JPH03196915A

JPH03196915A - 多山ねじフライス

Info

Publication number: JPH03196915A
Application number: JP33927489A
Authority: JP
Inventors: Haruo Goto; 後藤　治男; Noriyuki Matsushita; 敬之松下
Original assignee: O S G KK; OSG Mfg Co
Current assignee: O S G KK; OSG Mfg Co
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1991-08-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はフライス加工によって多数のねじ山を同時に切
削する多山ねじフライスの改良に関するものである。

従来の技術従来から、フライス加工により複数のねじ山をを同時に
切削する工具として、シャンクタイプの多山ねじフライ
スがある。これは、シャンク部と、形成すべきねじのね
じ溝に対応する形状の切刃が軸方向に連なって形成され
たねじ切削部を有する刃部とを一体に備え、例えばＮＣ
フライス盤やマシニングセンタなどの工作機械にシャン
ク部が取り付けられて使用され、軸心まわりに回転駆動
されつつ被加工物の周面に切込みを与えた状態で、その
被加工物の周方向および軸方向へ相対移動させられるこ
とにより、その周面に多数のねじ山を同時に切削加工す
るものである。実開昭５７−１６６６２９号公報に記載
されているねじフライスはその一例である。

発明が解決しようとする課題しかしながら、このようにシャンク部がチャッりやホル
ダなどに保持され、片持ち梁状の状態で用いられると、
切削抵抗により工具が撓み変形し、被削面の加工精度、
特に倒れが問題となることが多い。同時切削するねじ長
さが長い場合には、切削抵抗もそれだけ大きくなって上
記問題が顕著となる。

これに対し、送り速度を遅くすれば切削抵抗が軽減され
て加工精度が向上するが、加工能率が低下する。また、
フライスの刃長を短くして継ぎ足し切削するようにすれ
ば、やはり切削抵抗が軽減されるが、加工能率が低下す
るとともに継ぎ足し部分における精度が問題となる。こ
のことは、１回当たりの切込み深さを小さくし、同じ部
分に複数回切削加工を行ってねじ山を形成する場合も同
様である。

一方、工具の撓み変形を見込んで外周刃の径を基端側か
ら先端側に向かうに従って漸次大径としたフライスが、
例えば実開昭６２−１９８０１２号公報に開示されてい
るが、加工精度はホルダやスピンドル、テーブルなどを
含めた加工系全体の精度や剛性などに影響されるととも
に、切刃の損耗などによって切削抵抗は変化し、それに
よって工具の撓み変形量も変化するため、必ずしも充分
に満足できる効果は得られないのである。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その
目的とするところは、比較的長いねじであっても高能率
、高精度で切削加工できる多山ねじフライスを提供する
ことにある。

課題を解決するための手段かかる目的を達成するために、本発明は、工作機械に保
持されて回転駆動されるシャンク部と、形成すべきねじ
のねじ溝に対応する形状の切刃が軸方向に連なって形成
されたねじ切削部を有する刃部とを一体に備えた多山ね
じフライスにおいて、前記ねじ切削部が周方向において
互いに離間して複数設けられているとともに、その複数
のねじ切削部は、前記切刃の回転軌跡におけるピッチが
形成すべきねじのピッチと同じピッチで軸方向に連続す
ることを条件としてその軸方向に互いにずらされている
ことを特徴とする。

ここで、片持ち梁の撓みは荷重に比例するとともに突出
し長さの４乗に比例するため、その撓みを一層効果的に
軽減する上で、上記複数のねじ切削部に形成されている
切刃の数は、軸方向の先端側に位置するねじ切削部程少
なくなるように設定することが望ましい。

作用および発明の効果このような多山ねじフライスは、周方向に離間して複数
のねじ切削部が設けられているとともに、その複数のね
じ切削部は軸方向において互いにずらされているため、
各ねじ切削部によるねじ切削部位がねじの長さ方向にお
いてずらされ、比較的長いねじを切削加工する場合でも
、個々のねじ切削部によるねじの切削長さ、換言すれば
同時切削される長さが短くて済む。したがって、各ねじ
切削部における切削抵抗が小さくなるとともに、フライ
ス全体としての切削抵抗が分散され、そのフライスの撓
み変形が軽減されるとともに、工作機械を含む加工系全
体の変形やびびり振動等も小さく　なと３゜これにより、フライスの撓み変形や加工系のびびり振動
等に起因する被削面の倒れなどの加工精度の低下が抑制
され、高精度な切削加工が行われるようになるとともに
、比較的長いねじであっても１回のねじ切削で高能率加
工できるようになるのである。

また、工作機械に保持されるシャンク部からの突出し寸
法が長くて撓み変形量が大きくなる軸方向の先端側のね
じ切削部程、その切刃の数を少なくした場合には、その
切刃の数が少ない分だけ先端側に位置するねじ切削部の
切削抵抗が小さくなり、撓み変形が一層効果的に防止さ
れて加工精度が更に向上する利点がある。

実施例以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図および第２図は、本発明が適用された多山ねじフ
ライスの正面図および先端側からの視図である。かかる
多山ねじフライス１０は、ＮＣフライス盤等の工作機械
に保持されて回転駆動されるシャンク部１２と、３個の
スローアウェイチップ（以下、単にチップという）１４
，１６．１８が着脱可能に取り付けられた刃部２０とか
ら構成されている。上記シャンク部１２には平坦面２２
が設けられ、工作機械のホルダにねじ止めされるように
なっている。また、上記チップ１４．１６゜１８の材質
としては、超硬合金、高速度鋼、サーメット、或いはこ
れ等に硬質物質を被覆したものなど、ねじ切り用の種々
の一般工具材料が用いられ得る。

チップ１４，１６．１８には、それぞれ形成すべきねじ
のねじ溝に対応する三角形状の切刃２４が一直線方向に
複数連なって形成されている。これ等の切刃２４は形成
すべきねじのピッチと同じ一定のピッチで形成されてい
るが、その数は、チップ１４が３個でチップ１６が５個
でチップ１８が８個である。チップ１４，１６．１８は
、それぞれ刃部２０の周方向において互いに１２０°ず
つ離間した位置に設けられた凹所２６，２８．３０のチ
ップ取付座に、上記切刃２４が外周側に突き出し且つ軸
心と略平行に連なる姿勢で取り付けられている。なお、
第１図では各チップ１４，１６．１８の切刃２４の数を
明らかにするため、それ等の周方向位置を変更して示し
である。

上記凹所２６，２８．３０はまた、軸方向において互い
にずらされており、凹所２６は刃部２゜の最先端部に形
成され、凹所２８はその凹所２６よりもシャンク部１２
側にずれた位置に形成され、凹所３０はその凹所２８よ
りも更にシャンク部１２側にずれた位置に形成されてい
る。そして、チップ１４，１６．１８は、その切刃２４
の回転軌跡が軸方向において互いに重複することなく、
且つその軸方向のピッチが前記形成すべきねじのピッチ
、すなわち切刃２４のピッチで連続するように、それ等
の凹所２６，２８．３０のチップ取付座に取り付けられ
ている。本実施例では、これ等の凹所２６，２８．３０
に取り付けられたチップ１４．１６．１８によって複数
のねじ切削部が構成されている。

なお、上記凹所２６，２８．３０に開口して切刃２４に
切削油剤等を供給する流体供給通路をシャンク部１２の
後端から軸心などに設けることも可能である。

このような多山ねじフライスｌＯは、シャンク部１２が
ＮＣフライス盤等の工作機械の主軸に取り付けられ、片
持ち梁状に保持された状態で軸心まわりに回転駆動され
つつ、被加工物の周面に切込みを与えた状態でその被加
工物の周方向および軸方向へ相対移動させられることに
より、その周面に多数のねじ山を同時に切削加工して雄
ねじや雌ねじを形成する。その場合に、本実施例では３
個のチップ１４，１６．１８が周方向に離間し且つ軸方
向に互いにずらされて取り付けられているため、各チッ
プ１４，１６．１８によるねじ切削部位がねじの長さ方
向においてずらされ、個々のチップ１４．１６．１８に
よるねじの切削長さ、換言すれば同時切削される長さが
短い。このため、各チップ１４，１６．１８に作用する
切削抵抗が小さくなるとともに、フライス１０全体とし
ての切削抵抗が分散され、そのフライス１０の撓み変形
が軽減されるとともに、工作機械を含む加工系全体の変
形やびびり振動等も小さくなる。

これにより、多山ねじフライス１０の撓み変形や加工系
のびびり振動等に起因する被削面の倒れなどの加工精度
の低下が抑制され、高精度な切削加工が行われるように
なるとともに、比較的長いねじであっても１回のねじ切
削で高能率加工できるようになるのである。因に、本実
施例ではチップ１４，１６．１８の合計で１６個の切刃
２４が設けられており、それ等は軸方向において互いに
重複することなく連続して位置させられているため、加
工条件によっては１６個のねじ山を１回の切削加工で同
時に高い精度で形成することができる。

また、本実施例では先端側に位置するチップ１６．１４
程切刃２４の個数が少なくされているため、その切刃２
４の数が少ない分だけ先端側のチップ１６．１４程切削
抵抗が小さくなり、多山ねじフライスｌＯの撓み変形が
一層効果的に防止されて加工精度が更に向上させられる
。すなわち、片持ち梁の撓みは荷重に比例するとともに
突出し長さの４乗に比例するため、チップ１４．１６゜
１８の切刃２４の数が同じで切削抵抗が同じ場合には、
先端側のチップ１６．１４による切削加工時程大きな撓
み変形が生じて好ましくないのである。なお、各チップ
１４，１６．１８の切刃２４の数は、フライスｌＯ自体
が単純形状でないとともに工作機械を含む加工系全体が
剛体ではないため、必ずしも画一的に定めることは妥当
でなく、それ等の加工条件の相違などを考慮して適宜室
められる。

更に、本実施例ではチップ１４，１６．１８がそれぞれ
着脱可能に取り付けられるようになっているため、工具
の製作が容易であるとともに、切刃２４の摩耗、損傷時
には該当するチップ１４゜１６．１８のみを交換するだ
けで良く、むくのねじフライスに比較して経済的に有利
である。

次に、本発明の効果を更に具体的に明らかにするために
、本発明者等が行った試験結果の一例を説明する。

先ず、第３図は、継ぎ足し切削を行った場合と本発明品
を用いて１回の切削でねじを加工した場合の加工精度を
調べた結果である。使用工具等の加工条件は以下の通り
である。

〔加工条件〕

使用工具ニスローアウェイ式多山ねじフライスφ２５．
８　　ピッチ２　超硬合金Ｐ４０フラット付きφ２５シ
ャンク・本発明品；先端側から切刃数５．７．１２の３チツプ軸方向の切刃の重複なし１回切削・従来品Ｉ；切刃数５５回継ぎ足し切削・従来品■；、
切刃数１２２回継ぎ足し切削被削材質：５４５ＣＨ，１
Ｂ９３下　　穴：φ４８．ＯＸ５０ｍｍ　　通り穴加工ねじ：
Ｍ５０Ｘ２　　長さ５０Ｍ切削速度：　１２４Ｏｒｐｍ　（１００，５ｍ／ｗｉｎ
）切込み深さ：　１．０９庇（１回仕上げ）送り速度：
　６２ｍｎ＋／＋ｍｉｎ　　（０，１０ｍｍ／刃）ダウ
ンカット切削油剤：硫塩他系切削油工作機械二ＮＣフライス盤ホルダ：サイドロック式　ＢＴ５０アーバかかる第３図
から明らかなように、本発明品によれば、２回継ぎ足し
切削を行った従来品■に比較して充分に高い加工精度が
得られ、５回継ぎ足し切削を行った従来品Ｉと同程度の
高い加工精度を得られるのである。但し、この場合の従
来品Ｉによる加工時間は７分４５秒で、従来品■による
加工時間は３分６秒で、本発明品による加工時間は１分
３３秒であり、本発明品によれば比較的長いねじを高精
度に且つ極めて能率良く切削加工できることが判る。

また、第４図は、ねじ長さや送り速度と加工精度との関
係を調べた結果で、加工条件は以下の通りである。

〔加工条件〕

使用工具；φ２０Ｘ５０ｍｍ　　ピッチ２５溝５ＫＨ５
９シャンククイプ被削材質：５４５ＣＨＲＢ９２下　　火：φ３Ｂ、ＯＸ５０ｍｍ　　通り穴加工ねじ：
　Ｍ４０Ｘ　２　　長さ３０，４０．５０ｍｍ切削速度
：　　３２０　ｒｐｍ　（２０，１ｍ／ｍ１ｎ）切込み
深さ：１回仕上げ送り速度：　　０．０２．０．０６　ｍｍ／刃ダウンカ
ット切削油剤：エマルジョン型水溶性切削油剤工作機械：横
型マシニングセンタホルダ：ミリングチャックかかる第４図から明らかなように、加工ねじの長さが長
くなる程被削面の倒れは大きくなり、送り速度を遅くす
れば改善されるが、加工能率が低下する。なお、長さ３
０ｍｍ、４０ｍｍのねじは刃部のシャンク側部分を用い
て切削加工を行った場合である。

また、第５図は加工穴数と加工精度との関係を調べた結
果で、加工条件は以下の通りである。

［加工条件］使用工具：φ１６　Ｘ　４０Ｍ　　ピッチ３４溝５ＫＨ
５９シャンクタイプ被削材質：　ＳＳ４１下　　穴：φ２１．ＯＸ５０ｍｍ　　通り穴加工ねじ：
Ｍ２４Ｘ３　　長さ２８ｍｍ切削速度：　　５００　ｒ
ｐｍ　（２５，１ｍ／ｍ１ｎ）切込み深さ：１回仕上げ送り速度：２６．７ｍｍ／ｍｉｎ　　（０，０４ｍｍ／
刃）ダウンカット切削油剤：エマルジョン型水溶性切削油剤工作機械：横
型マシニングセンタホルダ：ミリングチャックかかる第５図から明らかなように、加工大数が多くなる
に従って加工精度は悪くなり、しかも口元（基端側）と
奥（先端側）とで加工精度の悪くなり方は必ずしも一致
しない。これは、加工大数が増えると切刃が損耗して切
削抵抗がそれだけ増大するとともに、切刃の損耗は必ず
も均一でないからであり、工具の撓みを見込んで切刃の
径寸法を先端側程大きくしても、必ずしも充分に満足で
きる効果は得られないのである。

以上、本発明の一実施例並びに試験結果について詳細に
説明したが、本発明は更に別の態様で実施することもで
きる。

例えば、前記実施例ではスローアウェイチップ１４．１
６．１８を用いた多山ねじフライス１０について説明し
たが、むくの多山ねじフライスにも本発明は適用され得
る。

また、上記スローアウェイチップの数、すなわちねじ切
削部の数は適宜設定することができる。

また、複数のねじ切削部の切刃の一部が軸方向において
重複するようになっていても差支えない。

また、複数のねじ切削部に設けられる切刃の数は、必ず
しも先端側のねじ切削部程少なくする必要はなく、各ね
じ切削部に同じ数の切刃を設けることも可能である。

また、前記実施例の各チップ１４．１６．１８は、その
切刃２４が軸心と平行な方向に連なる姿勢で取り付けら
れていたが、軸心に対して傾斜する方向へ切刃が連なる
ようにすることも可能である。

また、前記実施例ではチップ１４，１６．１８が１個ず
つ取り付けられているが、軸方向の同じ位置であって周
方向に離間した位置に一対ずつ設けたり、或いは撓み変
形量が大きい先端側のチップ１４のみを一対設けたりす
ることも可能である。

その他−々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基
づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である多山ねじフライスの正
面図である。第２図は第１図の多山ねじフライスの先端
側からの視図である。第３図は１回切削でねじを加工す
る場合と継ぎ足し切削を行う場合とについて加工精度を
調べた試験結果を示す図である。第４図はねじ長さや送
り速度と加工精度との関係を調べた試験結果を示す図で
ある。第５図は加工大数と加工精度との関係を調べた試験結果
を示す図である。ＩＯ＝多山ねじフライス　１２：シャンク部１４．１６
．１８ニスローアウエイチツプ（ねじ切削部）２０：刃部　　　　　　　２４：切刃

Claims

【特許請求の範囲】

（１）工作機械に保持されて回転駆動されるシャンク部
と、形成すべきねじのねじ溝に対応する形状の切刃が軸
方向に連なって形成されたねじ切削部を有する刃部とを
一体に備えた多山ねじフライスにおいて、前記ねじ切削部が周方向において互いに離間して複数設
けられているとともに、該複数のねじ切削部は、前記切
刃の回転軌跡におけるピッチが形成すべきねじのピッチ
と同じピッチで軸方向に連続することを条件として該軸
方向に互いにずらされていることを特徴とする多山ねじ
フライス。
（２）前記複数のねじ切削部に形成されている切刃の数
を、軸方向の先端側に位置するねじ切削部程少なくした
請求項（１）に記載の多山ねじフライス。