JP3102889B2 - Improved integrated boring and threading tool and method - Google Patents

Improved integrated boring and threading tool and method

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JP3102889B2
JP3102889B2 JP08509696A JP50969696A JP3102889B2 JP 3102889 B2 JP3102889 B2 JP 3102889B2 JP 08509696 A JP08509696 A JP 08509696A JP 50969696 A JP50969696 A JP 50969696A JP 3102889 B2 JP3102889 B2 JP 3102889B2
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23GTHREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G5/00Thread-cutting tools; Die-heads
    • B23G5/18Milling cutters
    • B23G5/182Milling cutters combined with other tools
    • B23G5/186Milling cutters combined with other tools combined with chamfering tools
    • B23G5/188Milling cutters combined with other tools combined with chamfering tools and with drills
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    • Y10T408/904Tool or Tool with support with pitch-stabilizing ridge
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    • Y10T409/30056Thread or helix generating with planetary cutter

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 同時係属出願参考 本発明は1994年9月6日に出願された先願の同時係属
出願第08/301,329号の一部継続出願である。
The present invention is a continuation-in-part of co-pending application Ser. No. 08 / 301,329, filed Sep. 6, 1994, filed on Sep. 6, 1994.

技術分野 本発明は中ぐり(ボーリング)及びねじ切り(スレッ
ディング)用の切削工具(切削バイト)(cutting too
l)に関し、更に詳細には一体式工具、及び工具を用い
て異なる形状、サイズ及び特性の様々な面取り部(食付
き部、チャンファ)、カウンタボア(深座ぐり)及びね
じが切られるボアを有する穴を、所望されるように工具
を変えずに生成する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cutting tool (boring tool) for boring and threading (cutting too).
With respect to l), more particularly the integrated tools and the various chamfers (bits, chamfers), counterbore (deep counterbore) and bores to be threaded with different shapes, sizes and properties using the tools. The present invention relates to a method of producing a hole having a desired tool without changing the tool.

背景 ねじが切られた穴及びボアは最も多くは多数の工具を
用いて作成され、典型的には、次の工具の中心を構成
し、第1面取り部を作成するためのセンター又はスポッ
トドリルと、コアホール(心穴)又はボアを作成するた
めのドリル、カウンタボア形成工具、及び穴をねじ切る
ためのタップ(ねじ切り工具)を含む。最初の3つの工
具を連結して、複数の直径を工具の研削に組み入れるこ
とにより面取り部、カウンタボア及び穴を作成する特別
なドリルは公知である。しかし、このような工具の形状
は複雑であり、一般的に製造及び再研削コストが高い。
カウンタボア及び面取り部の直径が工具にはめ込まれる
ので、それらは広範に使用することはできない。同様に
ボアの部分の相対長さ及び工作物中に作成される穴の長
さも工具の予め決められた対応する部分の長さに依存す
る。
Background Threaded holes and bores are most often made using multiple tools, and typically comprise the center of the next tool and a center or spot drill to create the first chamfer. , A drill for creating a core hole or bore, a counterbore forming tool, and a tap for threading the hole (threading tool). Special drills are known in which the first three tools are connected to create chamfers, counterbores and holes by incorporating multiple diameters into the grinding of the tools. However, the shape of such tools is complex and generally involves high manufacturing and regrind costs.
Since the diameters of the counterbore and the chamfer fit into the tool, they cannot be used extensively. Similarly, the relative length of the bore portion and the length of the hole created in the workpiece also depend on the length of the corresponding predetermined portion of the tool.

従来より、シャンクに沿って穴形成要素及びねじフラ
イスを具備するEP−A−0−334002(ゲイスラー(Gais
sler))に記述されたような、工具が提供されていた。
このような工具は、先ずボア穴を掘削し、次に、所望の
穴深さに達した後、工具が横方向にオフセットされるか
又は横方向に外側に向かって移動されて、次に円形パス
に移動され、同時に持ち上げられてボア穴の壁中にねじ
切りを行う。一度、ねじ部が形成されると、工具はボア
穴からの引き戻しのために再び中心に置かれなければな
らないので、穴形成要素は切削しない。そうでない場合
にはねじ部を損傷してしまう。このステップのシーケン
スは、穴形成要素(例えば、端部切削面(end cutting
surface)、面取り形成面、及びカウンタボア形成面)
がねじフライス部分よりも大きな有効外径を有するため
に、論理的に必要とされる。仕上げパスを平滑にする
か、その他の方法でねじ部を仕上げるためには、工具サ
イクル時間に加えられる別の工具を挿入しなくてはなら
い。更に、穴形成要素及びねじフライス部分の相対サイ
ズにより、これらの工具は、形状、長さ、直径又はねじ
ピッチが変わる部分を有する穴を作成することができな
い。
Conventionally, EP-A-0-334002 (Gaisler) equipped with a hole forming element and a screw mill along the shank.
sler)), a tool was provided.
Such a tool would first drill a bore hole, then, after reaching the desired hole depth, the tool may be laterally offset or laterally moved outward and then circular. It is moved to the path and simultaneously lifted to make a thread into the wall of the borehole. Once the thread is formed, the hole-forming element does not cut because the tool must be re-centered for withdrawal from the bore hole. Otherwise, the thread will be damaged. This sequence of steps involves the formation of a hole-forming element (eg, end cutting surface).
surface), chamfer forming surface, and counterbore forming surface)
Is logically required because it has a larger effective outer diameter than the thread milling part. In order to smooth the finishing pass or otherwise finish the thread, another tool must be inserted which is added to the tool cycle time. Furthermore, due to the relative size of the hole-forming element and the thread milling portion, these tools cannot create holes with portions that vary in shape, length, diameter or thread pitch.

ドリル溝部中にはめ込まれるねじフライスを有する他
の工具は公知であり、穴及び面取り部を掘削後、ねじ部
を同じ工具を用いてフライス削りすることができる。し
かしながら、これらの工具は、作成された物理的工具の
単数又は複数の断面からの長さ、直径又はねじピッチの
変更部分を有する穴を作成することができない。さら
に、その工具の面取り形成部分はアセンブリの背面に配
置され、面取り部が形成される前に全深のボアを必要と
するために、穴は予め決められた深さに限定され、また
面取り部は予め決められた直径に限定される。
Other tools having a thread mill fitted into the drill groove are known, and after drilling holes and chamfers, the thread can be milled with the same tool. However, these tools cannot create holes with varying lengths, diameters or thread pitches from one or more cross sections of the physical tool created. In addition, the chamfer forming portion of the tool is located on the back of the assembly and the hole is limited to a predetermined depth because the chamfer requires a full depth bore before the chamfer is formed. Is limited to a predetermined diameter.

更に、延性材料を掘削する場合、破壊しづらい連続的
なチップが形成されることがよくある。このような長い
チップは固まり、他のチップとからみ合い、及び/又は
工具に巻きつくことがあり、これらは次に処理が困難な
「鳥の巣」を作成し得る。従って、工具の寸法的な限界
とは識別され、チップの処理問題を減少する長さ、特
性、及び直径が変わる穴を作成できる改良された単体の
中ぐり及びねじを切る工具に対する要求が存在して得
る。
Further, when excavating a ductile material, a continuous chip that is difficult to break is often formed. Such long chips can clump, entangle with other chips, and / or wrap around the tool, which can then create a "bird's nest" that is difficult to process. Accordingly, a need exists for an improved single boring and threading tool that can create holes of varying lengths, characteristics, and diameters that are identified as dimensional limitations of the tool and reduce chip handling problems. Get it.

発明の概要 本発明の目的は上記記述した問題、及び長さ、直径、
形状及びねじ切りが変わる穴を単一工具を用いて作成す
ることの欠点を取り除くことである。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to address the problems described above, and the length, diameter,
An object of the present invention is to eliminate the disadvantages of using a single tool to create a hole whose shape and threading change.

また、本発明の目的は工具交換の必要なく、様々なボ
ア、カウンタボア、及び面取り部を選択的に提供できる
単体工具を提供することである。
It is another object of the present invention to provide a single tool that can selectively provide various bores, counter bores, and chamfers without the need for tool change.

本発明の別の目的は、単に工具パスを変更することに
より、直径、深さ、及び形状が広い範囲にわたるカウン
タボア及び面取り部を有する穴を作成しねじを切ること
ができる単体回転工具及び方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a single rotating tool and method capable of creating and threading a hole having a counterbore and chamfer in a wide range of diameters, depths and shapes by simply changing the tool path. It is to provide.

本発明の更に別の目的は、組合せ中ぐり工具(バイ
ト)を使用してねじが切られた穴を作成するための簡便
な設計を提供することであり、それによりその工具は容
易で、製造及び再研削コストが安価となり、また工具交
換を繰り返さずに組合せマシン動作が可能になる。
Yet another object of the present invention is to provide a simple design for creating a threaded hole using a combination boring tool (tool), whereby the tool is easy to manufacture and manufacture. In addition, the re-grinding cost is reduced, and the combination machine can be operated without repeating the tool change.

本発明の更なる目的は以前から産業界で知られている
チップ処理問題を無くすことである。
A further object of the present invention is to eliminate the chip processing problems previously known in the industry.

本発明の更に別の目的は、ボア特性の順序および相対
サイズの選択的な変更が可能になる単体工具を提供する
ことである。
It is yet another object of the present invention to provide a unitary tool that allows for selectively changing the order and relative size of the bore characteristics.

また、本発明の目的はピッチが変わる雌ねじ又は雄ね
じを作成するために使用される組合せ中ぐりツーツのた
めの簡便な設計を提供することである。
It is also an object of the present invention to provide a simple design for a combination boring tool used to make female or male threads of varying pitch.

更に本発明の目的は、角度が変わる面取り部を有する
穴を作成しねじを切ることができる単体回転工具及び方
法を提供することである。
It is a further object of the present invention to provide a single-piece rotary tool and method capable of creating and threading holes with chamfers of varying angles.

本発明の一態様によれば、改良中ぐり及びねじ切り工
具が提供され、その工具が予め定められた軸方向長さの
シャフトと基端部及び末端部を有し、末端部は穴形成要
素を具備している。穴形成要素は、好ましくは、末端部
と隣接する面取り形成面、その面取り形成面の軸方向に
後ろのカウンタボア形成面、及びカウンタボア形成面と
基端部との間に配置されたねじフライスとを具備する。
面取り形成面は、角度が変わる面取り部を形成できるよ
うに好ましくは形状が凸状である。ねじフライスは好ま
しくは、軸方向に位置合わせされた一列以上の歯を具備
する。カウンタボア形成面は、ねじフライスの有効外径
よりも実質的に大きいかそれと同じ有効外径を有する。
According to one aspect of the present invention, an improved boring and threading tool is provided, the tool having a shaft of a predetermined axial length and a proximal end and a distal end, wherein the distal end includes a hole forming element. I have it. The bore forming element is preferably a chamfer forming surface adjacent the distal end, a counterbore forming surface axially behind the chamfer forming surface, and a screw milling mill disposed between the counterbore forming surface and the proximal end. And
The chamfered surface is preferably convex in shape so that a chamfered portion with a variable angle can be formed. The screw milling machine preferably comprises one or more rows of axially aligned teeth. The counterbore forming surface has an effective outer diameter substantially greater than or equal to the effective outer diameter of the thread mill.

他の実施の形態は、ねじフライスの有効外径よりも僅
かに小さい(例えば、0.001インチ)カウンタボア形成
面を有してもよい。
Other embodiments may have a counterbore forming surface that is slightly smaller (eg, 0.001 inch) than the effective outer diameter of the thread milling cutter.

改良された中ぐり及びねじ切り工具を使用して、工作
物中にねじが切られる又はねじが切られないボアを製造
することができるので、別個の直径及び深さを有する少
なくとも2つの穴部分がある。例えば、得られたねじが
切らるたボアは、所望されるように、工具の交換の必要
なく別個の深さ、中心軸及び直径の面取り部及びカウン
タボアを有し得る。本発明は、好ましくは三軸制御で数
値制御マシンで実施され得る。選択的に決定された直径
及び中心軸を有する第1ボア部分は、穴形成ビットを用
いて工作物中に、ビットを工作物中に軸方向に送り、ビ
ットを数値制御マシン工具により選択された第1半径を
有する選択的に決定された第1工具パスに進めることに
より、作成される。非円形ボアが望ましい場合、第1工
具パスを適切に変更してそのようなボアを作成してもよ
い。
The improved boring and threading tools can be used to produce a threaded or unthreaded bore in a workpiece, so that at least two hole portions having distinct diameters and depths are provided. is there. For example, the resulting threaded bore may have separate depth, center axis and diameter chamfers and counter bores without the need for tool change, as desired. The invention can be implemented on a numerically controlled machine, preferably with a three-axis control. A first bore portion having a selectively determined diameter and central axis is axially advanced into the workpiece using the drill bit, the bit is axially advanced into the workpiece, and the bit is selected by the numerically controlled machine tool. Created by advancing to a selectively determined first tool path having a first radius. If a non-circular bore is desired, the first toolpath may be modified appropriately to create such a bore.

第2ボア部分は、第1ボア部分の直径と異なる直径及
び中心軸を用いて工作物中に作成され得る。同様に、第
2ボア部分は穴形成ビットを用いて、ビットを軸方向に
工作物中に送り、ビットを数値制御マシン工具を用いて
選択的に調整された第2半径を有する選択的に決定され
た第2工具パスに進めることにより、作成される。
The second bore portion may be created in the workpiece using a diameter and a central axis different from the diameter of the first bore portion. Similarly, the second bore portion uses the drill bit to feed the bit axially into the workpiece and selectively determines the bit with a second radius selectively adjusted using a numerically controlled machine tool. By creating the second tool path.

このプロセスを望ましい回数だけ繰り返し、可変ボア
輪郭、有効内径、深さ、及び位置合わせとボアとのほと
んど無限の組合せを作成することができる。同様に、ロ
ーブカウンタボア等のような非円形ボアもまた、適切な
工具パス修正により工具の軸方向送りを用いても用いな
くても形成することができる。ねじ部は、数値制御マシ
ン工具を用いて適切なねじ半径に沿って選択的に決定さ
れた螺旋状パス中に工具を移動することにより、ねじフ
ライスを用いてあらゆるボア部分の壁内に生成され得
る。複数の食付きねじ部(リードインスレッド)を、そ
れぞれの数の食付きねじ部が形成されるように1つ置き
に歯又は複数の歯が除去されたねじフライスを用いて生
成することができる。例えば、1つ置きに軸方向ねじ切
り歯が取り除かれる場合、2つの食付きねじ部を有する
ねじが切られるボアを形成できる。歯が2つ置きに除去
される場合、3つの食付きねじ部を有するねじが切られ
るボアを形成することができる。
This process can be repeated as many times as desired to create a variable bore profile, effective inner diameter, depth, and an almost infinite combination of alignment and bore. Similarly, non-circular bores, such as lobe counter bores, can also be formed with or without axial feed of the tool with appropriate tool path modifications. The thread is created in the wall of any bore using a screw mill by moving the tool in a helical path selectively determined along the appropriate thread radius using a numerically controlled machine tool. obtain. A plurality of threaded threads (lead-in thread) can be created using a thread mill with every other tooth or teeth removed to form a respective number of threaded threads. . For example, if every other axial thread is removed, a threaded bore having two bite threads can be formed. If every third tooth is removed, a threaded bore with three bite threads can be formed.

本発明の更に他の態様によれば、ねじフライスが少な
くとも1つのねじ切り歯を有する改良された中ぐり及び
ねじ切り工具が提供される。ねじフライスが1つ以上の
歯を有する場合、ピッチが変わるねじを形成できるよう
に全部の歯はねじフライスの同じ軸方向位置に配置され
なければならない。この実施の形態もまた穴形成要素を
有し、面取り形成面及びカウンタボア形成面を具備して
もよい。カウンタボア形成面は好ましくはねじフライス
の有効外径よりも実質的に小さい有効外径を有する。こ
の実施の形態は概して、ねじ部を有するボア部分が1つ
の動作で形成されること以外は上記記述した方法と同じ
方法で用いられる。例えば、ねじが切られるボア部分は
概して、ねじフライスを工作物中に軸方向に送り込むこ
とにより形成される。この動作は、ボアとボア部分内の
一連のラフなねじ切りの両方を行う。その理由は、ねじ
フライスの有効外径が穴形成要素、面取り形成面、及び
カウンタボア形成面の有効外径よりも大きいからであ
る。次に、ねじ部は、工具を、工具が入ったのと同じパ
スに沿ってねじが切られるボアから引き戻すことにより
仕上げられる。ピッチが変わるねじ部は、工具の送り速
度を単に変更することでこの工具により形成される。
In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided an improved boring and threading tool wherein the thread mill has at least one thread. If the screw mill has more than one tooth, all the teeth must be located at the same axial position of the screw mill so that a screw of varying pitch can be formed. This embodiment also has a hole forming element and may include a chamfer forming surface and a counterbore forming surface. The counterbore forming surface preferably has an effective outer diameter substantially smaller than the effective outer diameter of the thread mill. This embodiment is generally used in the same manner as described above, except that the bore with the thread is formed in one operation. For example, the bore portion to be threaded is generally formed by axially feeding a thread mill into the workpiece. This action provides both a bore and a series of rough threads in the bore portion. The reason is that the effective outer diameter of the screw milling cutter is larger than the effective outer diameter of the hole forming element, the chamfer forming surface and the counterbore forming surface. The thread is then finished by pulling the tool back from the bore that is threaded along the same path as the tool entered. Threads of varying pitch are formed by this tool by simply changing the feed rate of the tool.

雄ねじも、工具を工作物の中心軸に対して所与のねじ
切り外径を有する螺旋状のラフなねじ切りパスに沿って
送ることにより工作物に本発明の工具を用いて形成され
得る。ねじ部は、螺旋状のラフなねじ切りパスを逆に引
き戻すことで任意に仕上げられる。同様に、ピッチを変
更するねじは、単に工具の送り速度を変更することによ
りこの工具で形成され得る。
External threads can also be formed using the tool of the present invention on a workpiece by feeding the tool along a helical rough threading path having a given threading outside diameter with respect to the center axis of the workpiece. The thread can be arbitrarily finished by pulling back the spiral, rough threading path. Similarly, pitch changing screws can be formed with this tool simply by changing the feed rate of the tool.

図面の簡単な説明 本明細書は本発明を特に指摘し明確に請求する請求の
範囲によって完結するが、添付図面に関連して行われる
以下の記述からもより理解されるであろう。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present specification is completed by the claims particularly pointing out and distinctly claiming the invention, but will be better understood from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.

図1Aは、本発明に従って形成された改良された中ぐり
及びねじ切り工具の断側面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional side view of an improved boring and threading tool formed in accordance with the present invention.

図1Bは、本発明の改良された中ぐり及びねじ切り工具
の別の実施の形態を例示し、図1Aに示されたものに類似
するが、修正された凹形穴形成要素を示す。
FIG. 1B illustrates another embodiment of the improved boring and threading tool of the present invention, which is similar to that shown in FIG. 1A, but shows a modified concave hole forming element.

図1Cは、本発明の改良された中ぐり及びねじ切り工具
のまた別の実施の形態を示し、凸形穴形成要素を例示す
る。
FIG. 1C illustrates yet another embodiment of the improved boring and threading tool of the present invention, illustrating a convex hole forming element.

図1Dは、本発明の改良された工具の更に別の実施の形
態を示し、凸形に湾曲した食付き形成面とカウンタボア
形成面との組み合わせを例示する。
FIG. 1D illustrates yet another embodiment of the improved tool of the present invention, illustrating the combination of a convexly curved biting surface and a counterbore forming surface.

図1Eは、本発明の別の実施の形態を示し、修正された
穴形成要素を例示する。
FIG. 1E illustrates another embodiment of the present invention and illustrates a modified hole forming element.

図1Fは、本発明の改良された工具の別の実施の形態を
例示し、食付き形成面は部分的に凸形に湾曲した形状で
ある。
FIG. 1F illustrates another embodiment of the improved tool of the present invention, wherein the bite forming surface is partially convexly curved.

図1Gは、本発明の改良された工具の更に別の実施の形
態を示し、カウンタボア形成面はねじフライスの有効外
径よりも小さい有効外径を有し、ねじフライスは同じ軸
位置に配置された二つのねじ切り歯を有する。
FIG.1G shows yet another embodiment of the improved tool of the present invention, wherein the counterbore forming surface has an effective outer diameter smaller than the effective outer diameter of the screw milling, and the screw milling is located at the same axial position. With two threaded teeth.

図1Hは、本発明の改良された工具のまた別の実施の形
態を例示し、ねじフライスの軸方向の列の歯は複数の食
付きねじ切りのために一つ置きに除去されている。
FIG. 1H illustrates yet another embodiment of the improved tool of the present invention, wherein the teeth of the axial row of the screw milling cutter have been removed for every other bite threading.

図2A−Eは、ねじが切られたボアを形成する図1Aの改
良された工具の種々の処理ステップを例示する一連の概
略図である。
2A-E are a series of schematic diagrams illustrating various processing steps of the improved tool of FIG. 1A forming a threaded bore.

図2Fは、図1Fの改良された工具を使用して形成された
めねじの概略図を例示する。
FIG. 2F illustrates a schematic view of a screw to be formed using the improved tool of FIG. 1F.

図2Gは、図1Fの改良された工具を使用して食付き部及
びカウンタボアを同時に形成することを例示した概略図
である。
FIG. 2G is a schematic diagram illustrating the simultaneous formation of a bite and a counterbore using the improved tool of FIG. 1F.

図3A−Jは、本発明の工具及び方法によって形成され
る例示的なねじが切られていないボアの概略側面図を示
す。
3A-J show schematic side views of an exemplary unthreaded bore formed by the tools and methods of the present invention.

図4Aは、工具が穴形成ビットの直径に等しい直径を有
するボアを形成する場合にx−y平面に形成される典型
的な工具経路の平面図である。
FIG. 4A is a plan view of a typical tool path formed in the xy plane when the tool forms a bore having a diameter equal to the diameter of the drill bit.

図4Bは、工具が穴形成ビットの直径よりも大きな直径
を有するボアを形成する場合にx−y平面に形成される
典型的な工具経路を例示した平面図である。
FIG. 4B is a plan view illustrating a typical tool path formed in the xy plane when the tool forms a bore having a diameter greater than the diameter of the hole forming bit.

図4Cは、ボアにねじを形成する工具の典型的な工具経
路を示した平面図である。
FIG. 4C is a plan view showing a typical tool path of a tool for forming a screw in a bore.

図4Dは、特注の形状のボアを形成する工具の例示的な
非円形工具経路を示す平面図である。
FIG. 4D is a plan view illustrating an exemplary non-circular tool path for a tool that forms a custom shaped bore.

発明の詳細な記述 同一番号は一貫して同じ要素を示す図面を詳細に参照
すると、図1A−Hは、本発明の改良された中ぐり工具及
びねじ切り工具10の例示的な好適な実施の形態の概略例
を示す。工具10はシャフト15を有し、該シャフトは基端
部(例えば20)及び末端部(例えば30)を有する所定の
軸方向の長さを有する。基端部20は、中ぐり装置又は他
の工作機械のクランプジョー又はチャックに挿入するた
めのシャンク40を有する。シャンク40に隣接し且つ該シ
ャンクの軸方向前方にあり、更に末端部30の後方にある
のはねじフライス部分50であり、この部分は軸方向に列
状に並んだ一つ以上のねじ形成歯60を有する。しかし、
図2F及び2Gの実施の形態に関して示されるように、本発
明の工具には単一の歯が設けられてもよく、この歯によ
って単一の工具による種々のねじのピッチの形成が可能
になる。本発明に従って形成された幾つかの工具では、
工具10にはねじフライス部分50にねじ形成歯が形成され
ない。これはあまり好ましくないが、ボアはねじフライ
ス歯が工具に設けられるか否かに関わらずねじを伴って
又はねじなしで形成され、適合性を最大にするためには
一つ以上の歯が好ましい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to the drawings in detail, where like numerals refer to like elements throughout, FIGS. 1A-H illustrate an exemplary preferred embodiment of the improved boring and threading tool 10 of the present invention. The following shows a schematic example. The tool 10 has a shaft 15 having a predetermined axial length having a proximal end (eg, 20) and a distal end (eg, 30). The proximal end 20 has a shank 40 for insertion into a clamping jaw or chuck of a boring device or other machine tool. Adjacent to and axially forward of the shank 40 and rearward of the distal end 30 is a thread milling portion 50, which comprises one or more axially aligned thread forming teeth. Has 60. But,
As shown with respect to the embodiment of FIGS. 2F and 2G, the tool of the present invention may be provided with a single tooth, which allows the formation of various screw pitches with a single tool. . In some tools formed according to the present invention,
The tool 10 does not have thread forming teeth on the thread milling portion 50. While this is less preferred, the bore is formed with or without threads, whether or not thread milling teeth are provided on the tool, with one or more teeth preferred for maximum compatibility. .

穴形成要素70は、ねじフライス50に隣接し且つ該ねじ
フライスの軸方向前方の工具10の末端部30に配置される
ことが好ましい。穴形成要素70はセンターカットを行う
ことが好ましい端部切削面(end cutting surface)80
を有する。全ての端部切削面80には特に小半径の穴をフ
ライス削りしたりドリルしたりする場合のチップ処分の
ための適切なチップガレット(図示せず)が設けられる
ことが好ましい。また、穴形成要素70は、端部切削面80
に隣接し且つ該端部切削面の軸方向に後方に配置される
面取り形成面100及び面取り形成面100に隣接し且つ該面
取り形成面の軸方向に後方に配置されるカウンタボア形
成面110を含み、所望の面取り部及びカウンタボア部分
を形成する。
The hole forming element 70 is preferably located at the distal end 30 of the tool 10 adjacent to and axially forward of the screw milling cutter. The hole forming element 70 is preferably an end cutting surface 80 which preferably makes a center cut.
Having. All end cutting surfaces 80 are preferably provided with suitable chip gullets (not shown) for chip disposal, especially when milling or drilling small radius holes. Further, the hole forming element 70 has an end cutting surface 80.
A chamfer forming surface 100 adjacent to the end cutting surface in the axial direction and a counterbore forming surface 110 adjacent to the chamfer forming surface 100 and disposed in the axial direction of the chamfer forming surface. To form the desired chamfers and counterbore portions.

理解されるように、図1Aの工具のほぼ平坦な端部切削
面80は穴の使用可能なねじの深さを最大化させる。図1B
に示される別の実施の形態は凹形の端部切削面80を有
し、この面は、特に工具の外径にほぼ対応する半径を有
する実質的に螺旋状の工具経路でフライス削りする際
に、工具10の撓みを最少化させる。図1C−1Fは工具10の
別の実施の形態を例示し、延性材料を切削する際に優れ
たチップコントロールを提供する凸形表面切削面80を有
する。理解されるように、凸形表面は湾曲した表面(例
えば、図1D、F及びH)、明確に角度が付けられた表面
(図1C、E及びG)又は種々の表面構成又はその組み合
わせを有し得る。
As will be appreciated, the substantially flat end cutting surface 80 of the tool of FIG. 1A maximizes the usable screw depth of the hole. Figure 1B
Has a concave end cutting surface 80, which is particularly useful when milling in a substantially helical tool path having a radius approximately corresponding to the outer diameter of the tool. In addition, the bending of the tool 10 is minimized. 1C-1F illustrate another embodiment of the tool 10, having a convex surface cutting surface 80 that provides excellent tip control when cutting ductile material. As will be appreciated, a convex surface may have a curved surface (eg, FIGS. 1D, F and H), a clearly angled surface (FIGS. 1C, E and G), or various surface configurations or combinations thereof. I can do it.

図1A−Hは、端部切削面80に隣接し且つ該端部切削面
の軸方向に後方に配置されることが好ましい工具10の面
取り形成面100を示す。図1D及び1Fは工具10の別の実施
の形態を例示し、この実施の形態では種々の角度の面取
り部の補間を可能にするために凸形に湾曲された面取り
形成面100を有する。特に、このような構造によって、
種々の構造及びサイズの面取り部を提供し、機械の経路
制御能力によってのみ制限される面取り形成面が提供さ
れる。しかし、形成される表面は幾らかスカラップ形で
あるため、図1Dの実施の形態の螺旋回転当たりの軸方向
の送り込み速度は面取りされた面の輪郭トレランスによ
って制限される。図1Eは工具10の別の実施の形態を例示
し、この工具は一体化した面取り形成面(例えば、10
0)を含む端部切削面80を有し、可能な限りで最大の送
り込み速度を提供するが、この端部切削面80は穴の最大
深さ、使用可能なねじ又はチップ形成の問題のような仕
様のために適切ではない。
1A-H show a chamfer forming surface 100 of the tool 10 which is preferably located adjacent and axially rearward of the end cutting surface 80. FIG. 1D and 1F illustrate another embodiment of the tool 10, which has a chamfer forming surface 100 that is convexly curved to allow interpolation of chamfers at various angles. In particular, with such a structure,
Chamfers of various structures and sizes are provided, providing chamfer forming surfaces limited only by the path control capabilities of the machine. However, because the surface formed is somewhat scalloped, the axial feed rate per helical rotation of the embodiment of FIG. 1D is limited by the contour tolerance of the chamfered surface. FIG. 1E illustrates another embodiment of a tool 10 that includes an integrated chamfer forming surface (eg, 10 mm).
0) to provide the maximum possible feed rate, but this end cutting surface 80 may have a maximum hole depth, usable screw or chip formation problems. Is not appropriate due to poor specifications.

従って、工具10の利点は、図1D及び1Fに示されるよう
に、面取り部の形状が予め設定されないことである。例
えば、単一の又は複数の面取り部は単一の角度、複数の
角度又はカーブした角度を有するように形成される。ま
た、面取り部は例えばほぼ円形、長円形又はトリローブ
(trilobed:三葉)のような明確な形状で形成され得
る。工具10が単一の面取り角を形成するために使用され
る場合、面取り形成ランド100を特定の角度だけ再研磨
することによって、面取り部形成プロセス中に工具経路
に沿った回転当たりの最大軸方向送り込みが可能にな
る。工具が特定のアプリケーションのために専用で使用
されることが想定される場合、(図1A−C、E及びG)
に例示されるように)所定の面取り形成角を有するビッ
ト70を形成することが好ましい。
Thus, an advantage of the tool 10 is that the shape of the chamfer is not preset, as shown in FIGS. 1D and 1F. For example, a single or multiple chamfers may be formed having a single angle, multiple angles, or curved angles. Also, the chamfer may be formed in a distinct shape such as, for example, substantially circular, oval or trilobed. If the tool 10 is used to form a single chamfer angle, by resharpening the chamfer forming land 100 by a specific angle, the maximum axial direction per revolution along the tool path during the chamfer forming process Feeding becomes possible. If it is assumed that the tool will be used exclusively for a particular application (FIGS. 1A-C, E and G)
It is preferable to form a bit 70 having a predetermined chamfer forming angle (as exemplified in FIG. 3).

図1A−Hは本発明の改良された切削工具10を示し、こ
の切削工具は面取り形成面100に隣接し且つ該面取り形
成面の軸方向後方に配置されるカウンタボア形成面110
を有する。理解されるように、カウンタボア形成面110
の軸方向の長さ(1)によって工具を用いてカウンタボ
ア又は穴を形成する場合の螺旋回転当たりの軸方向の送
り込みが有効的に制限される。カウンタボア形成面110
の軸方向の長さが長くなるとそれに対応して送り込みの
最大速度も増大するため、説明されるようにねじ切り過
程中に仕上げられたねじが切られたボアの底部に形成さ
れるアンダーカット又はリリーフの軸方向の長さ(例え
ば、図2Eに示される長さu)も増大する。好ましくは、
(例えば、図1A及びBに例示されるように)ねじフライ
スの軸方向の長さMは、ボアが形成されるために所望さ
れる使用可能なねじの最大深さに等しいかそれよりも長
くなければならない。ねじフライス50は軸方向に列状に
並んだ一つ以上の歯60を含むことが好ましい。図1Gに最
も良く示されるように、別の実施の形態では、軸方向の
列に沿った歯60は除去されて複数の食付きねじ部が形成
されることが想定される。好ましくは、(図1Cに例示さ
れるように)シャンク40の直径Dは、工具の全体的な材
料コストを最少化し工具の使用適合性を最大化するため
にねじフライス50の直径に等しいかそれより小さい。し
かし、カウンタボアの深さが考慮され、工具10の長さ対
直径の比が(強度及び剛性のために)所望されないもの
である場合、シャンク40の直径Dは適切に拡大される。
図1A〜1Fにも最も良く示されるように、工具10はカウン
タボアの外径d1を有し、これはねじフライスの外径d2
りも大きいか又はほぼ等しい。
1A-H illustrate an improved cutting tool 10 of the present invention, which includes a counterbore forming surface 110 located adjacent and axially rearward of the chamfer forming surface 100. FIG.
Having. As will be appreciated, the counterbore forming surface 110
The axial length of (1) effectively limits the axial feed per helical revolution when forming a counterbore or hole using a tool. Counter bore forming surface 110
The undercut or relief formed in the bottom of the threaded bore finished during the threading process as described, since the axial length of (For example, the length u shown in FIG. 2E) also increases. Preferably,
The axial length M of the screw milling cutter (e.g., as illustrated in FIGS. 1A and B) is equal to or greater than the maximum usable screw depth desired for forming the bore. There must be. Preferably, the screw milling cutter 50 includes one or more teeth 60 arranged in an axial row. As best shown in FIG. 1G, in another embodiment, it is envisioned that teeth 60 along the axial row are removed to form a plurality of bite threads. Preferably, the diameter D of the shank 40 (as illustrated in FIG. 1C) is equal to or less than the diameter of the thread milling cutter 50 to minimize the overall material cost of the tool and maximize the suitability of the tool. Less than. However, if the depth of the counterbore is considered and the length to diameter ratio of the tool 10 is undesirable (due to strength and stiffness), the diameter D of the shank 40 is appropriately enlarged.
As best shown in FIG. 1A-1F, the tool 10 has an outer diameter d 1 of the counterbore, which is larger or substantially equal than the outer diameter d 2 of the thread milling.

図1Gに例示される工具10は、ねじフライス50及びカウ
ンタボア形成面110を有し、この表面はねじフライス部
分の外径d2よりも小さな外径d1を有する。また、この実
施の形態は少なくとも一つのねじ切削歯60を含み、工具
上の同じ軸方向の位置に配置される二つのねじ形成歯を
有するものとして例示される。ねじフライスが一つ以上
の歯を有する場合、全ての歯はピッチが変化するねじが
形成され得るように、ねじフライスの同じ軸方向の位置
に配置されなければならない。図面には例示されないが
別の実施の形態は、少なくとも二つのねじ切り歯を有す
るねじフライスを有し、第1の歯はカウンタボア形成面
に隣接し第2の歯は第1歯の軸方向後方にある。第1歯
の輪郭がやや小さい(約0.05インチ)場合、ピッチは小
さなサイズの1/2だけ変化し得る(例えば、0.05インチ
のサイズは0.025のねじのピッチの偏差を許容する)。
次にねじフライスは螺旋パターンで工作物に軸方向に送
り込まれ、ボア壁部の所望の部分に沿ってねじを形成す
ることができる。ボアをねじ切りするこの実施の形態の
使用によって時間はかなり消費されるが、ねじ山の角度
(例えば、60゜)は同じであるため、一つの工具で別個
のピッチを形成する。従って、単に軸方向の送り込み速
度を変化させることによって、この別の実施の形態を用
いて同じ工具で異なるピッチが形成され得る。
Tool 10 illustrated in Figure 1G has a thread milling 50 and the counter bore forming surface 110, the surface has a smaller outer diameter d 1 than the outer diameter d 2 of the thread milling portion. This embodiment also includes at least one thread cutting tooth 60 and is exemplified as having two thread forming teeth located at the same axial position on the tool. If the screw mill has more than one tooth, all teeth must be arranged at the same axial position on the screw mill so that a screw of varying pitch can be formed. Another embodiment, not illustrated in the drawings, comprises a thread milling machine having at least two thread cutting teeth, the first tooth being adjacent to the counterbore forming surface and the second tooth being axially posterior to the first tooth. It is in. If the profile of the first tooth is rather small (about 0.05 inches), the pitch can vary by half of the small size (e.g., a 0.05 inch size allows for a pitch deviation of 0.025 threads).
The thread mill can then be fed axially into the workpiece in a spiral pattern to form threads along the desired portion of the bore wall. Although the use of this embodiment for threading the bore is time consuming, the angle of the threads (eg, 60 °) is the same, so that one tool forms a separate pitch. Thus, different pitches can be formed with the same tool using this alternative embodiment simply by changing the axial feed rate.

本発明の工具10は全てのタイプのボア(即ち、スルー
ボア、ブラインドホール等)を形成するために使用され
るが、図2A−Fは、図1Aに関して例示され述べられたよ
うな工具10で工作物に面取り部、カウンタボア及びねじ
が切られたボアを有する例示的なブラインドボア又はホ
ール形成するために使用されるステップを例示する。工
具10の動作を制御する適切な手段は当該技術分野の技術
者によって選択され得るが、好ましくは三軸数値制御マ
シーン(図示せず)が使用される。数値制御マシーンは
幾つかの所定の工具経路及びコントローラに保存された
操作プログラムを有するようにプログラミングされる
か、或いは人間による制御が使用されて機械加工動作前
又は動作中に品質制御データを入力する。適切な制御装
置は当該技術分野の技術者によって決定されて使用さ
れ、手で握る中ぐり装置の人の手による動作を含む。更
に、工具10は当該技術分野の技術者によって選択された
クイックチェンジ工作機械で使用される。このようなク
イックチェンジ工作機械によって、より大きな機械加工
動作の一部としてマルチタスク中ぐり動作が可能にな
る。動作中に工具の取替えが殆ど必要されないため、実
質的なコスト削減は工具10のマルチタスク機能の結果で
ある。
While the tool 10 of the present invention is used to form all types of bores (i.e., through bores, blind holes, etc.), FIGS. 2A-F illustrate machining with a tool 10 as illustrated and described with respect to FIG. 1A. FIG. 5 illustrates the steps used to form an exemplary blind bore or hole having a chamfer, counterbore, and threaded bore in an object. Suitable means for controlling the operation of tool 10 can be selected by those skilled in the art, but preferably a three-axis numerical control machine (not shown) is used. The numerical control machine is programmed to have some predetermined tool paths and operating programs stored in the controller, or human control is used to input quality control data before or during the machining operation. . Suitable controls are determined and used by those skilled in the art and include human hand-operated operation of the boring device held by hand. Further, the tool 10 is used on a quick change machine tool selected by a person skilled in the art. Such quick change machine tools allow for multitasking boring operations as part of a larger machining operation. Substantial cost savings are a result of the multitasking capabilities of the tool 10 since little tool change is required during operation.

図2Aに示されるように、例えば、第1ボア部分又は面
取り部120は面取り形成ランド100によって形成され、工
具10を長手方向の軸Lを中心に回転させ、面取り部中心
線Cを中心とする半径r1を有する経路に沿って工具を工
作物に向かって軸方向に送り込むことによって形成され
る。面取り部120の深さ及び直径は制御手段によって選
択的に制御され得る。図2Bに示されるように、カウンタ
ボア130は、カウンタボア形成ランド110を経路に沿って
軸方向に送り込むことによって形成され、この経路は面
取り部120を形成するために使用される半径r1と異なる
半径r2を有する。カウンタボア130の深さは選択的に決
定され、好ましくは数値制御マシーンによって制御され
る。
As shown in FIG. 2A, for example, the first bore portion or chamfer 120 is formed by the chamfer forming land 100, rotating the tool 10 about the longitudinal axis L and centering on the chamfer center line C. It is formed by feeding in the axial direction toward the tool to the workpiece along a path having a radius r 1. The depth and diameter of the chamfer 120 can be selectively controlled by control means. As shown in Figure 2B, the counter bore 130 is formed by feeding in the axial direction along the counter bore forming the lands 110 on the path, the path to the radius r 1 which is used to form the chamfered portion 120 It has a different radius r 2. The depth of the counterbore 130 is selectively determined and is preferably controlled by a numerical control machine.

当該技術分野の技術者に容易に理解されるように、非
円形ボア及び面取り部も工具10を利用してこの工具を工
具の軸に垂直な非円形工具経路に移動させることによっ
て形成される。種々の深さの非円形ボアは工具を工作物
に軸方向にインデックスすることによって形成される。
例えば、この方法は楕円形ボア、トリローブボア又はキ
ー溝が付いたボアを形成するために使用される。トリロ
ーブボア又はカウンタボアを形成するために利用される
例示的な非円形工具経路は図4Dに例示される。更に、図
3Jに示されるように、少なくとも一つの非同軸ボアは工
具10によって形成される。
As will be readily understood by those skilled in the art, non-circular bores and chamfers are also formed by utilizing the tool 10 to move the tool into a non-circular tool path perpendicular to the axis of the tool. Non-circular bores of various depths are formed by axially indexing the tool into the workpiece.
For example, the method may be used to form an elliptical bore, a trilobe bore, or a keyed bore. An exemplary non-circular tool path utilized to form a trilobe or counter bore is illustrated in FIG. 4D. In addition,
At least one non-coaxial bore is formed by the tool 10, as shown in 3J.

図2Cに示されるように、ボア140は、同じ工具10を用
いてこの工具10を工具経路の所望の深さまで軸方向に送
り込むことによって形成され、この工具経路は面取り部
120及びカウンタボア130を形成するために使用される工
具経路の半径(例えば、r1及びr2)とは異なる半径r3
有する。半径r3がr2と同じ場合、カウンタボア130及び
ボア140は明らかに同じ直径を有する。図2Dに例示され
るように、ボア140の少なくとも一部は、工具10をボア1
40から所望のねじのピッチの約1.5倍だけ中に入れるこ
とによって同じ工具10でねじが切られる(ねじが切られ
たボア150)。工具経路の所望の螺旋状経路及び半径(r
4)は所望のねじ(例えば、長手方向の長さ、ピッチ、
深さ等)を形成するように選択され、ねじフライス50
は、軸Lを中心に工具10の少なくとも1回転分及び好ま
しくは約1〜1.5回転分だけボア140の螺旋状経路に送り
込まれる。図2Eは単体工具10によって述べられた方法で
形成された完成したねじが切られたボアを示す。一つ以
上の食付き(又はスタートイン)ねじ部が所望される場
合、工具10はボア部分の中心軸を中心に割り出され、食
付きねじ部はボア部分の内径に対して等しく割り出され
る。例えば、二つの食付きねじ部が所望される場合、工
具10はボア部分の中心軸に対して180゜割り出され、上
記に述べられた螺旋状ねじ形成ステップは一度繰り返さ
れるため、二つの食付きねじ部が形成される。或いは、
図1Gに例示される工具10の実施の形態は、本明細書中で
述べたように、追加の食付きねじ部が所望される毎に工
具10を割り出す必要なく、少なくとも二つの食付きねじ
部(図示せず)が単一のねじフライス動作で形成される
ように置き換えられる。当該技術分野の技術者に理解さ
れるように、工具10は単一のねじ形成歯又は複数のねじ
形成歯のどちらを有するかに関わらず、このように複数
の食付きねじ部を形成するために使用され得る。処理ス
テップの正確な順序は幾らか変化され得ることに注目さ
れたい。例えば、ボア140、カウンタボア130及び食付き
部120を形成する順序は所望されるように再構成され
る。
As shown in FIG. 2C, a bore 140 is formed by axially feeding the tool 10 using the same tool 10 to a desired depth of the tool path, where the tool path is chamfered.
120 and the radius of the tool path that are used to form a counterbore 130 (e.g., r 1 and r 2) having different radii r 3 and. If the radius r 3 is the same as r 2 , the counterbore 130 and the bore 140 will obviously have the same diameter. As illustrated in FIG.2D, at least a portion of the bore 140 includes the tool 10 in the bore 1
The same tool 10 is threaded by threading from 40 to about 1.5 times the desired thread pitch (threaded bore 150). The desired spiral path and radius of the tool path (r
4 ) is the desired screw (eg, longitudinal length, pitch,
Depth, etc.) selected to form a 50 mm thread mill
Is fed into the helical path of the bore 140 by at least one revolution of the tool 10 about the axis L and preferably by about 1 to 1.5 revolutions. FIG. 2E shows the completed threaded bore formed in the manner described by the unitary tool 10. If more than one bite (or start-in) thread is desired, the tool 10 is indexed about the central axis of the bore and the bite is indexed equally to the inner diameter of the bore. . For example, if two bite threads are desired, the tool 10 would be indexed 180 ° with respect to the central axis of the bore portion and the helical thread forming step described above would be repeated once, thus resulting in two bite threads. A threaded section is formed. Or,
The embodiment of the tool 10 illustrated in FIG.1G, as described herein, requires at least two bite threads without having to index the tool 10 each time an additional bite thread is desired. (Not shown) is replaced by being formed in a single screw milling operation. As will be appreciated by those skilled in the art, the tool 10 will thus form a plurality of biting threads, whether having a single thread forming tooth or multiple thread forming teeth. Can be used for Note that the exact order of the processing steps may vary somewhat. For example, the order in which the bore 140, counterbore 130, and bite 120 are formed may be reconfigured as desired.

図2F−Gに最も良く例示されるように、図1Gに例示さ
れたような工具10の好適な実施の形態はボア内にねじを
形成するためにも使用される。ボア140及び仕上げねじ
部150は工具10を工具経路に所望の深さだけ螺旋状に送
り込むことによって形成され、この工具経路は、面取り
部120及びカウンタボア130を形成するために使用される
工具経路の半径(例えば、r1及びr2)とは異なる半径r3
を有する。カウンタボア形成面110の最も大きな有効外
径(例えば、d1)はねじフライス50の最も大きな有効外
径(例えば、d2)よりも小さいため、カウンタボア130
の深さはカウンタボア形成面110の高さhによって制限
される。歯60は穴形成要素70よりも直径が大きいため、
図1Gの工具10を螺旋状に送り込む動作によって、仕上げ
ねじ部150のボア及び荒いねじ部の両方を同時にフライ
ス削りする。工具10を送り込んだ経路と同じ経路に沿っ
て引き出すことによって、歯60は仕上げねじ部150を形
成するための“仕上げパス”を提供する。
As best illustrated in FIGS. 2F-G, the preferred embodiment of tool 10 as illustrated in FIG. 1G is also used to form threads in the bore. The bore 140 and the finishing thread 150 are formed by spirally feeding the tool 10 into the toolpath to a desired depth, the toolpath being used to form the chamfer 120 and the counterbore 130. Radius r 3 different from the radius (eg, r 1 and r 2 )
Having. Since the largest effective outer diameter (eg, d 1 ) of the counterbore forming surface 110 is smaller than the largest effective outer diameter (eg, d 2 ) of the screw milling cutter 50, the counterbore 130
Is limited by the height h of the counterbore forming surface 110. Because the teeth 60 are larger in diameter than the hole-forming elements 70,
The operation of spirally feeding the tool 10 of FIG. 1G simultaneously mills both the bore and the rough thread of the finishing thread 150. By withdrawing the tool 10 along the same path as the feed path, the teeth 60 provide a “finishing pass” for forming the finishing thread 150.

面取り部120及びカウンタボア130は、ボア140のフラ
イス削りの前又は後に単独で又は同時に形成される。図
2Gは工具10を利用して面取り部120及びカウンタボア130
を同時に形成することを例示する。面取り部120及びカ
ウンタボア130は円形又は非円形であり、これらのボア
が形成された工具経路によってのみ制限される。工具10
のこの実施の形態及びねじフライス及びボアフライスを
組み合わせた方法は、所望のピッチ及び外径のねじを形
成するために工具10を工作物の軸を中心に螺旋状に移動
させることによって、スタッド又はボス(図示せず)の
ような工作物におねじを形成するために使用される。或
いは、工具10の螺旋状送り込み速度がねじのピッチと同
期しており、工具10は所望のねじのピッチの長さの約1.
5倍だけ軸方向に送り込まれる場合、図1Aから1Hに例示
されるような工具10の実施の形態は、工作物におねじを
形成するためにも使用され得る。
The chamfer 120 and the counterbore 130 are formed alone or simultaneously before or after milling the bore 140. Figure
2G uses the tool 10 to make a chamfer 120 and a counterbore 130
Are formed at the same time. Chamfer 120 and counterbore 130 are circular or non-circular, and are limited only by the tool path in which these bores are formed. Tool 10
This embodiment of the combined screw and bore milling method uses a stud or boss by moving the tool 10 helically about the axis of the workpiece to form a screw of the desired pitch and outer diameter. Used to form threads in a workpiece such as (not shown). Alternatively, the helical feed speed of the tool 10 is synchronized with the pitch of the screw, and the tool 10 has a length of about 1.
When fed axially by a factor of 5, the embodiment of the tool 10 as illustrated in FIGS. 1A to 1H can also be used to form a screw in a workpiece.

図3A−3Jの例は、以下に実施されるボア特徴の順序及
び組み合わせの実質的に制限されないバリエーションの
例として意図される。本発明の工具の別の主要な利点
は、ねじフライス構造50の正面に穴形成要素70を含み、
この要素に隣接して面取り形成面100を配置することで
ある。この構造によって、工具10は工具を変えずにマル
チ機能ボアを形成するために使用されることができ、従
来通りの基部に取り付けられた面取り形成構造に接近す
るために十分な深さを有するボアがなくても異なるサイ
ズ及び形状の面取り部が設けられる。好適な実施の形態
では、前方に配置された端部切削面80、面取り形成面10
0及びカウンタボア形成面110(例えば、図1A−1H参照)
の組み合わせは、本発明の工具及び方法に対する実質的
に制限のない適合性及び適用性を提供する。
The examples of FIGS. 3A-3J are intended as examples of substantially non-limiting variations of the order and combination of bore features implemented below. Another major advantage of the tool of the present invention includes a hole forming element 70 on the front of the thread milling structure 50,
The arrangement of the chamfer forming surface 100 is adjacent to this element. With this configuration, the tool 10 can be used to form a multi-function bore without changing the tool, with a bore having sufficient depth to access the conventional base mounted chamfer forming structure. Without chamfers different sizes and shapes are provided. In a preferred embodiment, the front end cutting face 80, the chamfer forming face 10
0 and counter bore forming surface 110 (for example, see FIGS. 1A-1H)
The combination provides substantially unlimited compatibility and applicability to the tools and methods of the present invention.

図3A−Jは単に本発明の方法を使用して単体工具10で
形成される例示的な種々のブラインドホールを示す。各
ボアは三つ全ての特徴、即ち、面取り部、カウンタボア
及びねじが切られたボアを有する必要はなく、このよう
な特徴の配置の順序は工具を変える必要なく変化し得
る。同様に、各特徴は同じボアで複数回起こり得る。従
ってボアが要求されるアプリケーションに応じて多くの
組み合わせが生成され得る。理解されるように、ボアの
アンダーカット端部uは対称的には見えない。これは、
ねじフライスが約1.5回転で螺旋状経路を回転する好適
な実施の形態のねじ切り方法による。
3A-J merely illustrate various exemplary blind holes formed in a single tool 10 using the method of the present invention. Each bore need not have all three features: a chamfer, a counterbore, and a threaded bore, and the order of placement of such features can vary without having to change tools. Similarly, each feature can occur multiple times in the same bore. Thus, many combinations can be created depending on the application for which the bore is required. As will be appreciated, the undercut end u of the bore does not appear symmetric. this is,
According to a preferred embodiment threading method in which the thread mill rotates in a helical path in about 1.5 revolutions.

図3Aは、面取り部120a、カウンタボア130、食付き面
取り部120b及びねじが切られたボア140を有するねじが
切られたボア140を開示する。この組み合わせは、図2A
−2Eに関して上記に述べられたものである。図3Bはカウ
ンタボア130、それに引き続いて食付き面取り部120B及
びねじが切られたボア140を示す。図3Cは面取り部120
a、カウンタボア130及び食付き面取り部120bを有するね
じが切られたボア140を例示し、ねじが切られたボア140
の有効外径bはボアの他の部分(例えば、カウンタボア
130)の外径Bよりもやや小さい。図3Dは面取り部120
a、カウンタボア130及び食付き面取り部120bを有する大
きな直径のねじが切られたボア140を示す。図3Fは面取
り部120a、カウンタボア130及び食付き面取り部120bを
有するねじが切られたボア140を開示し、カウンタボア
の軸方向の長さNは前の例に示されたものよりも比較的
長い。図3Gは面取り部120a、カウンタボア130及び食付
き面取り部120bを有するねじが切られていないボア140
を示し、カウンタボアの直径Bはボアの直径bよりも大
きい。このボアにはねじは所望されないため、上記に述
べられた図2Eの例のようにアンダーカット部分がない。
図3Hは第1面取り部120a、第2面取り部120c、カウンタ
ボア130及び食付き又は第3面取り部120bを有するねじ
が切られたボア140を示す。
FIG. 3A discloses a threaded bore 140 having a chamfer 120a, a counterbore 130, a bite chamfer 120b, and a threaded bore 140. FIG. This combination is shown in Figure 2A
-2E as described above. FIG. 3B shows a counterbore 130 followed by a biting chamfer 120B and a threaded bore 140. FIG. FIG.3C shows the chamfered portion 120.
a, illustrates a threaded bore 140 having a counterbore 130 and a chamfered chamfer 120b, and a threaded bore 140
The effective outer diameter b of the other bore (for example, the counter bore)
130) It is slightly smaller than the outer diameter B. FIG.3D shows the chamfer 120
a, shows a large diameter threaded bore 140 having a counterbore 130 and a chamfer 120b. FIG.3F discloses a threaded bore 140 having a chamfer 120a, a counterbore 130, and a biting chamfer 120b, wherein the axial length N of the counterbore is greater than that shown in the previous example. Long. FIG.3G shows an unthreaded bore 140 having a chamfer 120a, a counterbore 130 and a biting chamfer 120b.
Where the diameter B of the counterbore is larger than the diameter b of the bore. Since no screw is desired in this bore, there is no undercut as in the example of FIG. 2E described above.
FIG. 3H shows a threaded bore 140 having a first chamfer 120a, a second chamfer 120c, a counterbore 130 and a bite or third chamfer 120b.

図3Jは、選択的に決定されたボアの中心線又は中心軸
Cを有するカウンタボア130を示し、この線はボアのね
じ切り部分140の別の中心線又は中心軸Pとは異なりや
やオフセットされている。この例は単体コンビネーショ
ン工具10の別の利点を例示しており、その利点とはボア
部分、特にカウンタボア130を形成するための工具経路
は、互いに同軸でない所望の特注非円形(即ち、長円形
又はトリローブ)のボアを形成するためにオフセットさ
れている。例えば、航空機の部品のような幾つかのアプ
リケーションでは、ストレス制御又は部品整合のために
特注のボア及び穴を提供することが必須である。本発明
の単体工具10で実施され得る実質的に自由な形態のオン
ザフライ制御によって、本明細書中に述べられたあらゆ
るボア特徴に偏心及びオフセットが形成される。図3Jは
このようなオフセット又は偏心カウンタボア130を例示
する。
FIG. 3J shows a counterbore 130 having a selectively determined centerline or centerline C of the bore, which is slightly offset from another centerline or centerline P of the threaded portion 140 of the bore. I have. This example illustrates another advantage of the unitary combination tool 10, which is that the bore portion, and in particular the tool path for forming the counterbore 130, is not custom-made non-circular (ie, oval) that is not coaxial with each other. Or trilobes) to form a bore. For example, in some applications, such as aircraft components, it is essential to provide custom bores and holes for stress control or component alignment. The substantially free-form on-the-fly control that can be implemented with the unitary tool 10 of the present invention creates eccentricities and offsets for any of the bore features described herein. FIG. 3J illustrates such an offset or eccentric counterbore 130.

特定のボア特徴を形成するために要求される工具経路
は形成されるボア部分に応じて異なることが理解され
る。例えば、図4Aは、工具10の直径よりも大きな直径を
有する穴を形成する場合に工具10によって形成される工
具経路160の平面図を示す。実質的には、工具10は中心
軸Lを中心に回転され、螺旋状に工作物に送り込まれ
る。図4Bは、工具10の半径よりも大きな半径(例えば、
r1)を有する穴を形成する場合に工具10によって形成さ
れる円錐形の工具経路160の平面図である。例えば、図4
Bに例示される工具経路に沿って送り込まれる凸形に湾
曲した食付き形成面を有する工具は、工具10の軸方向の
送り込み率が軸方向送り込み中に連続的に変化し、一方
固定したインボリュート変化率を維持する場合に、凸形
又は凹形の半径の食付き部を形成する。軸方向切り込み
率及びインボリュート変化率が両方とも固定される場
合、一定の食付き角度を有する円錐形表面が形成され
る。或いは、軸方向の送り込み中に、軸方向の送り込み
率又はインボリュート変化率のいずれかが変化すること
によって、第1食付き角度に隣接して第2の一定の食付
き角が形成される。食付き角及び形状のほぼ無限の組み
合わせは一つ以上のボア部分に隣接して形成される。図
4Cは、工具10が穴にねじを形成する場合の工具10の螺旋
状工具経路160の平面図を示す。工具10は長手方向の軸
Lを中心に回転し、工作物に送り込まれ、半径方向外側
に移動してねじを形成するため、直径が増大するスパイ
ラル工具経路が形成される。図4Dは円形でなく、トリロ
ーブボアを提供するように一つ以上の平面を有する工具
経路を示す。このような工具経路は軸方向の送り込みが
あってもなくても実施される。
It will be appreciated that the tool path required to form a particular bore feature will vary depending on the bore portion being formed. For example, FIG. 4A shows a plan view of the tool path 160 formed by the tool 10 when forming a hole having a diameter greater than the diameter of the tool 10. In effect, the tool 10 is rotated about a central axis L and fed helically into the workpiece. FIG. 4B shows a radius larger than the radius of the tool 10 (eg,
FIG. 4 is a plan view of a conical tool path 160 formed by the tool 10 when forming a hole having r 1 ). For example, FIG.
A tool having a convexly curved biting surface fed along the tool path illustrated in B, the axial feed rate of the tool 10 changes continuously during the axial feed, while the fixed involute In order to maintain the rate of change, a bite with a convex or concave radius is formed. If both the axial cut rate and the involute change rate are fixed, a conical surface with a constant bite angle is formed. Alternatively, the second constant biting angle is formed adjacent to the first biting angle by changing either the axial feeding rate or the involute change rate during the axial feeding. An almost endless combination of bite angles and shapes are formed adjacent one or more bore portions. Figure
4C shows a top view of the helical tool path 160 of the tool 10 when the tool 10 forms a thread in a hole. The tool 10 rotates about a longitudinal axis L, is fed into the workpiece, and moves radially outward to form a screw, thereby creating a spiral tool path of increasing diameter. FIG. 4D shows a toolpath that is not circular but has one or more planes to provide a trilobe bore. Such a tool path is implemented with or without axial feed.

工具10は工具10が実行するアプリケーションのタイプ
に応じて多くの適切な材料から形成される。一般的に、
最も好適な材料はカーバイド及び高速度スチールを含
む。更に、本発明に従って形成された工具の性能は、ア
プリケーションに応じて種々の外部コーティング、例え
ば、チタンカーバイド、窒化チタン、炭窒化チタン、窒
化チタンアルミニウム、ダイヤモンド又は立方窒化珪素
によって増大する。更に、工具10の過熱は、当該技術分
野では公知であるように、工具(図示せず)の冷却液オ
ープニングに冷却液を通過させることによって低減す
る。同様に、当該技術分野では公知であるが、成形動作
中にボアに適切な煙道及び/又は切削/冷却流体を施す
ことによってチップ除去も容易になる。
Tool 10 may be formed from many suitable materials depending on the type of application that tool 10 performs. Typically,
Most preferred materials include carbide and high speed steel. Further, the performance of tools formed in accordance with the present invention is enhanced by various external coatings, such as titanium carbide, titanium nitride, titanium carbonitride, titanium aluminum nitride, diamond or cubic silicon nitride, depending on the application. In addition, overheating of the tool 10 is reduced by passing coolant through a coolant opening of the tool (not shown), as is known in the art. Similarly, as is known in the art, tip removal is facilitated by applying an appropriate flue and / or cutting / cooling fluid to the bore during the molding operation.

本発明の好適な実施の形態を示し且つ述べることによ
って、本明細書中に示され述べられた穴開け工具及び方
法の更なる適合は本明細書中の範囲から逸脱しない限り
当該技術分野の技術者による適切な修正によって達成さ
れ得る。これらの幾つかの修正は既に述べられており、
他は当該技術分野の技術者には公知である。従って、本
明細書中の範囲は以下の請求の範囲によって定められる
べきであり、明細書及び図面に示され述べられた構造及
び動作の詳細には制限されないことが理解される。
By showing and describing preferred embodiments of the present invention, further adaptations of the drilling tools and methods shown and described herein are within the skill of the art without departing from the scope thereof. It can be achieved by appropriate modifications by the person. Some of these modifications have already been mentioned,
Others are known to those skilled in the art. Therefore, it is understood that the scope herein is to be defined by the following claims, and is not limited to the details of construction and operation shown and described in the specification and drawings.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−184722(JP,A) 特開 平3−55106(JP,A) 実開 昭57−166629(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23G 5/06 B23C 5/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-184722 (JP, A) JP-A-3-55106 (JP, A) JP-A-57-166629 (JP, U) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B23G 5/06 B23C 5/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定の軸方向長さで基端部と末端部を有す
るシャフトと、前記基端部に隣接して配置されるシャン
クとを備え、工作物にボアを選択的に形成しねじ切るた
めの改良された一体式回転可能工具であって、前記末端
部に隣接して配置される端部切削面と、前記端部切削面
と隣接する面取り形成面と、前記面取り形成面の軸方向
後ろに配置されるカウンタボア形成面と、前記カウンタ
ボア形成面と前記シャンクとの間に配設されるねじフラ
イス部分とを組合わせた工具において、前記ネジフライ
ス部分及び前記カウンタボア形成面の各々は所定の有効
外径を有し、前記カウンタボア形成面の有効外径が前記
ねじフライス部分の前記有効外径よりも小さいことを特
長とする一体式回転可能工具。
A shaft having a proximal end and a distal end having a predetermined axial length, and a shank disposed adjacent the proximal end, wherein a screw is selectively formed in the workpiece to form a bore. An improved integrated rotatable tool for cutting, comprising an end cutting surface disposed adjacent said distal end, a chamfer forming surface adjacent said end cutting surface, and an axis of said chamfer forming surface. In a tool combining a counter bore forming surface disposed in the rear direction and a screw milling portion disposed between the counter bore forming surface and the shank, a tool having a combination of the screw milling portion and the counter bore forming surface is provided. An integrated rotatable tool, each having a predetermined effective outer diameter, wherein an effective outer diameter of the counterbore forming surface is smaller than the effective outer diameter of the screw milling portion.
【請求項2】前記ねじフライス部分が少なくとも1つの
ねじ切歯又は軸方向に離間された複数のねじ切歯を含む
請求項1に記載の一体式回転可能工具。
2. The integrated rotatable tool according to claim 1, wherein said thread milling portion includes at least one thread cutting tooth or a plurality of axially spaced thread cutting teeth.
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