数のねじ山(20)からなる完全山部(2)とを有する切削タップにおいて、
前記完全山部(2)が、前記食付き部(1)のねじ山(10)に対して有効径(d2)および谷の径(d1)がいずれも同じねじ山(20A)からなる谷底同径部(2A)と、その谷底同径部(2A)の軸方向後方に連続して設けられ、前記食付き部(1)のねじ山(10)に対して有効径(d2)は同じであるが谷の径(d1’)が大きいねじ山(20B)からなる谷底大径部(2B)とからなり、その谷底大径部(2B)の谷底部分の回転方向前側の縁に谷底切れ刃(6)が形成されていることを特徴とする切削タップ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010209203A JP2012061577A (ja) | 2010-09-17 | 2010-09-17 | 切削タップ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010209203A JP2012061577A (ja) | 2010-09-17 | 2010-09-17 | 切削タップ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012061577A true JP2012061577A (ja) | 2012-03-29 |
Family
ID=46057838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010209203A Pending JP2012061577A (ja) | 2010-09-17 | 2010-09-17 | 切削タップ |
Country Status (1)
Country | Link |
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2010
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