KR102136018B1

KR102136018B1 - 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭

Info

Publication number: KR102136018B1
Application number: KR1020187024735A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 나카지마; 고이치 사이토
Original assignee: 오에스지 가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2020-07-20
Also published as: KR20180104731A; JPWO2017154121A1; EP3427881A1; WO2017154121A1; JP6589045B2; CN109070252B; US20190201993A1; CN109070252A; US10730124B2; EP3427881A4

Abstract

티어링이나 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국이 암나사에 발생하는 것이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭을 제공한다. 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 은, 4 개의 비틀림홈 (20) 을 갖고, 완전 산부 (14) 의 나사산 (18) 의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수의 절삭날 (24) 중의 소정수마다 위치하는 절삭날 (24) 이 제거되어 있다. 이것으로부터, 관용 테이퍼 암나사 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 및 탭 회전 정지시의 절삭날 (24) 의 자국의 발생이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 이 얻어진다.

Description

관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭

본 발명은, 관용 테이퍼 나사의 암나사를 절삭 가공하는 스파이럴 탭에 관한 것으로, 특히, 절삭된 암나사에 티어링으로 칭해지는 결점의 발생이나 공구의 결손의 발생을 억제하는 기술에 관한 것이다.

관, 관용 어댑터, 유체 기기 등에 있어서, 관용 테이퍼의 암나사를 절삭 가공하기 위한 관용 테이퍼 나사 가공 탭이 알려져 있다. 이와 같은 탭에서는, 관용 테이퍼 나사의 암나사에 테이퍼를 부여하기 때문에, 완전 산부 (山部) 에도 테이퍼가 부여되어 있어, 챔퍼부에 추가하여 그 완전 산부에서도 절삭이 실시된다.

이와 같은 관용 테이퍼 나사 가공 탭에서는, 완전 산부에서의 절삭에서는, 관용 평행 나사 가공 탭의 챔퍼날과 비교하여, 산뿐만 아니라 골에서도 절삭하기 때문에, 절삭 저항이 높으므로, 탭의 결손, 치핑, 마모 등의 문제가 발생하기 쉽고, 가공 능률이나 공구의 내구성이 충분히 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.

이에 대하여, 탭의 결손이나 치핑과 절삭 부스러기 막힘의 방지의 양립을 도모하여 고경도재에 대해서도 고능률의 가공 및 장수명이 얻어지도록, 날두께각의 총합을 125 °∼ 150 °로 한 관용 테이퍼 나사용 탭이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에 기재된 관용 테이퍼 나사 가공 탭이 그것이다.

일본 등록실용신안공보 제3005741호

그러나, 관용 테이퍼 나사 가공 탭에서는, 완전 산부에 있어서의 1 날당의 절입량이 예를 들어 5 ㎛ 정도로 대폭 작고, 절삭날이 암나사 내주면에 스치기 때문에, 특히 SS 재와 같은 저탄소강이나 SUS 재에서는, 암나사의 내주면의 표면 러프닝 현상인 티어링이 발생한다는 문제가 있었다.

이와 같은 티어링에 대해, 일반적으로는 3 홈이나 5 홈인 홀수 홈을 갖는 탭에, 홈을 사이에 두고 둘레 방향으로 순차적으로 이웃하는 복수의 랜드를 1 산 간격으로 주기적으로 제거 (솎아냄) 함으로써 절삭에 관여하는 절삭날을 감소시키는 소위 인터럽트 가공을 실시하는 것이 고려되고 있다. 예를 들어, JISB0176 의 인터럽트 탭이 그것이다.

그러나, 그와 같은 인터럽트 가공을 실시한 탭에서는, 챔퍼부의 절삭량이나 칩 룸의 크기가 부적절해져 홈 내에 절삭분 (粉) 의 막힘이 발생하거나, 또, 탭의 역전시에 있어서, 절삭날에 대향하는 이측날에 절삭분 부스러기가 날에 말려 들어가는 것에서 기인하여, 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국 즉 스톱 마크가 암나사의 내주면에 형성되거나 하는 문제가 있었다. 상기 스톱 마크는 암나사의 내주면에 단차를 형성하기 때문에, 관재의 시일성이 손상될 가능성이 있었다.

본 발명은 이상의 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 암나사 내주면에 티어링이 발생하는 것, 절삭분의 막힘이 발생하는 것, 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국이 암나사에 발생하는 것이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 이상의 사정을 배경으로 하여 다양한 연구를 거듭하는 동안, 종래의 암나사 가공용 탭의 상식에 반하여, 절삭분 배출홈을 4 홈으로 함과 함께, 홈을 사이에 두고 둘레 방향으로 순차적으로 이웃하는 복수의 랜드를 주기적으로 제거하는 인터럽트 가공을 완전 산부에 실시하면, 의외로, 암나사 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 억제되는 것을 알아내었다. 본 발명은, 이와 같은 지견에 기초하여 이루어진 것이다.

즉, 제 1 발명의 요지로 하는 바는, (a) 챔퍼부의 선단에서 완전 산부를 향함에 따라 불완전한 형상에서 완전한 형상이 되는, 나선상으로 연속되는 관용 테이퍼 나사의 나사산이, 홈에 의해 둘레 방향으로 분단됨으로써 복수의 랜드가 형성되고, 상기 랜드의 회전 방향측의 일단에 상기 홈을 따라 절삭날이 형성되고, 회전 축선 둘레로 회전되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭으로서, (b) 상기 홈은, 4 개의 비틀림홈이고, 그 4 개의 비틀림홈에 의해 4 개의 랜드가 형성되고, 상기 4 개의 랜드의 각각에 형성된 절삭날은, 나선 방향으로 연장되는 상기 나사산과 교차하는 복수의 나사산 교차부를 갖고, (c) 상기 완전 산부에 있어서, 상기 나선을 따라 순차적으로 위치하는 복수의 상기 나사산 교차부 중, 상기 나선을 구성하고 또한 연속되는 복수 둘레 중의 적어도 1 개의 둘레 내에서는 1 개 간격 또는 2 개 간격의 랜드에 위치하는 2 개의 나사산 교차부의 일부 도는 전부가 제거되고, 또한, 상기 적어도 1 개의 둘레의 각각에 위치하는 1 둘레 내에서는 상기 적어도 1 개의 둘레 내에서 제거되어 있지 않은 나사산 교차부가 위치하는 랜드에 위치하는 나사산 교차부의 일부 또는 전부가 제거되어 있는 것에 있다.

삭제

제 2 발명의 요지로 하는 바는, 상기 적어도 1 개의 둘레 내에 위치하는 4 개의 나사산 교차부 중의 일부 또는 전부가 제거된 나사산 교차부는, 상기 4 개의 나사산 교차부의 1 개 간격으로 위치하고, 그 적어도 1 개의 둘레 중의 1 개는, 상기 완전 산부 중의 상기 챔퍼부에 인접하는 인접부에 위치하는 것에 있다.

제 3 발명의 요지로 하는 바는, 상기 적어도 1 개의 둘레 내에 위치하는 4 개의 나사산 교차부 중의 일부 또는 전부가 제거된 나사산 교차부는, 상기 4 개의 나사산 교차부의 2 개 간격으로 위치하고, 그 적어도 1 개의 둘레 중의 1 개는, 상기 완전 산부 중의 상기 챔퍼부에 인접하는 인접부에 위치하는 것에 있다.

제 4 발명의 요지로 하는 바는, 상기 제거된 나사산 교차부는, 그것들의 일부가 제거된 것이고, 그것들 일부가 제거된 나사산 교차부 중, 상기 나선 방향에 있어서 서로 인접하는 2 개의 제거된 나사산 교차부는 서로 상이한 부분이 제거되어 있는 것에 있다.

제 5 발명의 요지로 하는 바는, 상기 복수의 나사산 교차부 중 상기 챔퍼부에 위치하는 나사산 교차부는, 전부 제거되어 있지 않은 것에 있다.

제 1 발명에 의하면, (a) 챔퍼부의 선단에서 완전 산부를 향함에 따라 불완전한 형상에서 완전한 형상이 되는, 나선상으로 연속되는 관용 테이퍼 나사의 나사산이, 홈에 의해 둘레 방향으로 분단됨으로써 복수의 랜드가 형성되고, 상기 랜드의 회전 방향측의 일단에 상기 홈을 따라 절삭날이 형성되고, 회전 축선 둘레로 회전되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭으로서, (b) 상기 홈은, 4 개의 비틀림홈이고, 그 4 개의 비틀림홈에 의해 4 개의 랜드가 형성되고, 상기 4 개의 랜드의 각각에 형성된 절삭날은, 나선 방향으로 연장되는 상기 나사산과 교차하는 복수의 나사산 교차부를 갖고, (c) 상기 완전 산부에 있어서, 상기 나선을 따라 순차적으로 위치하는 복수의 상기 나사산 교차부 중, 상기 나선을 구성하고 또한 연속되는 복수 둘레 중의 적어도 1 개의 둘레 내에서는 1 개 간격 또는 2 개 간격의 랜드에 위치하는 2 개의 나사산 교차부의 일부 또는 전부가 제거되고, 또한, 상기 적어도 1 개의 둘레의 각각에 인접하는 1 둘레 내에서는 상기 적어도 1 개의 둘레 내에서 제거되어 있지 않은 나사산 교차부가 위치하는 랜드에 위치하는 나사산 교차부의 일부 또는 전부가 제거되어 있다. 이와 같이, 당해 스파이럴 탭은 4 개의 비틀림홈을 갖고, 완전 산부에 있어서, 상기 나선을 따라 순차적으로 위치하는 복수의 상기 나사산 교차부 중, 상기 나선을 구성하고 또한 연속하는 복수 둘레 중의 적어도 1 개의 둘레 내에서는 1 개 간격 또는 2 개 간격의 랜드에 위치하는 2 개의 나사산 교차부의 일부 또는 전부가 제거되고, 또한, 상기 적어도 1 개의 둘레의 각각에 인접하는 1 둘레 내에서는 상기 적어도 1 개의 둘레 내에서 제거되어 있지 않은 나사산 교차부가 위치하는 랜드에 위치하는 나사산 교차부의 일부 또는 전부가 제거되어 있기 때문에, 암나사 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 및 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭이 얻어진다.

삭제

제 2 발명에 의하면, 상기 적어도 1 개의 둘래 내에 위치하는 4 개의 나사산 교차부 중의 일부 또는 전부가 제거된 나사산 교차부는, 상기 4 개의 나사산 교차부의 1 개 간격으로 위치하고, 그 적어도 1 개의 둘레 중의 1 개는, 상기 완전 산부 중의 상기 챔퍼부에 인접하는 인접부에 위치하기 때문에, 암나사 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 및 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭이 얻어진다.

제 3 발명에 의하면, 상기 적어도 1 개의 둘레 내에 위치하는 4 개의 나사산 교차부 중의 일부 또는 전부가 제거된 나사산 교차부는, 상기 4 개의 나사산 교차부의 2 개 간격으로 위치하고, 그 적어도 1 개의 둘레 중의 1 개는, 상기 완전 산부 중의 상기 챔퍼부에 인접하는 인접부에 위치하기 때문에, 암나사 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 및 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭이 얻어진다.

제 4 발명에 의하면, 상기 제거된 나사산 교차부는, 그것들의 일부가 제거된 것으로, 그것들 일부가 제거된 나사산 교차부 중, 상기 나선 방향에 있어서 서로 인접하는 2 개의 제거된 나사산 교차부는 서로 상이한 부분이 제거되어 있기 때문에, 암사산 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 및 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭이 얻어진다.

제 5 발명에 의하면, 상기 복수의 나사산 교차부 중 상기 챔퍼부에 위치하는 나사산 교차부는, 전부 제거되어 있지 않기 때문에, 관용 테이퍼 나사를 효율적으로 절삭할 수 있다.

여기서, 바람직하게는, 상기 비틀림홈은, 예를 들어 35 도 내지 45 도, 더욱 바람직하게는 40 도의 비틀림각을 갖는 스파이럴홈이다. 이로써, 절삭 부스러기의 막힘이 한층 억제된다.

또, 바람직하게는, 상기 랜드의 회전 방향과는 반대측의 일단에 상기 홈을 따라 이측날이 형성되고, 상기 이측날의 레이크각은 상기 절삭날의 레이크보다 작게 설정되어 있다. 이 때문에, 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국이 한층 억제된다.

또, 바람직하게는, 상기 챔퍼부에는, 상기 절삭날로부터 상기 랜드의 폭 방향의 중간 위치까지 플랭크각이 설정되고, 상기 랜드의 폭 방향의 중간 위치에서 상기 이측날까지는 플랭크각이 제로이다. 이로써, 절삭날에 대해 이측날의 후퇴는 작기 때문에, 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국이 한층 억제된다.

또, 바람직하게는, 적어도 상기 챔퍼부 및 완전 산부에는, 탄질화티탄 TiCN 막으로 표면 처리가 실시된 것이다. 이로써, 상기 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭의 내구성을 높일 수 있다.

여기서, 바람직하게는, 경질 피막으로서의 상기 탄질화티탄 TiCN 막이 피착되는 모재로는, 초경 합금이나 고속도 공구강이 바람직하게 사용되지만, 다른 다양한 공구 재료를 채용할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭을 나타내는 정면도이다.
도 2 는 도 1 의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭의 구성을 설명하는, 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 에서 본 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭에 실시된 인터럽트 가공을 설명하는 도면으로서, 완전 산부의 나사산의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수 지점의 절삭날 중, 1 개 간격으로 위치하는 절삭날의 제거 위치를, 파선의 타원에 의해 나타내는 도면이다.
도 4 는 도 3 의 인터럽트에 있어서의 절삭날의 제거 패턴을 나타내는 표이다.
도 5 는 도 3 및 도 4 에 나타내는 인터럽트에 있어서, 비틀림홈 내에서 치근 방향 즉 나사산의 연속 방향에서 본 절삭날을 나타내는 정면도로서, 실선은 상기 인터럽트 가공에 의해 나사산의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수 지점의 절삭날 중의 2 개마다 위치하는 절삭날 (24) 의 대략 전부가 제거된 절삭날의 형상을 나타내고, (b) 는 (a) 의 절삭날의 비틀림홈에 대해 옆의 비틀림홈의 절삭날을 나타내고 있다. 또한, 2 점 쇄선은, 제거된 절삭날을 나타내고 있다.
도 6 은 도 1 의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭의 구성을 설명하는, 챔퍼부의 주요부 단면도이다.
도 7 은 절삭 시험에 사용하기 위해 본 발명자들이 작성한 복수 종류의 탭 즉 실시예품 1, 비교예품 1, 비교예품 2, 비교예품 3 을 설명하는 도표이다.
도 8 은 도 7 의 복수 종류의 탭을 사용하여 절삭 시험을 실시한 결과를 설명하는 도표이다.
도 9 는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭에 실시된 인터럽트 가공을 설명하는 도면으로서, 완전 산부의 나사산의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수 지점의 절삭날 중, 2 개 간격으로 위치하는 2 개의 절삭날의 제거 위치를, 파선의 타원에 의해 나타내는 도면으로서, 도 3 에 상당하는 도면이다.
도 10 은 도 9 의 인터럽트에 있어서의 절삭날의 제거 패턴을 나타내는 표로서, 도 4 에 상당하는 도면이다.
도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 인터럽트에 있어서, 비틀림홈 내에서 치근 방향 즉 나사산의 연속 방향에서 본 절삭날을 나타내는 정면도로서, 실선은 상기 인터럽트 가공에 의해 나사산의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수 지점의 절삭날 중의 1 개마다 위치다는 절삭날 (24) 의 일부인 챔퍼부측이 제거된 절삭날의 형상을 나타내고, (b) 는 (a) 의 절삭날의 비틀림홈에 대해 옆의 비틀림홈의 절삭날 (24) 의 일부인 생크측이 제거된 절삭날의 형상을 나타내고 있다. 또한, 2 점 쇄선은, 제거된 절삭날을 나타내고 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예 1

도 1 은, 본 발명의 일 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 을 나타내는 정면도이고, 도 2 는, 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 에서 본 단면을 확대하여 나타내는 도면이다. 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 은, 고속도 공구강 혹은 초경 합금제의 소재로 예를 들어 연삭 가공에 의해 형성된 것이다.

도 1 및 도 2 에 있어서, 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 은, 그 선단에서부터, 챔퍼부 (12), 완전 산부 (14), 생크부 (16) 를 구비하고, 회전 축선 (C) 둘레로 회전되는 것이다. 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에는, 나선상으로 감겨 연속되어 있고, 챔퍼부 (12) 의 선단에서 완전 산부 (14) 를 향함에 따라 불완전한 형상에서 완전한 형상이 되는 관용 테이퍼 나사의 나사산 (18) 이, 4 개의 비틀림홈 (20) 에 의해 둘레 방향으로 분단됨으로써 복수의 랜드 (22) 가 형성되어 있다. 비틀림홈 (20) 은, 우측 비틀림홈 및 좌측 비틀림홈 중 어느 것이어도 되지만, 본 실시예에서는 우측 비틀림으로 형성되어 있다.

이로써, 랜드 (22) 의 회전 방향 (A) 측의 일단에 비틀림홈 (20) 을 따라 절삭날 (24) 이 형성되고, 랜드 (22) 의 회전 방향 (A) 과는 반대측의 타단에 우측 비틀림홈 (20) 을 따라 이측날 (26) 이 형성되어 있다. 절삭날 (24) 의 레이크각 (α) 은, 이측날 (26) 의 레이크각 (α') 보다 4 배 내지 10 배 정도 커지도록, 비틀림홈 (20) 의 단면 형상이 설정되어 있다.

우측 비틀림홈 (20) 은, 절삭 부스러기 수용 또는 배출용의 홈으로서 기능하는 것으로, 3 개 내지 5 개의 범위에서 둘레 방향으로 등간격으로 또한 나사산 (18) 의 관용 테이퍼 나사와 동일한 홈 바닥 구배로 형성된다. 본 실시예에서는, 비틀림홈 (20) 은, 4 개 형성되며, 이 경우, 관용 테이퍼 나사의 나사산 (18) 이, 4 개의 우측 비틀림홈 (20) 에 의해 둘레 방향으로 분단됨으로써 4 개의 랜드 (22) 가 형성되어 있다. 이 비틀림홈 (20) 의 비틀림각 (β) 은, 30 °이상 50 °미만의 범위 내이고, 바람직하게는 35 °∼ 45 °, 더욱 바람직하게는 40 °부근의 값이다.

도 2 는, 회전 축선 (C) 에 직교하는 완전 산부 (14) 의 단면을 나타내고 있다. 도 2 에 상세하게 나타내는 바와 같이, 회전 축선 (C) 을 중심으로 하는 1 개의 비틀림홈 (20) 이 차지하는 각도를 AG, 회전 축선 (C) 을 중심으로 하는 1 개의 랜드 (22) 가 차지하는 각도를 AL 로 하였을 때, AL ＞ AG 가 되도록 비틀림홈 (20) 의 단면 형상이 설정되어 있다. 상세하게는, 홈폭비를 AG/(AG ＋ AL) 로 정의하면, 홈폭비는 0.3 이상 0.5 이하로 되어 있다.

본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에는, 도 2, 도 3, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 절삭날 (24) 을 소정의 주기 패턴으로 솎아내는 인터럽트 가공이 실시되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 에서 본 단면에 있어서는, 완전 산부 (14) 의 나사산 (18) 의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수의 랜드 (22) 중의 2 개마다 위치하는 랜드 (22) 의 대략 전부가 제거되어 있다. 즉, 적어도 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 에서 본 단면에 있어서는, 완전 산부 (14) 의 나사산 (18) 의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수의 랜드 (22) 가, 1 개 걸러 1 개씩 제거되어 있다. 도 4 는, 본 실시예에 있어서의 인터럽트에 의한 절삭날의 제거 패턴을 나타내는 표이고, 그 패턴에 기초하여, 완전 산부 (14) 의 나사산 (18) 의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수 지점의 절삭날 (24) (여기서 말하는 「복수 지점의 절삭날 (24)」 이란, 절삭날 (24) 이 갖는 복수의 부분으로서, 나선 방향으로 연장되는 나사산 (18) 과 교차하는 부분을 의미하고, 이하, 그 부분을 「나사산 교차부 (19)」라고 칭한다) 중의 소정의 위치에 있는 (절삭날 (24)의) 나사산 교차부 (19) 의 대략 전부가 제거되어 있다. 또한, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 적어도 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 에서 본 단면에 있어서는, 상기 절삭날 (24) 은, 4 개의 랜드 (22) 중 둘레 방향에 있어서 1 개 간격의 랜드 (22) 에 형성되어 있다. 도 2 의 2 점 쇄선은, 제거된 랜드 및 C 방향으로 인접하는 랜드를 나타내고 있다.

도 3 에서는, 상기 완전 산부 (14) 의 나사산 (18) 의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수 지점의 절삭날 (24), 즉, 절삭날 (24) 의 복수의 나사산 교차부 (19) 중, 도 4 에 나타내는 제거 패턴에 기초하여 제거되는 나사산 교차부 (19) 가 파선의 타원에 의해 나타나 있다. 또한, 도 4 는, 그와 같은 절삭날 (24) 의 제거 패턴을, 2 산의 길이의 챔퍼부 (12) 와 8 산의 길이의 완전 산부 (14) 를 갖는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭에 대해 나타내는 표이다. 도 4 로부터 분명한 바와 같이, 나사산 (18) 의 연속인 나선을 따라 순차적으로 위치하는 (절삭날 (24) 의) 복수의 나사산 교차부 (19) 중, 그 나선을 구성하고 또한 연속되는 복수 둘레 중의 2 둘레를 1 주기로 하는 제거 패턴에 기초하여 정해진 나사산 교차부 (19) 가 제거되고, 그 복수 둘레 중의 적어도 1 개의 둘레 내 (본 실시예에서는, 적어도 완전 산부 (14) 중의 챔퍼부 (12) 에 인접하는 인접부에 위치하는 1 개의 둘레 내) 에서는, 1 개 간격의 랜드 (22) 에 위치하는 나사산 교차부 (19) 가 제거되고, 또한, 상기 적어도 1 개의 둘레의 각각에 위치하는 1 둘레 내에서는 상기 적어도 1 개의 둘레 내에서 제거되어 있지 않은 나사산 교차부 (19) 가 위치하는 랜드 (22) 에 위치하는 나사산 교차부 (19) 가 제거되어 있다. 또한, 상기 제거된 나사산 교차부 (19) 에는, 완전 산부 (14) 에 위치하고 또한 나선 방향에 있어서 서로 인접하는 2 개의 나사산 교차부 (19) 로 이루어지는 적어도 한 쌍의 나사산 교차부 (19) 가 포함되고, 상기 제거되어 있지 않은 나사산 교차부 (19) 에도, 상기 완전 산부 (14) 에 위치하고 또한 나선 방향에 있어서 서로 인접하는 2 개의 나사산 교차부 (19) 로 이루어지는 적어도 한 쌍의 나사산 교차부 (19) 가 포함되어 있다. 또한, 이것도 도 4 로부터 분명한 바와 같이, 챔퍼부 (12) 에 위치하는 절삭날 (24) 의 나사산 교차부 (19) 는, 모두 제거되지 않고, 남아 있다.

도 5 는, 비틀림홈 (20) 내에서 치근 방향 즉 나사산 (18) 의 연속 방향에서 본 절삭날 (24) 의 정면도로서, 실선은 상기 인터럽트 가공에 의해 나사산 (18) 의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 절삭날 (24) 의 복수의 나사산 교차부 (19) 중의 도 4 에 나타내는 제거 패턴에 기초하여 소정의 나사산 교차부 (19) 의 대략 전부가 절삭에 의해 제거된 절삭날 (24) 의 형상을 나타내고 있다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제거된 나사산 교차부 (19) 가 위치하는 랜드 (22) 에서는, 코어의 외경선으로부터 0.1 ㎜ 이하의 높이 (h) 가 조금 남아 있다. 도 5 에 있어서, (b) 는 (a) 의 절삭날 (24) 의 비틀림홈 (20) 에 대해 옆의 비틀림홈 (20) 의 절삭날 (24) 을 나타내고 있다. 도 5 의 2 점 쇄선은, 제거된 절삭날 (24) 부분을 나타내고 있다.

도 6 은, 챔퍼부 (12) 의 단면을 확대하여 나타내고 있다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 절삭날 (24) 에서 랜드 (22) 의 폭 (날 두께) 치수의 중간 위치까지의 회전 축선 (C) 둘레의 각도 (θ) 내, 예를 들어 20 °내지 23 °의 범위 내에서는, 절삭날 (24) 에서 회전 방향과는 반대 방향을 향함에 따라 축경되는 플랭크면 (E) 이 형성되어 있고, 상기 중간 위치에서 랜드 (22) 의 이측날 (힐) (26) 에 이르는 동안은, 플랭크각이 제로가 되도록 동일한 직경으로 둥글게 절삭되어 있다.

또한, 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 의 적어도 챔퍼부 (12) 및 완전 산부 (14) 에는, 표면 처리가 실시되고, 예를 들어 탄질화티탄 TiCN 막 (30) 이 형성되어 있다.

본 발명자들은, 소재 (고속도 공구강) 및 표면 처리 (탄질화티탄 TiCN) 와, 가공되는 테이퍼 나사의 종류 (Rc1/2) 즉 나사산수, 피치, 나사산 높이와, 절삭날 (24) 의 레이크각 (α) (12 °) 을 공통시킴과 함께, 비틀림홈 (20) 의 개수 및 랜드각과 인터럽트의 유무를 바꾼 복수 종류의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 즉 실시예품 1 및 비교예품 1, 2, 3 을 시작 (試作) 하고, 그들 복수 종류의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭을 사용하여 SUS 관 이음 관용 테이퍼 암나사의 절삭 시험을, 회전수 60 rpm (4 m/min. 상당) 으로 실시하였다. 도 7 은 실시예품 1 및 비교예품 1, 2, 3 의 구성을 나타내고, 도 8 은 그들 실시예품 1 및 비교예품 1, 2, 3 에 의한 절삭 시험 결과를 나타내고 있다.

실시예품 1 및 비교예품 1, 2, 3 은, 챔퍼 길이가 2.5 산이고, 비틀림홈의 비틀림각 (β) 이 40 °이고, 나사 사이즈가 Rc1/2 이고, 나사 높이가 1.16 ㎜ 이고, 홈폭비 AG/(AG ＋ AL) 는 0.4 인 점에서 공통되어 있다. 그러나, 실시예품 1 은, 4 개의 비틀림홈을 갖고, 인터럽트가 도 2 에 나타내는 바와 같이 실시되어 있다. 이에 반해, 비교예품 1 은, 비틀림홈이 3 개인 점, 비교예품 2 는, 인터럽트가 실시되어 있지 않은 점, 비교예품 3 은, 비틀림홈이 5 개인 점에서, 각각 상이하다.

도 8 의 시험 결과에 나타내는 바와 같이, 실시예품 1 에서는, 미리 설정된 평가 기준을 만족하는 관용 테이퍼 암나사를 얻을 수 있었다. 즉, 암나사 내주면의 티어링이나 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 없고, 절삭 가공시에 절삭분의 막힘의 발생이 없었다. 그러나, 비교예품 1 에서는, 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국이 발생하였다. 또, 비교예품 2 에서는, 절삭 중의 절삭 부스러기가, 주름상이 되어, 그 배출을 저해하여, 티어링의 발생 원인이 되고 있었다. 또, 비교예품 3 에서는, 절삭 중에 절삭 부스러기가 막혔다. 이 막힘은 절삭 중의 공구 파손을 유발한다.

상기 서술한 바와 같이, 본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 은, 4 개의 비틀림홈 (20) 을 갖고, 완전 산부 (14) 의 나사산 (18) 의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수의 절삭날 (24) 의 나사산 교차부 (19) 중, 도 4 에 나타내는 제거 패턴에 기초하여 소정의 나사산 교차부 (19) 가 제거되어 있다. 즉, 나사산 (18) 의 연속인 나선을 따라 순차적으로 위치하는 (절삭날 (24) 의) 복수의 나사산 교차부 (19) 중, 그 나선을 구성하고 또한 연속되는 복수 둘레 중의 적어도 1 개의 둘레 내 (본 실시예에 있어서는, 적어도 완전 산부 (14) 중의 챔퍼부 (12) 에 인접하는 인접부에 위치하는 1 개의 둘레 내) 에서는, 1 개 간격의 랜드 (22) 에 위치하는 나사산 교차부 (19) 가 제거되고, 또한, 상기 적어도 1 개의 둘레의 각각에 인접하는 1 둘레 내에서는 상기 적어도 1 개의 둘레 내에서 제거되어 있지 않은 나사산 교차부 (19) 가 위치하는 랜드 (22) 에 위치하는 나사산 교차부 (19) 가 제거되어 있다. 이것으로부터, 암나사 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 및 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 이 얻어진다.

또, 본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 의하면, 완전 산부 (14) 의 나사산 (18) 의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수의 나산산 교차부 (19) 중, 상기 복수 둘레 중의 2 둘레를 1 주기로 하는 제거 패턴에 기초하여 정해진 나사산 교차부 (19) 가 제거되어 있기 때문에, 암나사 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 및 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 이 얻어진다.

또, 본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 의하면, 상기 적어도 1 개의 둘레 내에 위치하는 4 개의 나사산 교차부 (19) 중의 제거된 나사산 교차부 (19) 는, 상기 4 개의 나사산 교차부 (19) 의 1 개 간격으로 위치하고, 그 적어도 1 개의 둘레 중의 1 개는, 완전 산부 (14) 중의 챔퍼부 (12) 에 인접하는 인접부에 위치하기 때문에, 암나사 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 및 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 이 얻어진다.

또, 본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 의하면, 4 개의 비틀림홈 (20) 을 갖는 챔퍼부 (12) 에 있어서, 챔퍼부 (12) 의 홈 (20) 을 사이에 두고 둘레 방향으로 순차적으로 이웃하는 복수의 랜드는, 모두 제거되어 있지 않기 때문에, 관용 테이퍼 나사를 효율적으로 절삭할 수 있다.

또, 본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 의하면, 비틀림홈 (20) 은, 예를 들어 35 도 내지 45 도, 더욱 바람직하게는 40 도의 비틀림각을 갖는 스파이럴홈이다. 이로써, 절삭 부스러기의 막힘이 한층 억제된다.

또, 본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 의하면, 랜드 (22) 의 회전 방향과는 반대측의 일단에 상기 홈을 따라 이측날 (26) 이 형성되고, 이측날 (26) 의 레이크각은 절삭날 (24) 의 레이크각보다 작게 설정되어 있다. 이 때문에, 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국이 한층 억제된다.

또, 본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 의하면, 챔퍼부 (12) 는, 절삭날 (24) 에서 랜드 (22) 의 폭 방향의 중간 위치까지 플랭크각이 설정되고, 랜드 (22) 의 폭 방향의 중간 위치에서 이측날 (26) 까지는 플랭크각이 제로이다. 이로써, 절삭날 (24) 에 대해 이측날 (26) 의 후퇴는 작기 때문에, 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국이 한층 억제된다.

본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 의하면, 적어도 챔퍼부 (12) 및 완전 산부 (14) 에는, 탄질화티탄 TiCN 막으로 표면 처리가 실시된 것이다. 이로써, 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 의 내구성을 높일 수 있다.

실시예 2

다음으로, 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 전술한 실시예와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

도 9 는, 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 실시된 인터럽트 가공을 설명하는 도면으로서, 완전 산부 (14) 의 나사산 (18) 의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수 지점의 절삭날 (24), 즉, 절삭날 (24) 의 복수의 나사산 교차부 (19) 중, 도 10 에 나타내는 제거 패턴에 기초하여 제거되는 나사산 교차부 (19) 를, 파선의 타원에 의해 나타내고 있다. 도 10 은, 도 9 의 인터럽트에 있어서의 절삭날의 제거 패턴을 나타내는 표이다. 도 10 으로부터도 분명한 바와 같이, 나사산 (18) 의 연속인 나선을 따라 순차적으로 위치하는 (절삭날 (24) 의) 복수의 나사산 교차부 (19) 중, 그 나선을 구성하고 또한 연속되는 복수 둘레 중의 2 둘레를 1 주기로 하는 제거 패턴에 기초하여 정해진 나사산 교차부 (19) 가 제거되고, 그 복수 둘레 중의 적어도 1 개의 둘레 내 (본 실시예에 있어서는, 적어도 완전 산부 (14) 중의 챔퍼부 (12) 에 인접하는 인접부에 위치하는 1 개의 둘레 내) 에서는, 2 개 간격의 랜드 (22) 에 위치하는 나사산 교차부 (19) 가 제거되고, 또한, 상기 적어도 1 개의 둘레의 각각에 인접하는 1 둘레 내에서는 상기 적어도 1 개의 둘레 내에서 제거되어 있지 않은 나사산 교차부 (19) 가 위치하는 랜드 (22) 에 위치하는 나사산 교차부 (19) 가 제거되어 있다. 또한, 상기 제거된 나사산 교차부 (19) 에는, 완전 산부 (14) 에 위치하고 또한 나선 방향에 있어서 서로 인접하는 2 개의 나사산 교차부 (19) 로 이루어지는 적어도 한 쌍의 나사산 교차부 (19) 가 포함되고, 상기 제거되어 있지 않은 나사산 교차부 (19) 에도, 상기 완전 산부 (14) 에 위치하고 또한 상기 나선 방향에 있어서 서로 인접하는 2 개의 나사산 교차부 (19) 로 이루어지는 적어도 한 쌍의 나사산 교차부 (19) 가 포함되어 있다. 또한, 이것도 도 10 으로부터도 분명한 바와 같이, 챔퍼부 (12) 에 위치하는 절삭날 (24) 의 나사산 교차부 (19) 는, 모두 제거되지 않고, 남아있다.

본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 의하면, 상기 적어도 1 개의 둘레 내에 위치하는 4 개의 나사산 교차부 (19) 중의 제거된 나사산 교차부 (19) 는, 상기 4 개의 나사산 교차부 (19) 의 2 개 간격으로 위치하고, 그 적어도 1 개의 둘레 중의 1 개는, 완전 산부 (14) 중의 챔퍼부 (12) 에 인접하는 인접부에 위치한다. 이로써, 암나사 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 및 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 이 얻어진다.

실시예 3

도 11 은, 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 있어서, 비틀림홈 (20) 내에서 치근 방향 즉 나사산 (18) 의 연속 방향에서 본 절삭날 (24) 을 나타내는 정면도로서, 실선은 상기 인터럽트 가공에 의해 나사산 (18) 의 연속을 따라 순차적으로 위치하는 복수 지점의 절삭날 (24) 중의 1 개마다 위치하는 절삭날 (24) 의 일부인 챔퍼부측이 제거된 절삭날의 형상을 나타내고, 하단은 상단의 절삭날의 비틀림홈에 대해 옆의 비틀림홈의 절삭날 (24) 의 일부인 생크측이 제거된 절삭날의 형상을 나타내고 있다. 또한, 2 점 쇄선은, 제거된 절삭날을 나타내고 있다.

본 실시예의 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 의하면, 제거된 나사산 교차부 (19) 는, 그것들의 일부가 제거된 것으로, 그것들 일부가 제거된 나사산 교차부 (19) 중, 상기 나선 방향에 있어서 서로 인접하는 2 개의 제거된 나사산 교차부 (19) 는 서로 상이한 부분이 제거되어 있기 때문에, 암나사 내주면의 티어링의 발생, 절삭분의 막힘의 발생, 및 탭 회전 정지시의 절삭날의 자국의 발생이 억제되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 이 얻어진다.

이상, 본 발명의 일 실시예를 도면에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 그 밖의 양태에 있어서도 적용된다.

예를 들어, 절삭날 (24) 을 교대로 솎아내는 인터럽트 가공은, 전술한 실시예에 나타내는 것 이외의 패턴이어도 된다. 예를 들어, 도 5 에 있어서, 랜드 (22) 는, 나사산 (18) 의 골에 도달할 때까지 제거되어 있어도 된다.

또, 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 에 있어서, 비틀림홈 (20) 은 반드시 40 도가 아니어도 되고 또, 반드시 AL ＞ AG 가 되도록 비틀림홈 (20) 의 단면 형상이 설정되어 있지 않아도 된다.

또, 절삭날 (24) 의 레이크각 (α) 은, 이측날 (26) 의 레이크각 (α') 보다 4 배 내지 10 배 정도 커지도록, 비틀림홈 (20) 의 단면 형상이 설정되어 있지 않아도 된다.

이상, 본 발명의 일 실시예를 도면에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 그 정신을 일탈하지 않는 범위에 있어서 다른 양태에 있어서도 적용된다.

10 : 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭
12 : 챔퍼부
14 : 완전 산부
16 : 생크부
18 : 나사산
20 : 비틀림홈
22 : 랜드
24 : 절삭날

Claims

챔퍼부 (12) 의 선단에서 완전 산부 (14) 를 향함에 따라 불완전 나사의 형상에서 완전 나사의 형상이 되는, 나선상으로 연속되는 관용 테이퍼 나사의 나사산 (18) 이, 홈 (20) 에 의해 둘레 방향으로 분단됨으로써 복수의 랜드 (22) 가 형성되고, 상기 랜드 (22) 의 회전 방향측의 일단에 상기 홈 (20) 을 따라 절삭날 (24) 이 형성되고, 회전 축선 (C) 둘레로 회전됨으로써 상기 챔퍼부 (12) 및 상기 완전 산부 (14) 에 있어서 절삭이 실시되는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10) 으로서,
상기 홈 (20) 은, 4 개의 비틀림홈 (20) 이고, 그 4 개의 비틀림홈 (20) 에 의해 4 개의 랜드 (22) 가 형성되고,
상기 4 개의 랜드 (22) 의 각각에 형성된 절삭날 (24) 은, 나선 방향으로 연장되는 상기 나사산 (18) 과 교차하는 복수의 나사산 교차부 (19) 를 갖고,
상기 완전 산부에 있어서, 상기 나선을 따라 순차적으로 위치하는 복수의 상기 나사산 교차부 (19) 중, 상기 나선을 구성하고 또한 연속되는 복수 둘레 중의 적어도 1 개의 둘레 내에서는 1 개 간격 또는 2 개 간격의 랜드 (22) 에 위치하는 2 개의 나사산 교차부 (19) 의 나사산 (18) 의 절삭날 (24) 의 일부 또는 전부가 제거되고, 또한, 상기 적어도 1 개의 둘레의 각각에 인접하는 1 둘레 내에서는 상기 적어도 1 개의 둘레 내에서 나사산 (18) 의 절삭날 (24) 이 제거되어 있지 않은 나사산 교차부 (19) 가 위치하는 랜드 (22) 에 위치하는 나사산 교차부 (19) 의 나사산 (18) 의 절삭날 (24) 의 일부 또는 전부가 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10).
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 1 개의 둘레 내에 위치하는 4 개의 나사산 교차부 (19) 중에서, 절삭날 (24) 의 일부 또는 전부가 제거된 부분이 있는 나사산 교차부 (19) 는, 상기 4 개의 나사산 교차부 (19) 의 1 개 간격으로 위치하고, 그 적어도 1 개의 둘레 중의 1 개는, 상기 완전 산부 (14) 중에서, 상기 챔퍼부 (12) 에 인접하는 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10).
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 1 개의 둘레 내에 위치하는 4 개의 나사산 교차부 (19) 중에서, 절삭날 (24) 의 일부 또는 전부가 제거된 부분이 있는 나사산 교차부 (19) 는, 상기 4 개의 나사산 교차부 (19) 의 2 개 간격으로 위치하고, 그 적어도 1 개의 둘레 중의 1 개는, 상기 완전 산부 (14) 중에서, 상기 챔퍼부 (12) 에 인접하는 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나사산 교차부 (19) 에 위치하는 나사산 (18) 의 절삭날 (24) 이 제거된 부분은, 상기 절삭날 (24) 의 일부이며, 일부가 제거된 절삭날 (24) 이 위치하는 나사산 교차부 (19) 중, 상기 나선 방향에 있어서 서로 인접하는 2 개의 나사산 교차부 (19) 에 위치하는 나사산 (18) 의 절삭날 (24) 은 서로 상이한 부분이 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 나사산 교차부 (19) 중 상기 챔퍼부에 위치하는 나사산 교차부 (19) 에 위치하는 절삭날 (24) 은, 제거되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭날 (24) 이 제거된 부분이 있는 나사산 교차부 (19) 는, 상기 복수 둘레 중의 2 개의 둘레를 1 주기로 하는 제거 패턴에 기초하여 정해진 나사산 교차부 (19) 인 것을 특징으로 하는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭날 (24) 이 제거된 부분이 있는 나사산 교차부 (19) 에는, 상기 완전 산부 (14) 에 위치하고 또한 상기 나선 방향에 있어서 서로 인접하는 2 개의 나사산 교차부 (19) 로 이루어지는 적어도 한 쌍의 나사산 교차부 (19) 가 포함되고,
상기 절삭날 (24) 이 제거되어 있지 않은 나사산 교차부 (19) 에는, 상기 완전 산부 (14) 에 위치하고 또한 상기 나선 방향에 있어서 서로 인접하는 2 개의 나사산 교차부 (19) 로 이루어지는 적어도 한쌍의 나사산 교차부 (19) 가 포함되는 것을 특징으로 하는 관용 테이퍼 나사 가공 스파이럴 탭 (10).