JP2632388B2 - 内径ねじ切りバイト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内径ねじ切りバイト、特に、焼入鋼など
高硬度材を加工するのに好適な比較的小径の内径ねじ切
りバイトに関するものである。

〔従来の技術〕

焼入鋼の加工は、従来、唯一の方法とも云える研削加
工に頼っていたが、立方昌型窒化硼素（CBN）焼結体を
切刃に用いたCBN焼結体工具の出現により切削加工が可
能となったため、各種焼入鋼部品について研削から切削
への加工法の切換えが進められている。

切削は、研削に比して、加工能率、加工設備、加工精
度面等で優れているからである。

この切削の利点を生かすべく、焼入鋼に対する内径ね
じ加工にもCBN焼結体工具の適用が検討され、直径10〜3
0mm程度の内径ねじ加工においては、既に、第２図に示
す如きバイトが実用に供されている。図の11はCBN焼結
体チップで、12はシャンク、13、14は切刃である。

〔発明が解決しようとする課題〕

第２図の如きバイトを使用することにより、焼入鋼等
の高硬度材に目的通りの内径ねじを精度良く切削加工す
ることが可能になったが、従来のこの種のバイトは、切
刃のチッピング、欠けを生じ易く、寿命が短かいと云う
問題がある。

また、切刃の再研削は、２辺の切刃13、14を鎖線のよ
うに追い込んで行っているが、この方法によると、切刃
形状の正確な再現のために、特定の設備と硬度な技術を
要し、再研削費用が高くつくなどの問題がある。

そこで、この発明は、逃げ面を工夫して切刃の耐チッ
ピング性、耐欠損性を高めた内径ねじ切りバイトを提供
することを第１の目的としている。

また、耐チッピング性、耐欠損性を高めると同時に切
刃の再研削も容易にした内径ねじ切りバイトを提供する
ことを第２の目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の、上記の目的を達成するための手段は、硬
質焼結体を切刃に有する内径ねじ切り用バイトにおい
て、相反する方向に傾くバイト進行方向前方の切刃とバ
イト進行方向後方の切刃の各逃げ面にそれぞれ一定のリ
ードを付し、さらに、これ等のリードは、被加工ねじの
リードに対し前方切刃の逃げ面のそれが同一方向、後方
切刃の逃げ面のそれが逆方向となし、かつ、共に被加工
ねじのリードよりも大となすものである。

このように構成すると、上記バイトの各逃げ面のリー
ドの絶対値が等しいか否かとは無関係に上記第２の目的
も同時に達成される。

なお、逃げ面のリードの大きさは、被加工ねじのリー
ドの２倍以上が特に好ましい。

また、使用する硬質焼結体の好ましい例としては、高
圧相型窒化硼素を主体とする高圧相型窒化硼素焼結体、
ダイヤモンドを主体とするダイヤモンド焼結体を挙げる
ことができる。

〔作用〕

発明者等は、先ず、再研削を容易にするために、一面
を研削すれば、研削面に対して直角上面から見て常に同
一刃型が再生されるいわゆるサーキュラーバイトの技術
思想を採り入れることにした。第３図に示す如きサーキ
ュラーバイトは周知であり、主としてベアリング加工に
用いられている。このバイトの再研削は、すくい面15
を、軸心を通る半径方向の平面Ｓに沿って逃げ面方向に
追い込んでやるだけでよく、再研削の度に原形と同一の
刃型が再生される。

さて、次に、発明者通は、このような形状を前提にし
たときに、各切刃の逃げ面の形状をどのようにすれば良
いかについて、実験と理論的検討を行った。その結果、
第１図に示す如き形状にすれば、安定な使用と再研削の
容易化の２つの要求を満たせることが判明した。

第１図に示すバイトは、シャンク２の先端部に硬質焼
結体のチップ１を取付けたものであって、チップ１に加
工された切刃の刃型は、すくい面５の上方から見ると、
被加工ねじのねじ山形状そのものとなっている。また、
ねじ切り時に先行して被削材に切込ませるバイト進行方
向前方の切刃３の逃げ面６は、被加工ねじのリードと同
一向きで倍率は上記ねじのリードに対してＸ倍のリード
を有している。一方、バイト進行方向後方の切刃４の逃
げ面７も、６のリードとは逆向きにやはりねじのリード
のＸ倍のリードを有している。

このようにすると、両逃げ面６、７の交線として現わ
れるノーズ部８は、先端Ｔから終端Ｅまでが第１図
（ａ）の線Ｃ上に位置し、バイトの前方から見た図図
（ｂ）での形状が、終端側に行くに従ってバイト軸心に
近づく渦巻き形状となる。

また、バイト軸心を通る半径方向の平面でチップ１を
切断したときに現われる刃型形状は、リードの影響で
３、４の切刃長さが若干短かくはなるが、原形がそのま
ま再現される。

なお、逃げ面６、７のリードのＸ値が等しければ、再
研削による切刃再現位置の軸方向変位は無いが、双方の
Ｘ値が異なっていると、リードの差の影響で再研削後の
切刃はノーズ８の先端位置が軸方向に微小に変位する。
しかし、この場合も、再現刃型は原形と同じになる。

従って、再研削はサーキュラーバイトと同様にすくい
面の追い込み加工のみでよく、２つの逃げ面の加工が不
要になる。

次に、再研削の容易化に関しては、被加工ねじのリー
ドに対する逃げ面のリードの比Ｘが１でも目的達成が叶
う。しかし、このＸについて１の値のものを製作し、実
加工に供した結果、切刃のチッピング、欠損により加工
がうまくいかないことが判った。そこで、種々の値のＸ
について、バイトと被削面との空間的相対位置の理論的
解析と実験的検討を行ったところ、Ｘの値は好ましくは
２以上ないと被削面と逃げ面との相対的距離が充分でな
く、実質的に両面がこすり合う結果、異常な切削力がバ
イトに作用して切刃のピッチング、欠損に至っているこ
とが解明された。

この結果は、焼入鋼や高硬度鋳鉄などの高硬度材に特
有のものであり、超硬バイトと未焼入れの普通鋼の組合
せではＸが２以下でも切削可能である。この差は、工具
材の強度の差と高硬度材切削では切削時背分力が非常に
大きくなることが原因している。

なお、高硬度材の加工では、上述したように、Ｘを２
以上とするのが好ましいが、１以上、２以下の場合にも
２以上のときほどではないが、切刃の耐ピッチング性、
耐欠損性に関しての改善効果が現われる。

〔実施例〕

切刃チップにCBN焼結体を用いて第１図で述べたリー
ドの倍率Ｘを各々変化させたバイトを７種用意し、浸炭
焼入材SCM420H_RC60に、φ16mm、ねじ長さ15mm、ねじピ
ッチ1mmの内径ねじを加工した。

切削速度は100m/min、切込みは１回当り0.05mmで順次
ねじ山方向に切込みを行いながら完全なねじに仕上げ
た。その結果を表１に示す。

この表のNo.1〜４のバイトはこの発明の条件を満足し
ていないもの、No.5〜７のバイトはこの発明の条件を満
足したものである。なお、No.7のバイトが80ヶ目でチッ
ピングを生じたのは、リードの倍率が最適値を越えてチ
ップの体積減少による強度面でのマイナス効果が現われ
たためと考えられる。

〔効果〕

以上述べたように、この発明の内径ねじ切りバイト
は、進行方向の前方切刃と後方切刃の各逃げ面に切刃か
ら遠ざかるにつれて互いに接近する向きのリードを付
し、さらに、そのリードは被加工ねじのリードよりも大
（好ましくは２倍以上）として逃げ面と被削面の異常摩
擦を防止したものであるから、切刃の耐チッピング性、
耐欠損性が向上し、高硬度材を安定に加工できると云う
効果がある。

また、双方の逃げ面のリードの絶対値を等しくしたも
のは、すくい面の追い込み研削のみで切刃を再現性良く
再生できると云う効果も得られ、研削設備等を考える
と、経済的にも有利になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、この発明のバイトの一例を示す平面
図、同図（ｂ）はその正面図、第２図（ａ）は従来バイ
トの平面図、同図（ｂ）はその正面図、第３図は周知の
サーキュラーバイトの斜視図である。 １……硬質焼結体チップ、 ２……シャンク、３、４……切刃、 ５……すくい面、６、７……逃げ面、 ８……ノーズ部。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】硬質焼結体を切刃に有する内径ねじ切り用
   バイトにおいて、相反する方向に傾くバイト進行方向前
   方の切刃とバイト進行方向後方の切刃の各逃げ面にそれ
   ぞれ一定のリードを付し、さらに、これ等のリードは、
   被加工ねじのリードに対し前方切刃の逃げ面のそれが同
   一方向、後方切刃の逃げ面のそれが逆方向となし、か
   つ、共に被加工ねじのリードよりも大となしたことを特
   徴とする内径ねじ切りバイト。
2. 【請求項２】前記２つの逃げ面のリードの絶対値を等し
   くした請求項（１）記載の内径ねじ切りバイト。
3. 【請求項３】前記逃げ面のリードを被加工ねじのリード
   の２倍以上とした請求項（１）又は（２）記載の内径ね
   じ切りバイト。
4. 【請求項４】前記硬質焼結体が高圧相窒化硼素を主体と
   する高圧相型窒化硼素焼結体である請求項の（１）又は
   （３）のいずれかに記載の内径ねじ切りバイト。
5. 【請求項５】前記硬質焼結体がダイヤモンドを主体とす
   るダイヤモンド焼結体である請求項（１）又は（３）の
   いずれかに記載の内径ねじ切りバイト。