JP3308220B2 - ねじ切りダイス - Google Patents

ねじ切りダイス

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23G2225/60Titanium nitride
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ねじ切りの技術に
係り、更に詳細には改良されたねじ切りダイスに係る。
【0002】
【従来の技術】加工片とねじ切りダイヘッドに支持され
たねじ切りダイスとの間の相対回転及び軸線方向の相対
変位により加工片の端部にねじを形成することは勿論よ
く知られている。ダイヘッドは加工片に対し相対的に手
動的に回転され、或いはねじ切りされるべき加工片がダ
イヘッドに対し相対的に回転する動力式ねじ切り装置の
ツールキャリッジに取り付けられる。かかる動力式ねじ
切り装置の一例が例えば米国特許第4,613,260
号公報に記載されている。ねじ切りダイスは高速度鋼の
棒材より形成され、その一端にねじ切り歯を有し、ねじ
切り歯はダイヘッドと加工片との間の相対回転の方向に
延在している。ねじ切り歯を含むねじ切りダイスが高速
度鋼の硬さよりも高い硬さを有する窒化チタニウムの如
き超硬材料にて被覆されることにより、特に切削量が多
い場合やステンレス鋼の如く切削が困難な材料をねじ切
りする際に於けるねじ切りダイスの切削性能が改善さ
れ、またダイスの寿命が増大される。
【0003】
【発明の概要】従来より得られる被覆されたねじ切りダ
イスによれば上述の利点が得られるが、ねじ切りダイス
を使用する前にねじ切りダイスの歯面より被覆を除去す
ることにより、形成されるねじの品質を更に改善するこ
とができることが判った。特に乾式のねじ切り工程の場
合に振動やがたつきが低減され、これにより歯面に被覆
が存在する場合に比してねじの品質が改善される。ねじ
切りダイスを製造する際には、歯が研削により形成さ
れ、ねじ切りダイスの歯形及び軸部全体に延在するよう
被覆が形成された後、再度研削する等の方法によって歯
面より被覆が除去されることが好ましい。或いは被覆は
歯面に存在しないようねじ切りダイスに適用されてもよ
い。何れの場合にも、被覆はねじ切りダイスの軸部に残
存し、これによりねじ切り方向について見て歯のリーデ
ィングエッジに於ける硬さを増大し、これにより被覆さ
れていない高速度鋼製のねじ切りダイスの場合に比して
性能が改善されると共に寿命が増大される。またねじ切
りダイスの歯面より保護被覆を除去したり歯面に保護被
覆を形成しないことにより性能が更に改善される。
【0004】従って本発明の主要な目的は、高速度鋼の
ブロックの端部に形成されたねじ切り歯を有し、硬さが
高速度鋼よりも高い材料の保護被覆を有する上述の特徴
を備えた改良されたねじ切りダイスを提供することであ
る。
【0005】本発明の他の一つの目的は、ねじ切り歯の
面に被覆材料が存在しない上述の特徴を有する改良され
たねじ切りダイスを提供することである。
【0006】本発明の更に他の一つの目的は、ねじ切り
歯の面を除きダイスの全ての部分に窒化チタニウムの如
き超硬材料の被覆を適用することにより上述の特徴を備
えたねじ切りダイスを製造する方法を提供することであ
る。
【0007】本発明の更に他の一つの目的は、上述の特
徴を有するねじ切りダイスを製造する方法であって、被
覆材料が歯に適用され、ねじ切りダイスが使用される前
に被覆材料が歯より除去される方法を提供することであ
る。
【0008】本発明の更に他の一つの目的は、上述の特
徴を有する製造方法であって、研削により歯が高速度鋼
のブロックに形成され、歯を再度研削することにより被
覆材料が実質的に除去される製造方法を提供することで
ある。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【0010】本発明が適用可能な特徴を有するねじ切り
ダイスを示す添付の図に於いて、符号10にて全体的に
示されたねじ切りダイスは、Rc58〜68のロックウ
ェル硬さを有する高速度鋼の棒材にて形成されている。
ねじ切りダイス10は互いに隔置され互いに平行な一対
の側壁面12及び14と、互いに隔置され互いに平行な
一対の端壁面16及び18とを有し、図示の方向に見て
それぞれ一対の側壁面及び一対の端壁面の間に延在する
上端20及び下端22を有している。上端20には好ま
しくは研削によりねじ切り歯23が形成されており、ね
じ切り歯23は一対の側壁面12及び14の間に延在
し、これにより各歯は端壁面16及び18の間の方向に
互いに隣接している。ねじ切りダイス10の下端22に
近接した位置にはカムリセス24が設けられており、カ
ムリセス24は周知の如く、また前述の米国特許第4,
613,260号公報に記載されている如く、ねじ切り
装置の作動中にねじ切りダイスがダイヘッドに対し相対
的に半径方向へ移動することを容易にする。より詳細に
は、前述の米国特許公報より解る如く、ダイヘッドに対
し相対的に回転し得るようダイヘッドに支持されたカム
がねじ切りダイスのカムリセスに係合し、これによりカ
ムがダイヘッドに対し相対的に両方向へ回転することに
応答してねじ切りダイスが往復動される。更にかかるね
じ切りダイスに関しよく知られている如く、ねじ切りダ
イスの切削端部には断面弓形のアンダーカット26が設
けられており、アンダーカット26は図示の実施形態に
於いては側壁面12に形成されており、端壁面16と1
8との間に延在している。アンダーカット26はねじ切
り歯23の対応する端部と交差し、ねじ切り方向に見て
歯23のリーディング端部を郭定するリップ28を形成
している。図面より解る如く、互いに隣接するねじ切り
歯23はダイスの端部22より離れる方向に見て互いに
他に対し末広状をなす平面状の歯面30を有している。
周知の如く、また添付の図面より解る如く、歯研削工程
によりねじ切りダイスの端壁面16より端壁面18へ向
けて延在する外端面32及び34を含む歯形形状が形成
される。
【0011】前述の如く、上述の特徴を有するねじ切り
ダイスのための高速度鋼はRc58〜68のロックウェ
ル硬さを有し、大抵の金属管や金属棒にねじを形成する
際に使用される。しかし切削加工量が多い場合やステン
レス鋼の如き切削が困難な材料をねじ切りする場合に
は、窒化チタニウムの如き超硬の保護被覆材料にてねじ
切りダイスを被覆することにより、ダイスのねじ切り性
能が改善され、またその寿命が増大される。例えば窒化
チタニウムアルミニウム、窒化チタニウムジルコニウ
ム、窒化チタニウムバナジウムの如き他の超硬材料であ
ってもよい被覆が、直流式及び無線周波数式二極管スパ
ッタリング、直流式及び無線周波数式三極管スパッタリ
ング、マグネトロン、アンバランス式マグネトロンスパ
ッタリングの如き多数の公知のスパッタ溶着法の何れか
により適用されてもよい。被覆工程により下端22を除
くねじ切りダイスの全体が被覆されてよく、その場合に
は被覆は歯形及び軸部全体に延在し、従って歯面30、
端面32及び34、アンダーカット26、側壁面12及
び14、端壁面16及び18を覆う。或いは被覆は歯面
30に存在しないよう適用されてもよい。窒化チタニウ
ムはRc80〜85のロックウェル硬さを有し、被覆の
厚さは3.5〜6μmであることが好ましい。かかる超
硬保護被覆は傷つきや摩耗や腐食を抑制し、これにより
ダイスの寿命を増大させ、また被覆されていない高速度
鋼製のダイスに比して性能を改善する。更に従来意識的
に歯面30に適用されていた被覆はねじ切りダイスを使
用することによっては除去されない。
【0012】理由は明らかではないが、上述の如く歯面
に被覆が存在しないようにすることにより、被覆されて
いない高速度鋼製のねじ切りダイスに比して被覆を使用
することによって実現される改善の程度以上にねじ切り
ダイスの性能を改善することができることが判った。特
にかかる切削性能の改善は、互いに隣接する歯の間の歯
元線より歯の頂点までの各ねじ切り歯の歯面30に被覆
を形成しないことにより、或いは歯面30より被覆を除
去することにより達成される。歯面が被覆される場合に
は、その被覆の除去は歯を再度研削することにより行わ
れてよい。何れにせよ、被覆はアンダーカット26及び
リップ28に位置する歯23の端部に残存し、これによ
りねじ切り方向に見て歯のリーディングエッジに被覆の
超硬の利点を維持する。
【0013】尚、歯の形成は研削により行われるものと
して説明されたが、歯はフライス加工やシェーピングの
如き他の方法により形成されてもよく、超硬材料の被覆
の除去が必要である場合には、被覆の除去は研削以外の
方法により行われてもよい。
【0014】以上に於いては本発明を特定の実施形態に
ついて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の
実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるねじ切りダイスの斜視図である。
【符号の説明】
10…ねじ切りダイス 12、14…側壁面 16、18…端壁面 23…ねじ切り歯 24…カムリセス 26…アンダーカット 28…リップ 30…歯面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−172403(JP,A) 特開 平4−201102(JP,A) 特開 平4−48077(JP,A) 特開 平2−71907(JP,A) 特開 昭64−27809(JP,A) 特開 平3−67602(JP,A) 特開 平10−138034(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23G 5/04 B23B 27/14 B23P 15/28

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに対向する一対の側壁面と、互いに対
    向する一対の端壁面と、前記一対の端壁面間に延在する
    歯面にして前記両端壁面間に互いに隣合って並べられ
    前記一対の側壁面の間に延在する歯面の歯頂線と歯元
    線とを形成するよう互いに傾斜して交わり前記歯元線か
    ら前記歯頂線の方向に見て互いに他に対し末広状をなす
    複数の平らな面により形成されている歯面とを含むねじ
    切りダイスにして、前記一方の端壁面にはねじ切りダイ
    スの材質よりも高い硬さを有する材料の保護被覆が形成
    され、前記歯面を構成する平らな面にはそのような保護
    被覆が形成されていないことを特徴とするねじ切りダイ
    ス。
  2. 【請求項2】前記他方の端壁面にもねじ切りダイスの材
    質よりも高い硬さを有する材料の保護被覆が形成されて
    いることを特徴とする請求項1に記載のねじ切りダイ
    ス。
  3. 【請求項3】ねじ切りダイスは高速度鋼よりなり、前記
    保護被覆は窒化チタニウム、窒化チタニウムアルミニウ
    ム、窒化チタニウムジルコニウム、窒化チタニウムバナ
    ジウムよりなる群より選択された材料よりなることを特
    徴とする請求項1又は2に記載のねじ切りダイス。
  4. 【請求項4】前記歯面を構成する平らな面は、研削によ
    り形成され該面上に前記保護被覆の材料による被覆が形
    成された後、再度研削により該被覆が除去されることに
    より、保護被覆が形成されていない状態とされているこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のねじ切
    りダイス。
  5. 【請求項5】前記歯面を構成する平らな面は、前記一方
    の端壁面の前記保護被覆が形成された後、研削により形
    成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
    に記載のねじ切りダイス。
  6. 【請求項6】前記ダイスの材質の硬さがRc58〜68
    であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載
    のねじ切りダイス。
  7. 【請求項7】前記保護被覆は3.5〜6μの厚さを有す
    ることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のね
    じ切りダイス。
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