JP5241196B2 - Thick tap for processing large diameter female thread - Google Patents
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Description
本発明は、被加工素材の下穴を塑性変形させて呼び寸法がM40×3以上の雌ねじを形成する太径雌ねじ加工用盛上げタップに関する。 The present invention relates to a raised tap for machining a large-diameter female screw that plastically deforms a prepared hole of a workpiece material to form a female screw having a nominal size of M40 × 3 or more.
呼び寸法がM40×3以上の太径雌ねじ加工は、従来、切削タップを使用して行なわれていました。しかし、切削タップでは、大量に発生する切屑が原因となり、タッピングトルクの増大、雌ねじ面のムシレ,カジリによる不具合、切屑の噛み込みによる刃欠け等のトラブルが多発していました。 The machining of large-diameter female threads with a nominal size of M40x3 or more has been conventionally performed using a cutting tap. However, cutting taps caused a large amount of chips, causing many problems such as increased tapping torque, mess on the internal thread surface, defects due to galling, and chipping due to chipping.
ところで、近年、3軸制御のNC(数値制御)機械が開発されてからは、タップに代わり、ねじ切りフライス・チップによる雌ねじ加工が主流になってきました。しかし、この加工方法でも、機械の精度が悪くなると雌ねじ精度が基準の精度に達しなくなったり、工具に欠けや摩耗が発生すると雌ねじ面にムシレ,カジリが発生するし、加工終了後に多量に発生した切屑を除去し、雌ねじの仕上がりを確認しないと次の工程に進めないため、高価な機械の稼働率を上げられないという不具合があった(例えば、呼び寸法がM64×3で有効ねじ長73mmの太径雌ねじ加工を35ヶ所行なうのに4時間要していた)。 By the way, since the development of NC (numerical control) machines with 3-axis control in recent years, female thread machining with threaded milling tips has become the mainstream instead of taps. However, even with this machining method, if the accuracy of the machine deteriorates, the internal thread accuracy will not reach the standard accuracy, or if the tool is chipped or worn, mess or galling will occur on the internal thread surface, resulting in a large amount after completion of processing. If the chip is removed and the finish of the internal thread is not confirmed, the next process will not proceed, so there is a problem that the operating rate of the expensive machine cannot be increased (for example, the nominal size is M64 × 3 and the effective thread length is 73 mm). It took 4 hours to process 35 large-diameter female threads).
このような支障を解消し、生産性を向上させるためには、切屑が発生しない盛上げタップを使用するしかないことから、その開発が或るプラント関連のユーザからタップメーカである本出願人に強く求められ着手することに至りました。 In order to eliminate such obstacles and improve productivity, there is no choice but to use a raised tap that does not generate chips, so its development is strongly influenced by a plant-related user to the applicant who is a tap manufacturer. I was asked to start.
盛上げタップは、雌ねじ加工業界では、数十年前から使用されていましたが、切削タップに比べタッピングトルクが2〜3倍大きいため、比較的に変形抵抗値の小さな非鉄金属や純鉄等の材料加工用と限定されていました。しかし、最近では、盛上げタップは、切屑が出ず、雌ねじ精度が安定する等の長所が認められ、且つタッピングマシンの剛性・チャック類の開発・切削油の改良等周辺環境が改善され、炭素鋼・合金鋼・ステンレス等変形抵抗値の大きな材料へ使用範囲が拡がって来ましたが、それでも依然として、タッピングトルクが大きいため、雌ねじの呼び寸法がM20×2.5の範囲に限られていた(特許文献1参照)。 The raised tap has been used in the female thread processing industry for several decades, but the tapping torque is 2 to 3 times larger than that of the cutting tap, so non-ferrous metals, pure iron, etc. with relatively small deformation resistance It was limited to material processing. Recently, however, the raised tap has been recognized for its advantages such as the absence of chips and stable internal thread accuracy, and the surrounding environment has been improved, such as the tapping machine's rigidity, the development of chucks, and the improvement of cutting oil.・ Although the range of use has expanded to materials with large deformation resistance, such as alloy steel and stainless steel, the tapping torque is still large, so the nominal size of the internal thread is limited to the range of M20 × 2.5 ( Patent Document 1).
本発明の目的は、タッピングトルクの増大を効果的に軽減して呼び寸法がM40×3以上の雌ねじ加工を短時間で行なえる太径雌ねじ加工用盛上げタップを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a raised tap for processing a large-diameter internal thread that can effectively reduce an increase in tapping torque and perform internal thread processing with a nominal size of M40 × 3 or more in a short time.
前記目的を達成するための本発明に係る太径雌ねじ加工用盛上げタップは、本体の外周に複数のラジアル部がねじ状に配設されて雄ねじが形成され、前記本体を一方向に回転させて素材の内周面を前記ラジアル部によって塑性変形させることにより呼び寸法がM40×3以上の雌ねじを形成する太径雌ねじ加工用盛上げタップにおいて、
前記雄ねじには、先端に向って漸次小径となる食付き部と完全山部と後端に向って漸次小径となる後食付き部とが軸方向に連続して形成されると共に、
前記完全山部におけるラジアル部には、ラジアル数が偶数の場合は三つに一つの割合で又は奇数の場合は一つ置きに、タッピング時に雌ねじと非接触となるように山痩せしたラジアル部が形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a raised tap for processing a large-diameter female screw according to the present invention has a plurality of radial portions arranged in a screw shape on the outer periphery of a main body to form a male screw, and the main body is rotated in one direction. In a raised tap for processing a large-diameter internal thread that forms an internal thread having a nominal size of M40 × 3 or more by plastically deforming the inner peripheral surface of the material by the radial portion,
In the male screw, a bite portion gradually becoming a small diameter toward the tip, a complete crest portion, and a bite portion gradually becoming a small diameter toward the rear end are formed continuously in the axial direction,
The radial portion in the complete mountain portion has a radial portion that is thinned so that it is not in contact with the female screw at the time of tapping, when the number of radials is even, one in three or every other odd number. It is formed.
また、前記食付き部の長さが略4Pであることを特徴とする。 Further, the length of the biting portion is approximately 4P.
また、前記完全山部の長さは略4〜6Pであることを特徴とする。 In addition, the length of the complete mountain portion is approximately 4 to 6P.
また、前記後食付き部の長さは略1.5〜2Pであることを特徴とする。 The length of the after-eaten portion is approximately 1.5 to 2P.
また、前記雄ねじのねじ山頂部はR形状に丸まっていることを特徴とする。 Further, the top of the thread of the male screw is rounded in an R shape.
また、前記雄ねじのねじ山谷部はR形状に丸まっていることを特徴とする。 Further, the thread thread valley portion of the male screw is rounded in an R shape.
前記山痩せしたラジアル部は、前,後両側面に略0.01〜0.05mmの山痩せ加工が施されていることを特徴とする。 The radiated radial portion is characterized in that approximately 0.01 to 0.05 mm is formed on both front and rear side surfaces.
前記構成の本発明によれば、完全山部に形成された山痩せしたラジアル部によりタッピングトルクの増大を軽減しつつ、また、完全山部に連続して形成された後食付き部によりタップの戻りを円滑にして、呼び寸法がM40×3以上の太径雌ねじ加工を、切屑を発生することなく短時間で行なえる。 According to the present invention having the above-described configuration, the increase in tapping torque is reduced by the lean radial portion formed in the complete mountain portion, and the tap-in portion is continuously formed in the complete mountain portion. Smooth return and machining of large diameter female threads with a nominal size of M40 × 3 or more can be performed in a short time without generating chips.
以下、本発明に係る太径雌ねじ加工用盛上げタップを実施例により図面を用いて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a thickening tap for machining a large-diameter female screw according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施例を示す太径雌ねじ加工用盛上げタップの側面図、図2Aは完全山部の正断面図、図2Bは図2AのA矢視からの山痩せしたラジアル部の模式図、図3は完全山部の形状説明図、図4はねじ山の形状説明図である。 FIG. 1 is a side view of a raised tap for machining a large-diameter female screw according to an embodiment of the present invention, FIG. 2A is a front sectional view of a complete mountain portion, and FIG. 2B is a radial portion that is thin from the direction of arrow A in FIG. FIG. 3 is a schematic diagram, FIG. 3 is a diagram illustrating the shape of a complete thread, and FIG.
図1及び図2A,図2Bに示すように、太径雌ねじ加工用盛上げタップは、その高速度鋼(ハイス)等からなる本体1の外周部に複数(図示例では八つ)のラジアル部6a〜6hがねじ状(図2Bの角度θ≒3°参照)に配設されて呼び寸法がM64(mm)×3(mm)の雄ねじ2が形成される。
As shown in FIGS. 1, 2A, and 2B, a large-diameter female thread machining tap is provided with a plurality (eight in the illustrated example) of
前記雄ねじ2には、先(前)端に向って漸次小径となる食付き部3と完全山部(平行ねじ部)4と基(後)端に向って漸次小径となる後食付き部5とが軸方向に連続して形成される。
The
また、雄ねじ2の周方向には、各ラジアル部6a〜6h間を結ぶレリーフドロップ部7a〜7hの中間部に位置して本体1の軸方向に延びる複数条(図示例では8条)の油溝部8a〜8hが形成される。尚、図2A中D1は谷径,D2は有効径,D3は外径で、Wはラジアル幅である。
Further, in the circumferential direction of the
そして、本実施例では、前記食付き部3の長さが4P(ピッチ,4山)、完全山部4の長さは4P(ピッチ,4山)、後食付き部5の長さは2P(ピッチ,2山)で、ねじ長は10P(ピッチ,10山)に設定されている。尚、完全山部4の長さは略4〜6Pで、後食付き部5の長さは略1.5〜2Pでも良い。
In this embodiment, the length of the bite portion 3 is 4P (pitch, four peaks), the length of the
また、図4に示すように、前記雄ねじ2のH/8以下に設定されたねじ山頂部はR1形状に丸まって形成されると共にH/4以下に設定されたねじ山谷部はR2形状に丸まって形成される。
Further, as shown in FIG. 4, the thread crest portion of the
さらに、図2A,図2B及び図3に示すように、前記雄ねじ2の完全山部4におけるラジアル部(ねじ山)6a〜6hには、正規のラジアル部(ねじ山)6a,6b,6d,6e,6g,6hの間に位置して山痩せしたラジアル部(ねじ山)6c,6fが形成される。この山痩せしたラジアル部(ねじ山)6c,6fは前,後両側面(フランク部)に略0.01〜0.05mmの山痩せ加工が施され、タッピング時に雌ねじと非接触となるようになっている。
Further, as shown in FIGS. 2A, 2B, and 3, the radial portions (threads) 6a to 6h of the
また、山痩せしたラジアル部(ねじ山)6c,6fは、図2A及び図2Bに示すように、雄ねじ2に例えば8つ(偶数)のラジアル部(ねじ山)6a〜6hが形成される場合は、3山に1山宛形成される。図2A及び図2B中6c,6fが山痩せしたラジアル部(ねじ山)で外径D3,谷径D1の寸法は変化しないで有効径D2のみ小さくなっている。尚、ラジアル数が奇数の場合は、1山置きに山痩せしたラジアル部(ねじ山)を形成すると好適である。
In addition, as shown in FIGS. 2A and 2B, the radiated radial portions (threads) 6 c and 6 f are formed when, for example, eight (even) radial portions (threads) 6 a to 6 h are formed on the
このように構成されるため、本盛上げタップを用いて高温高圧用鋳鋼(SCPH)等からなる素材の内周面をラジアル部6a〜6hによって塑性変形させて例えば呼び寸法がM64(mm)×3(mm)の雌ねじを形成する際には、雄ねじ2の完全山部4に形成された山痩せしたラジアル部6c,6fによりタッピングトルクの増大を軽減しつつ、また、完全山部4に連続して形成された後食付き部5によりタップの逆転時の戻りを円滑にして、切屑を発生することなく短時間(1穴2分30秒)で加工することができる。
Because of this configuration, the inner peripheral surface of the material made of high-temperature high-pressure cast steel (SCPH) or the like is plastically deformed by the
即ち、前記後食付き部5の形成により、完全山部4の長さを食付き部3の長さと同じく短く形成しより一層タッピングトルクの増大を軽減するようにした分、タップの逆転時には、素材の収縮の影響を強く受け、タップが戻り(抜け)不能となるのを効果的に回避することができるのである。
That is, by forming the above-mentioned
また、前記雄ねじ2のH/8以下に設定されたねじ山頂部に加えてH/4以下に設定されたねじ山谷部がR形状に丸まって形成されるので、より一層タッピングトルクの増大が軽減されると共に、コーティング等の表面処理の長寿命化が図れる。
In addition to the thread crest portion set to H / 8 or less of the
このようにして本実施例では、雄ねじ2における完全山部4の一部山痩せ加工と食付き部3及び完全山部4の上述した長さ設定と後食付き部5の新設等により、タッピングトルクの増大軽減とタップの戻りを円滑にして、従来不可能であった呼び寸法がM64(mm)×3(mm)の太径雌ねじ加工を可能にした。
In this way, in the present embodiment, the tapping is performed by partially squinting the
尚、本願発明者等の実験等により、例えば略5m/minのタッピングスピードで加工した場合、通常は略700N・mのタッピングトルクを要するところを、本盛上げタップによれば略600N・mのタッピングトルクで太径の雌ねじ加工が可能であることが解明されている。 According to the experiments by the inventors of the present application, for example, when machining at a tapping speed of about 5 m / min, a tapping torque of about 700 N · m is usually required. It has been elucidated that large-diameter female threads can be machined with torque.
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、本体の材質や雄ねじの呼び寸法とラジアル部や油溝部の数の変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes such as changes in the material of the main body, the nominal size of the male screw, and the number of radial portions and oil groove portions are possible without departing from the spirit of the present invention. Needless to say.
1 太径雌ねじ加工用盛上げタップの本体
2 雄ねじ
3 食付き部
4 完全山部(平行ねじ部)
5 後食付き部
6a,6b,6d,6e,6g,6h 正規のラジアル部
6c,6f 山痩せしたラジアル部
1 Body of tap for processing large-diameter
5 After-eating
Claims (7)
前記雄ねじには、先端に向って漸次小径となる食付き部と完全山部と後端に向って漸次小径となる後食付き部とが軸方向に連続して形成されると共に、
前記完全山部におけるラジアル部には、ラジアル数が偶数の場合は三つに一つの割合で又は奇数の場合は一つ置きに、タッピング時に雌ねじと非接触となるように山痩せしたラジアル部が形成されることを特徴とする太径雌ねじ加工用盛上げタップ。 A plurality of radial portions are arranged in a screw shape on the outer periphery of the main body to form a male screw, and the main body is rotated in one direction to plastically deform the inner peripheral surface of the material by the radial portion, so that the nominal size is M40 × In the rising tap for processing a large-diameter internal thread that forms 3 or more internal threads,
In the male screw, a bite portion gradually becoming a small diameter toward the tip, a complete crest portion, and a bite portion gradually becoming a small diameter toward the rear end are formed continuously in the axial direction,
The radial portion in the complete mountain portion has a radial portion that is thinned so that it is not in contact with the female screw at the time of tapping, when the number of radials is even, one in three or every other odd number. A raised tap for machining a large-diameter internal thread characterized by being formed.
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