KR102337497B1 - 절삭용 공구 - Google Patents

Abstract

상대 회전하는 외부 워크에 대해서, 소정 방향으로 상대 이송하면서 절삭 가공을 실시하는 절삭용 공구(K)이며, 칼끝(2B)을 구비하는 인부(2L1, 2L2)와, 인부(2L1, 2L2)에 대해서 일체 또는 별체로 설치되어 인부(2L1, 2L2)를 보관 유지하는 기초부와, 칼끝(2B)의 근방에서 시작되어, 칼끝(2B)에서 멀어지는 방향으로 연장되도록 기초부의 외주면에 형성되어, 외부 워크의 칩과 간섭하여 상기 칩을 칼끝(2B)에서 멀어지는 방향으로 안내하는 칩 안내벽(52)을 가지도록 한다. 이것에 의해, 절삭 가공 시의 칩을 원활히 배출 가능한 절삭용 공구를 제공한다.

Description

절삭용 공구

본 발명은, 워크를 절삭 가공할 때에 이용되는 절삭용 공구에 관한 것이다.

종래, 워크의 절삭 가공용의 절삭용 공구로서 소위 바이트가 이용된다. 이 바이트는, 상대 회전하는 외부 워크에 대해서, 소정 방향으로 상대 이송시키면서 절삭 가공을 실시한다. 또, 바이트는, 절삭용 팁과 팁 홀더가 별체로, 절삭용 팁을 교환 가능한 소위 스로 어웨이 바이트(throwaway bite)나, 홀더와 팁이 일체가 되는 완성 바이트(tool bit)나 날붙이 바이트(tipped bite) 등이 존재한다.

특히 NC 선반에 의한 대량생산용의 경우는, 팁을 교환 가능한 스로 어웨이 바이트가 사용되고 있다(특개평8-257837호 공보 참조).

도 29(A)에 스로 어웨이 바이트의 예를 나타낸다. 이 스로 어웨이 바이트는, 스로 어웨이 팁(130)과 홀더(120)로 구성된다. 스로 어웨이 팁(130)은, 팁 홀더(120)에 나사 고정된, 칼끝(刃先)이 마모되거나 결손 됐을 경우에는, 재연삭 하지 않고 일회용으로 한다. 전용의 홀더(120)에 고정하는 경우에는, 심고(心高)를 재차 조정할 필요가 없기 때문에, 특히 NC 선반 등에서 대량생산을 할 경우에 교환이 용이하고, 효율적이다.

도 29(B)는, 스로 어웨이 팁(130) 단체의 사시도이다. 팁의 두께 B는 통상 1cm 이하며, 팁 홀더(120)의 외주에서 칼끝이 돌출되어서 취부된다.

종래의 바이트는, 팁(130)의 절삭면(130H)에 홈(溝) 등을 형성하고, 절삭에 의해서 생긴 칩을 쌍 방향으로 굴곡 시키고, 칩을 작게 분단하도록 하고 있다. 이 홈을 소위 팁 브레이커라고 칭하지만, 이 팁 브레이커로 작게 분단된 칩이, 여러 방향으로 비산하거나, 내경 가공이나 암나사 가공의 경우는, 가공구멍의 내부에 작은 칩이 채워지는 문제가 있었다.

또, 보다 고정밀도로 절삭 가공하기 위해서는, 종래보다 재위축 등이 적은 절삭용 팁 및 팁 홀더(바이트 홀더) 등이 필요하다.

본 발명은, 이러한 실정을 감안하여, 절삭 시의 칩을 매끄럽게 배출 가능한 절삭용 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 관련되는 목적으로, 칼끝의 위치 결정 정도가 높고, 절삭 저항이 높은 경우에도 위축이 발생하기 어려운 절삭용 팁 및 팁 홀더를 제공하려고 하는 것이다.

상기 과제를 해결하는 본 발명은, 축지지되어 상대 회전하는 외부 워크에 대해서, 소정 방향으로 상대 이송하면서 절삭 가공을 실시하는 절삭용 공구이며, 칼끝(2B)을 구비하는 인부(刃部)(2L1, 2L2)와, 상기 인부(2L1, 2L2)에 대해서 일체 또는 별체로 설치되어, 상기 인부를 보관 유지하는 기초부와, 상기 외부 워크와 상기 칼끝(2B)의 상대 이송 방향에 대해 상기 칼끝(2B)과 동 위치를 포함하고, 상기 칼끝(2B)의 절삭면(2A)에 입설되는 칼끝측 입설면(52A)를 갖고, 상기 칼끝(2B)의 근방에서 시작되어, 상기 칼끝에서 멀어지는 방향으로 연장되도록 상기 기초부의 외주면에 형성되어, 상기 외부 워크의 칩과 간섭하여 상기 칩을 상기 칼끝에서 멀어지는 방향으로 안내하는 칩 안내벽(52)을 갖고, 상기 칼끝측 입설면(52A)은 오목한 상태의 만곡면이 됨으로써 상기 칼끝(2B)의 절삭 방향과 대향하는 것을 특징으로 하는 절삭용 공구이다.

상기 절삭용 공구에 관련하여, 상기 칩 안내벽(52)은, 상기 기초부의 외주에 대해서 나선상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 공구에 관련하여, 상기 칩 안내벽(52)은, 상기 칼끝에서 멀어지는 방향을 따라서 상기 칼끝의 절삭 방향과 반대 방향으로 선회하는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 공구에 관련하여, 상기 칩 안내벽(52)은, 상기 칼끝의 절삭면(2A)에 대향하는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 공구에 관련하여, 상기 기초부는 봉상(棒狀)의 생크부(shank)(27)이며, 상기 칼끝(2B)은, 상기 생크부의 반경 방향으로 돌출하도록 배설되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 절삭용 공구에 관련하여, 상기 칩 안내벽(52)은, 상기 칼끝에서 멀어지는 방향으로 연장되는 도중에서, 제1 안내벽편(52D)과 제2 안내벽편(52E)으로 분기하는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 공구에 관련하여, 상기 칼끝(2B)의 근방에 형성되고, 상기 외부 워크와 상기 칼끝의 상대 이송 방향에 접하는 배출 방향 규제면(56)을 더 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 공구에 관련하여, 상기 배출 방향 규제면(56)은, 상기 칼끝을 기준으로, 상기 상대 이송 방향에서의 상기 칼끝의 전진 측에 배설되고, 상기 상대 이송 방향에서의 상기 칼끝의 후퇴 측에면하는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 공구에 관련하여, 상기 칼끝의 근방(2B)에 형성되고, 상기 외부 워크와 상기 칼끝의 상대 이송 방향에 접하는 배출 방향 규제면(56)을 구비하고, 또한, 상기 칩 안내벽(52)은, 상기 외부 워크와 상기 칼끝의 상대 이송 방향에 관해서 상기 칼끝과 대략 동 위치를 포함하고, 또한, 상기 칼끝의 절삭면에 대해서 입설되는 칼끝측 입설면(52A)을 갖고, 상기 배출 방향 규제면(56)과 상기 칩 안내벽(52)이 연속하는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 공구에 관련하여, 내경 가공 또는 암나사 가공용인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 절삭용 공구가, 절삭용 팁과 팁 홀더에 의해서 구성될 때는, 각각, 이하의 특징을 갖는 것이 바람직하다.

즉, 상기 발명에 관련해서 이용되고, 상대 이동하는 외부 워크에 절삭 가공을 실시하는 절삭용 팁이며, 주상(柱狀)의 본체와, 상기 본체의 단부(端部)에 위치되어, 칼끝을 구비하는 인부를 갖고, 상기 본체에서의, 상기 칼끝의 절삭 방향의 양 외측의 적어도 일방에 위치하는 둘레면에는, 상기 본체 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭용 팁이다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 상기 본체에서의, 상기 칼끝의 절삭면의 폭 방향의 양 외측에 위치하는 둘레면에는, 각각, 상기 본체 길이 방향에 평행이 되는 가상 중심축을 갖는 부분 원통 영역이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 상기 한 쌍의 경사면이, 상기 부분 원통 영역의 상기 본체 길이 방향에 직행하는 단면(斷面)이 되는 부분 원호의 연장선 상의 원호 궤적보다 반경 방향 내측에 형성되고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 상기 한 쌍의 경사면이, 상기 본체 길이 방향에서 보았을 경우에 상기 칼끝의 선단이 절삭 방향으로 연장되는 기준선에 대해서 대칭에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 적어도 한 쌍의 상기 부분 원통 영역의 곡률 중심이 서로 일치하는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 상기 인부가, 상기 본체 길이 방향의 일방의 단부에 형성되고, 상기 본체에는, 외부 부재와 상기 본체 길이 방향의 일방에 계합 가능한 위치 결정면을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 상기 인부가, 상기 본체 길이 방향의 양단에 각각 형성되고, 상기 본체에는, 외부 부재와 상기 본체 길이 방향의 일방에 계합 가능한 제1 위치 결정면, 및, 외부 부재와 상기 본체 길이 방향의 타방에 계합 가능한 제2 위치 결정면을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 상기 인부에서의 상기 칼끝의 선단이, 상기 절삭 방향에서 보았을 경우에, 상기 본체 길이 방향으로 연장되는 기준선에 대해서 대칭 형상이 되는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 상기 칼끝의 앞여유각이, 10° 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련해서 이용되고 상대 이동하는 외부 워크에 절삭 가공을 실시하는 절삭용 팁이며, 홀더가 되는 외부 부재에 대해서, 칼끝의 절삭 방향으로 당접하는 절삭측 당접면과, 홀더가 되는 외부 부재에 대해서, 상기 절삭 방향과 반대 측에 당접하는 반(反)절삭측 당접면을 갖는 것을 특징으로 하는 절삭용 팁이다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 상기 외부 부재에 대해서, 칼끝의 돌출 방향에 당접하는 위치 결정면을 갖는다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 상기 절삭측 당접면과 상기 반 절삭측 당접면의 각각은, 상기 본체 길이 방향에 평행이 되는 가상 중심축을 갖는 부분 원통 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 단일의 상기 부분 원통 영역에 의해, 상기 절삭측 당접면과 상기 반 절삭측 당접면의 쌍방이 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기 절삭용 팁에 관련하여, 원주 소재로 가공되는 것에 의해서 얻어지는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련해서 이용되어, 절삭용 팁을 홀더 본체의 선단부에 보관 유지 가능한 팁 홀더이며, 상기 홀더 본체의 선단부에, 칼끝을 노출시킨 상태로 절삭용 팁을 수용하는 수용구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 팁 홀더이다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 상기 수용구멍이, 가상 절삭면의 폭 방향의 양측의 적어도 일방에 위치하는 내주면에, 수용구멍의 축 방향으로 평행한 방향으로 신장되는 한 쌍의 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 가상 절삭면의 폭 방향의 양측에 위치하는 내주면에, 상기 수용구멍의 축 방향으로 평행이 되는 가상 중심축을 갖는 부분 원통 영역이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 상기 한 쌍의 경사면이, 상기 수용구멍의 내주에 형성된 상기 원통 영역의 가상 중심 축에 직교하는 단면이 되는 부분 원호 궤적보다 반경 방향 내측에 형성되고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 상기 한 쌍의 경사면이, 축 방향에서 보았을 경우에 상기 수용구멍의 가상 중심 축에 대해 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 적어도 한 쌍의 상기 부분 원통 영역의 곡률 중심이 서로 일치하는 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 상기 경사면에 대향하는 상기 홀더 본체의 외주면에, 상기 수용구멍을 관통하는 볼트구멍을 갖고, 볼트에 의해서 절삭용 팁을 체결 고정하는 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 상기 홀더 본체에는, 상기 수용구멍의 축과 평행 방향으로 절삭용 팁의 칼끝 방향으로 절삭용 팁을 밀어 내기 위한 구멍을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 상기 수용구멍이, 절삭 방향으로 대향하는 접수면을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 상기 홀더 본체가, 절삭용 팁과 상기 홀더 본체 길이 방향의 일방에 계합 가능한 위치 결정면을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 상기 팁의 인부를 받아 들이는 아래턱부가, 상기 수용구멍의 하면에 연속하고, 상기 홀더 본체의 선단부로부터 팁의 길이 방향으로 돌출 형성되고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 홀더 본체 길이 방향에 대해서, 상기 수용구멍의 축 방향이 직각인 것을 특징으로 한다.

상기 팁 홀더에 관련하여, 홀더 본체 길이 방향에 대해서, 상기 수용구멍의 축 방향이 평행인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 절삭 시의 칩을, 지극히 매끄럽게 외부로 배출할 수 있다는 뛰어난 효과를 상주할 수 있다.

[도 1] (A)~(C)는 본 발명의 실시 형태에 따른 절삭용 공구의 사시도이다.
[도 2] 동 절삭용 공구의, (A) 좌측면도, (B) 우측면도, (C) 하면도, (D) 표면도이다.
[도 3] 동 절삭용 공구의, (A) 정면도, (B) 배면도이다.
[도 4] (A)는 도 2(A)의 A-A 화살표로 본 단면도이며, (B)는 팁을 생략한 상태의 동 A-A 화살표로 본 단면도이며, (C)는 팁 수용구멍을 확대하여 나타내 보이는 단면도이다.
[도 5] 동 절삭용 공구의 분해 사시도이다.
[도 6] (A)은, 칩을 코일 모양으로 만곡시킨 상태를 나타내는 도이며, (B)는 코일 모양의 칩을 배출하는 상태를 나타내는 도이며, (C)는 칩의 감김 방향과 선회 방향을 나타내는 도이다.
[도 7] (A)은 동 절삭용 공구로 이용되는 절삭용 팁의 사시도이며, (B)는 동 절삭용 팁과 팁 홀더를 조합한 상태의 단면도이다.
[도 8] (A)은 동 절삭용 팁의 표면도이며, (B)는 동 절삭용 팁의 저면도이며, (C)는 동 절삭용 팁의 측면도이다.
[도 9] (A)~(C)는, 동 절삭용 공구에서, 절삭용 팁을 팁 홀더로부터 밀어 꺼낼 때의 일련의 흐름을 설명하는 설명도이다.
[도 10] (A)~(C)는 본 실시 형태의 변형예에 따른 절삭용 공구의 사시도이다.
[도 11] 동 절삭용 공구의, (A) 좌측면도, (B) 우측면도, (C) 표면도이다.
[도 12] 동 절삭용 공구의, (A) 사시도, (B) 팁 근방을 확대한 표면도이다.
[도 13] 본 실시 형태의 변형예에 따른 절삭용 공구의, (A) 표면도, (B) 정면도, (C) 저면도이다.
[도 14] 본 실시 형태의 변형예에 따른 절삭용 공구의, (A) 표면도, (B) 정면도, (C) 저면도이다.
[도 15] 본 실시 형태의 변형예에 따른 절삭용 공구의 팁의 칼끝 근방을 확대하여 나타내 보이는 개념도이다.
[도 16] (A) 양나사체의 수나사부의 측면도이며, (B) 수나사체를 나사의 중심축 수직 방향에서 보았을 때의 나사산의 설명도이다.
[도 17] 본 실시 형태의 절삭용 공구로 절삭되는 수나사체 및 암나사체의 체결 구조의, (A) 정면도이며, (B) 평면도이다.
[도 18] 동 체결 구조의, (A) 정면 단면도이며, (B) 측면 단면도이다.
[도 19] (A)는 동 암나사체의 정면 단면도이며, (B)는 동 암나사체와 나선 방향이 반대가 되는 암나사체의 정면 단면도이다.
[도 20] 동 수나사체의, (A) 정면도, (B) 나사산만의 단면도, (C) 평면도이다.
[도 21] 동 수나사체의, (A) 측면도, (B) 나사산만의 단면도, (C) 평면도이다.
[도 22] (A)는 동 수나사체의 나사산의 단면 형상을 확대하여 나타내 보이는 단면도이며, (B)는 동 암나사체의 나사산의 단면 형상을 확대하여 나타내 보이는 단면도이다.
[도 23] (A)은 본 발명의 실시 형태에 따른 나사 설계 방법으로 이용되는 검증용 수나사체군을 나타내는 매트릭스이며, (B)는 본 발명의 실시 형태에 따른 나사 설계 방법으로 이용되는 검증용 암나사체군을 나타내는 매트릭스이다.
[도 24] 동 검증용 수나사체와 동 검증용 암나사체의 체결 강도 시험의 태양을 나타내는 도이다.
[도 25] 호칭 지름(nominal diameter) N16의 동 검증용 수나사체와 동 검증용 암나사체의 체결 강도 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
[도 26] 호칭 지름 N24의 동 검증용 수나사체와 동 검증용 암나사체의 체결 강도 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
[도 27] 호칭 지름 N30의 동 검증용 수나사체와 동 검증용 암나사체의 체결 강도 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
[도 28] 다른 예에 따른 수나사체 및 암나사체의 체결 구조의 정면도 단면도이다.
[도 29] (A) 종래의 나사 절개용 스로 어웨이 바이트의 개념도이며, (B) 종래의 나사 절개용 스로 어웨이 팁의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에, 본 발명의 실시 형태에 따른 절삭용 공구(K)를 나타낸다. 절삭용 공구(K)는, 상대 회전하는 외부 워크에 대해서, 소정 방향(상대 회전 방향의 축 방향)으로 상대 이송시키면서 절삭 가공을 실시하는 절삭용 공구이며, 소위 절삭 바이트가 된다.

또한, 본 실시 형태의 절삭용 공구(K)는, 내경 가공, 특히 내경측의 암나사를 가공할 때에 적절한 것이지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 또 여기에서는, 절삭용 팁과 팁 홀더가 별체로, 절삭용 팁을 교환 가능한 소위 스로 어웨이 바이트(throwaway bite)를 예시하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 홀더와 팁이 일체가 되는 완성 바이트나 날붙이 바이트(tipped bite)여도 좋다.

본 절삭용 공구(K)는, 절삭용 팁(1)과, 이 절삭용 팁(1)을 보관 유지하는 팁 홀더(25)를 갖는다.

우선, 도 7 및 도 8을 참조하여 절삭용 팁(이하, 팁이라 함)(1)을 설명한다. 팁(1)은 도 7(A)에 나타내듯이, 봉상(棒狀)의 본체인 본체부(3)과, 상기 본체의 단부(端部)에 위치되어 칼끝을 구비하는 인부(刃部)(2L1, 2L2)로 구성된다. 팁(1)의 재질로서는, 경도와 점도의 밸런스가 우수한 초경합금이 바람직하다. 그 외의 재질로서는 고속도강이나 서멧(cermet), 세라믹스계 등을 생각할 수 있고, 인부는, 예를 들면, 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본(DLC), DIA, DG, TiC, TiN, TiCN, TiAlN, CrN, SiC 등의 각종의 코팅 처리를 가해도 좋다. 이 외, 질화 처리를 가하는 등의 모재의 경화를 도모하는 처리를 가해도 좋다.

본체부(3)에서의 칼끝(2B)의 절삭면(2A)의 폭 방향(X)의 양 외측에 위치하는 둘레면에는, 각각, 팁 본체 길이 방향(Y)에 평행이 되는 가상 중심축을 갖는 부분 원통 영역(3A)이 형성된다(도 7(B) 참조). 팁 본체에서의, 상기 칼끝(2B)의 상대 절삭 방향(Z)(외부 워크와의 상대 이동 방향)의 양 외측의 적어도 일방에 위치하는 둘레면에는, 팁 본체 길이 방향(Y)으로 연장되는 한 쌍의 경사면(4)이 형성된다. 상기 한 쌍의 부분 원통 영역(3A)의 곡률 중심(C)이 서로 일치한다.

또한, 절삭면(2A)은, 상대 절삭 방향(H)에 입설되는 단부(段部)(15L1, 15L2)를 갖는다. 이 단부(段部)(15L1, 15L2)는, 칼끝(2B) 측에 면하고, 칼끝(2B)에 의해서 깎아진 워크의 칩과 간섭하고, 칩을 나선상으로 컬 시키는 역할을 담당한다(도 6(A) 참조). 또, 자세한 것은 후술하지만, 이 단부(段部)(15L1, 15L2)는, 홀더에 고정할 때의 위치 결정면으로도 기능한다.

도 7(B)에 나타내듯이, 본체부(3)에는, 상대 절삭 방향(Z)과 반대 방향으로 상기 한 쌍의 경사면(4)이 형성되고 있다. 한 쌍의 경사면(4)은, 상기의 부분 원통 영역(3A)의 팁 본체 길이 방향(Y)에 직행하는 단면(斷面)이 되는 부분 원호의 연장선 상의 원호 궤적(3B)보다 반경 방향 내측에 형성되고 있다. 결과, 이른바 시판의 완성 바이트의 환 바이트를 연삭함으로써 용이하게 본 실시 형태에 따른 팁(1)을 작성할 수 있다. 또, 편의상, 팁(1)의 외측에, 팁 홀더의 팁 수용구멍을 나타내고 있지만, 팁 수용구멍의 내주와 팁(1)의 외주는 대략 동일한 형상이며, 후술과 같이 팁 수용구멍이 갖는 팁 홀더의 경사면(도시 생략)과 팁(1)이 갖는 경사면(4)이 당접함으로써, 팁(1)의 칼끝(2B)의 위치가 팁 홀더에 대해서 정밀도 좋게 정해진다.

도 8에 나타내듯이, 팁(1)에는, 팁 본체 길이 방향(Y)의 양단에 각각 인부(2L1, 2L2)가 형성되고 있다. 인부(2L1, 2L2)의 칼끝(2B)의 선단 형상은, 상대 절삭 방향(Z)에서 보았을 경우에, 팁 본체 길이 방향(Y)으로 연장되는 기준선에 대해서 대칭인 V 자형상이다. 즉 칼끝(2B)은 두 개의 주칼날(主切刃)(2D1, 2D2)을 대칭으로 구비한다.

또 절삭면(2A)에는, 입설되는 단부(段部)(15L1, 15L2)를 제외하고 특별히 구조를 설치하지 않는다(평탄이 되고 있다). 이와 같이 함으로써, 칩을, 단부(段部)(15L1, 15L2)에 직접 당접시키고, 매끄럽게 만곡시킬 수 있다. 또, 본체부(3)의 표면에도 아무런 구조를 마련하지 않는다. 한편, 본체부(3)의 표면에, 팁 본체 길이 방향(Y)으로 연장되는 수평면을 형성하고, 팁(1) 상부로부터의 체결 고정 시에, 연직 하향의 힘이 전달되기 쉽게 하고, 재위축 등의 원인을 배제해도 좋다.

도 8(B)에 나타내듯이, 한 쌍의 경사면(4)의 사이에는, 저부(6)가 설치된다. 저부(6)의 단면은 상기 부분 원호의 연장선 상의 원호 궤적(3B)(도 7(B) 참조)으로 형성된다. 따라서, 팁(1)은, 저부(6)에 의해서 본체 길이 방향(L)으로 안내되면서, 팁 홀더의 팁 수용구멍에 삽입되고, 한 쌍의 경사면(4)과 팁 홀더의 경사면에 의해, 절삭 가공 장치의 회전 주축에 대해서 직교하는 방향(여기에서는 절삭면(2A)의 폭 방향(X) 및 상대 절삭 방향(Z))으로 인부(2L1, 2L2)가 정밀도 좋게 위치 결정 된다. 또 저부(6)에 대해서는, 팁 본체 길이 방향(Y)으로 연장되는 평면을 형성해도 좋다.

도 8(C)에 나타내듯이, 칼끝(2B)과 본체부(3)의 사이에는, 단부(段部)(15L1, 15L2)를 겸하고, 제1 및 제2 위치 결정면(15L1, 15L2)이 형성된다. 제1 위치 결정면(15L1)은, 외부 부재(구체적으로는 팁 홀더)와, 팁 본체 길이 방향(Y)의 일방에 계합 가능하고, 제2 위치 결정면(15L2)은, 외부 부재와 본체 길이 방향(Y)의 타방에 계합 가능하다. 후술하는 팁 홀더(25)의 팁 수용구멍(35) 내에 설치된 홀더측 위치 결정면(60)과, 위치 결정면(15L1, 15L2)이 당접함으로써, 절삭 저항의 배분력에 의한 팁(1)의 팁 본체 길이 방향(Y)에서의 워크와 역 방향으로의 차이를 막을 수 있다.

또 칼끝(2B)의 앞여유각(A)은, 내경 가공이나 암나사혈 가공 시에서 워크와의 간섭을 막기 위해서, 10° 이상으로 설정된다. 또, 위치 결정면(15L1, 15L2)의 높이(여기서의 높이는, 상대 절삭 방향(Z)을 따라 있지만, 위치 결정면(15L1, 15L2)이 형성되는 위치에 의해서 그 높이 방향은 적당 다름)는, 본체부(3)의 동 높이 방향의 최대 외치수의 40% 이하로 설정되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25% 이하로 설정된다. 동일하게, 위치 결정면(15L1, 15L2)의 높이는, 인부(2L1, 2L2)의 동 방향 높이의 최대 외치수의 50% 이하로 설정되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30% 이하로 설정된다. 어쨌건간에, 위치 결정면(15L1, 15L2)의 높이를 작게 설정함으로써, 인부(2L1, 2L2)의 동 방향 높이를 크게 확보하는 것이 가능하고, 인부(2L1, 2L2)의 강성을 큰 폭으로 높일 수 있다.

다음으로 도 1(A)~(C)로 돌아와서, 팁 홀더(25)의 구조에 대해 설명한다. 팁 홀더(25)는, 주로 봉상의 생크부(27)와, 생크부(27)의 단부에 형성되는 팁 수용구멍(35)과, 팁 수용구멍(35)의 하부에 구비되는 아래턱부(40)와, 체결 볼트의 볼트구멍(30)(도 5 참조) 등으로 이루어진다. 팁 수용구멍(35)은, 팁 홀더(25)의 단부 근방에서, 팁 홀더(25)의 본체 길이 방향(L)과 직교하는 방향(W)으로 관통하도록 설치된다. 이 팁 수용구멍(35)의 내부에, 팁(1)을 꽂아서 고정함으로써 절삭용 공구(K)가 구성된다.

도 4(A)에 나타내듯이, 아래턱부(40)는, 팁 수용구멍(35)의 하면으로부터, 그 구멍의 축 방향으로 연속하고, 생크부(27)로부터 더 폭 방향(W)으로 돌출되도록 형성된다. 결과, 아래턱부(40)의 지지면(40A)은, 팁 수용구멍(35)의 하부에 연속하고, 팁 홀더(25)의 측벽으로부터 폭 방향(W)의 외측으로 돌출한다. 결과, 팁 수용구멍(35)으로부터 돌출하는 칼끝(2B)의 하부(2C)를, 아래턱부(40)의 돌단(突端)(40B)이 지지한다. 이 지지 구조에 의해, 절삭 저항의 연직 하향 분력인 주 분력(主分力)에 의한 팁(1)의 치우침을 억제할 수 있다.

도 4(C)에 나타내듯이, 팁 수용구멍(35)에는, 팁(1)이 삽입되었을 경우를 가정했을 때에, 상기 팁(1)의 가상 절삭면의 폭 방향(X)(이것은 본체 길이 방향(L)과 일치함)의 양측에 위치하는 내주면에, 부분 원통 영역(42A)이 형성된다. 이 부분 원통 영역(42A)의 곡률 중심은, 이 팁 수용구멍(35)의 가상 중심축(C)과 일치한다. 팁 수용구멍(35)에서, 상대 절삭 방향(H)의 양측의 적어도 일방에 위치하는 내주면에는, 팁 수용구멍(35)의 가상 중심축(C)과 평행으로 연장되는 한 쌍의 경사면(45)이 형성된다. 이 한 쌍의 경사면(45)은, 팁 수용구멍(35)의 내주에 형성된 부분 원통 영역(42A)의 가상 중심축(C)에 직교하는 단면에서, 부분 원통 영역(42A)의 연장선 상이 되는 부분 원호 궤적(42B)보다 반경 방향 내측에 형성된다. 경사면(45)은, 팁 수용구멍(35)의 가상 중심축(C)에 대해서 대칭으로 형성되고, 또 한 쌍의 부분 원통 영역(42A)의 곡률 중심은, 모두 가상 중심축(C)과 일치한다. 또 본 팁 홀더(25)는, 팁 수용구멍(35)의 경사면(45)에 대향하는 장소에서, 생크부(27)의 외주면으로부터 팁 수용구멍(35)에 관통하는 볼트구멍(30)을 가지고 있다. 이 볼트구멍(30)에 대해서, 외부로부터, 체결 나사(70)를 나합시켜 팁 수용구멍(35) 내로 돌출되도록 함으로써 팁(1)을 체결 고정한다(도 4(A) 참조).

도 4(A)에 나타내듯이, 팁 홀더(25)의 생크부(27)의 축 직각 방향 단면의 외주 윤곽은 거의 원형이지만, 이 외주면에 대해서, 아래턱부(40)가 반경 방향 외측으로 돌출된다. 이 아래턱부(40)는, 동일한 외주면으로부터 돌출하는 팁(1)의 칼끝(2B)의 하부(2C)를, 워크에 대한 칼끝(2B)의 진행 방향을 향해 지지한다. 팁(1)은, 팁 수용구멍(35)에 수용되고, 팁(1)의 위치 결정면(15L1)은, 팁 수용구멍(35)내의 위치 결정면(60)에 당접됨으로써, 팁(1)의 길이 방향(Y)의 위치 결정이 정밀도 좋게 행해진다. 또, 생크부(27)의 축 방향의 단부 근방에는, 볼트구멍(30)이 구비되어 있다. 도 4(A)의 C-C' 단면도를 도 4(C)에 나타낸다. 팁 수용구멍(35)의 내부에는 홀더측 위치 결정면(60)이 설치된다. 이 홀더측 위치 결정면(60)이, 팁 수용구멍(35)에 삽입된 팁(1)의 위치 결정면(15L1 또는 15L2)과 당접함으로써, 팁(1)의 칼끝(2B)이, 팁(1)의 길이 방향(Y)에 위치 결정 된다.

도 1로 돌아와서, 팁 홀더(25)의 생크부(27)의 외주면에는, 칩 안내벽(52)이 형성된다. 이 칩 안내벽(52)은, 팁 수용구멍(35)(또는, 팁(1)의 칼끝(2B))의 근방에서 시작되어, 칼끝(2B)으로부터 멀어지는 방향(본 실시 형태에서는, 생크부(27)의 기단 방향, 즉, 생크부(27)의 길이 방향(L))으로 연장되도록 형성된다. 따라서, 칩 안내벽(52)의 길이 방향은, 칼끝(2B)의 돌출 방향(W)에 대해서, 대략 직각 방향(생크부(27)의 길이 방향(L))이 된다. 칩 안내벽(52)은, 칼끝(2B)의 절삭 가공에 의해서 생기는 칩과 간섭하고, 그 칩을, 칼끝(2B)으로부터 멀어지는 방향(본 실시 형태에서는, 생크부(27)의 기단 방향)을 향해 안내한다.

또한 칩 안내벽(52)은, 외부 워크와 칼끝(2B)의 상대 이송 방향(여기에서는, 생크부(27)의 길이 방향(L))에 관해서 칼끝(2B)과 대략 동 위치를 포함하고, 칼끝(2B)의 절삭면(2A)에 대해서 입설되는 칼끝측 입설면(52A)을 갖는다. 따라서, 칼끝(2B)으로부터 생기는 칩은, 곧바로, 칼끝측 입설면(52A)과 간섭하여 만곡된다. 또, 절삭면(2A)에 대한 칼끝측 입설면(52A)의 입설 각도(β)(도 4(A) 참조)는, 적어도 120° 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 100° 이하, 더욱 바람직하게는 90° 이하로 한다. 또, 절삭면(2A)을 기준으로 한 칼끝측 입설면(52A)의 높이(γ)는, 2mm 이상, 바람직하게는 4mm 이상으로 설정하고, 칩을 재빠르고 매끄럽게 만곡시킬 수 있는 구조가 바람직하다.

도 4(A) 및 (B)에 나타내듯이, 칩 안내벽(52)은, 단면에서 보았을 때 오목한 상태의 만곡면이 됨으로써, 상대 절삭 방향(H)에서의 칼끝(2B)의 절삭 방향(도의 상 방향)에 대해서 대향하고, 칼끝(2B) 측(즉 폭 방향(W)에서의 외부 워크 측)에 적합한 경사면이 된다. 결과, 도 6(A)에 나타내듯이, 칩 안내벽(52)은, 칼끝(2B)에서 생기는 칩과 접촉함으로써, 칼끝(2B) 측(워크 측)으로 칩을 되밀어내도록 하면서, 또한, 절삭 방향(도의 상 방향)과 반대측(절삭면(2A) 측)으로 칩을 되풀이하도록 만곡시킴으로써, 칩을 적극적으로 컬 시킨다. 결과, 칩이 코일 상태(두루마리 상태, helical)가 되어, 도중에 분단되기 어렵도록 이루어지고 있다.

또한, 도 4(B)에 나타내듯이, 칩 안내벽(52)은, 생크부(27)의 외주면에 오목한 상태에 형성되는 구부(溝部)(54)의 일방의 측벽에 의해서 구성됨으로써, 이 구부(54)의 타방의 측벽에도, 보조 안내벽(53)이 형성된다. 이 보조 안내벽(53)은, 칩 안내벽(52)에 의해서 코일 상태가 된 칩을, 더, 코일의 권회수가 진전할 방향으로 안내한다. 이와 같이, 코일 모양의 칩을, 감김 방향과 반대 방향으로 굴곡시키지 않게 하고, 칩의 파단을 억제한다.

또한, 도 2(B) 및 (C)에 나타내듯이, 이 칩 안내벽(52)은, 생크부(27)의 외주의 둘레 방향을 따라서 나선상으로 연장되고 있다. 다만, 칩 안내벽(52)은, 반드시 생크부(27)의 외주의 둘레 방향을 따라서 나선조로 연장되지 않으면 안 된다는 것은 아니고, 칼끝(2B)이 배설된 절삭용 공구(K)의 선단 측으로부터 생크부(27) 측인 기단 측을 향해 연재하고, 칼끝(2B)에 의해서 외부 워크로부터 잘라진 칩이, 칩 안내벽(52)을 따라서 선단 측으로부터 기단 측을 향해 안내되도록 구성되어 있으면 좋다. 구체적으로 칩 안내벽(52)은, 특히 한정되는 것은 아니지만, 칼끝(2B)으로부터 멀어지는 방향(생크부(27)의 길이 방향(L))이며, 또한, 칼끝(2B)의 상대 절삭 방향(H)에서의, 워크에 대한 칼끝(2B)의 진행 방향(도 2(B)에서의 상방, 이것을 「절삭 방향」이라고 정의한다. 화살표 H2 참조)과 반대 방향으로 선회하고 있다. 따라서, 도 6(B) 및 (C)에 나타내듯이, 코일 모양의 칩은, 코일 상태가 될 때의 자전 방향(감김 방향)(J)과, 칩 안내벽(52)에 의해서 둘레 방향으로 선회될 방향(T)이 일치하므로, 칩이 배출 도중에 분단되기 어렵고, 칩 안내벽(52)을 따라서 매끄럽게 배출된다.

도 4(C) 및 (D)에 나타내듯이, 팁 홀더(25)의 생크부(27)의 외주면에는, 배출 방향 규제면(56)이 형성된다. 이 배출 방향 규제면(56)은, 칼끝(2B)의 근방에 형성되고, 외부 워크와 칼끝(2B)의 상대 이송 방향(여기에서는, 생크부(27)의 길이 방향(L))에 접한다. 구체적으로 본 실시 형태의 배출 방향 규제면(56)은, 칼끝(2B)을 기준으로, 상대 이송 방향에서의 칼끝(2B)의 전진 측(화살표 L1 참조)에 배설되고, 상대 이송 방향에서의 칼끝의 후퇴 방향(화살표 L2 측)에 접한다.

이 배출 방향 규제면(56)은, 이미 말한 구부(54)의 길이 방향의 단면(端面)에 의해서 구성됨으로써, 칩 안내벽(52)(칼끝측 입설면(52A))의 단부와 연속한다. 결과, 칼끝(2B)의 근방에서의 칩 회수 공간이, 상대 이송 방향을 향해 막다른 골목 상태가 되므로, 도 6(B)에 나타내듯이, 칼끝(2B)에서 생기는 칩이, 생크부(27)의 선단 측(화살표 L1 참조)으로 진행하려고 해도, 이 배출 방향 규제면(56)으로 간섭해서 진행되지 못하고, 이 배출 방향 규제면(56)에 의해서, 칩의 배출 방향이 일 방향(화살표 L2 방향)으로 한정되고, 칩 안내벽(52)을 따라서 기단 측으로 배출되게 된다.

또한, 도 4(A)에 나타내듯이, 팁(1)의 칼끝(2B)의 앞여유각(A)에 대해서, 팁 홀더(25) 선단부의 아래턱부(40)의 능선(40C)의 여유각이 커지도록 설정되지만, 동일해도 좋다. 아래턱부(40)의 여유각은, 외부 워크와 간섭하지 않는 정도로 설정되는 것이 바람직하고, 특히 내경 가공 시에는 간섭하기 쉽기 때문에, 여유각을 크게 한다.

또, 본 실시 형태에서는, 도 4(A)에 나타내듯이, 팁(1)의 위치 결정면(15L1)이, 팁 수용구멍(35) 내의 홀더측 위치 결정면(60)에 당접함으로써, 팁(1)의 칼끝의 돌출 방향의 위치가 정밀도 좋게 정해진다. 즉, 홀더측 위치 결정면(60)은, 절삭 저항의 배분력에 의한 팁(1)의 수용구멍 축 방향(S)에서의 워크와 역 방향으로의 차이를 막을 수 있다. 또, 체결 나사(70)에 의해, 팁 홀더(25)의 경사면(45)과 팁(1)의 경사면(4)이 당접하므로, 칼끝(2B)의 폭 방향(X)의 위치 결정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 도 9(A)에 나타내듯이, 팁(1)이 팁 홀더(25)의 팁 수용구멍(35)에 수용되고 있는 상태에서, 체결 나사(70)의 억압을 느슨하게 한 다음, 절삭하고 있지 않은 쪽(아래턱부(40)와 반대 측)의 인부(2L1, 2L2) 아래의 여유면을, 아래턱부(40) 측에 누른다. 결과, 도 9(B)의 화살표 방향으로 팁(1)이 밀려 나가고, 도 9(C)와 같이, 팁(1)이 팁 수용구멍(35)으로부터 꺼내진다. 또 본 실시 형태에서는, 팁 홀더(25)에 팁(1)의 전용 밀어내기구멍을 설치하지 않지만, 팁 수용구멍(85)를 관통시키지 않고, 전용 밀어내기구멍을 설치하고, 밀어내기봉(80)을 사용하여 팁(1)을 밀어 낼 수 있도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 팁 수용구멍(35)의 관통공의 절삭 측이 아닌 개구부로부터 칩이 들어가는 불편이 해소된다.

다음으로 본 실시 형태에 따른 절삭용 공구(K)의 변형예를 도 10 내지 도 12 등을 참조하여 설명한다. 또, 동일 또는 유사하는 부분·부재에 대해서는, 제1 실시 형태의 동일 부호를 교부함으로써 중복 설명을 회피하고, 다른 점을 중심으로 설명한다.

도 10에 나타내듯이, 절삭용 공구(K)는, 삼각형의 각 정점에 칼끝을 갖는 내경 암나사 가공용의 절삭용 팁(1)과, 팁 홀더(25)를 갖는다.

팁 홀더(25)의 생크부(27)의 외주면에는, 칩 안내벽(52)이 형성된다. 이 칩 안내벽(52)은, 팁(1)의 칼끝(2B)의 근방에서 시작되고, 칼끝(2B)으로부터 멀어지는 방향(본 실시 형태에서는, 생크부(27)의 기단 방향, 즉, 생크부(27)의 길이 방향(L))으로 연장되도록 형성된다. 칩 안내벽(52)은, 외부 워크와 칼끝(2B)의 상대 이송 방향(여기에서는, 생크부(27)의 길이 방향(L))에 관해서 칼끝(2B)과 대략 동 위치를 포함하고, 칼끝(2B)의 절삭면(2A)에 대해서 입설되는 칼끝측 입설면(52A)을 갖는다.

도 11(C)에 나타내듯이, 이 칼끝측 입설면(52A)은, 절삭면(2A)에 대해서 대략 직각이 되고 있다. 또한, 도 11(B)에 나타내듯이, 칩 안내벽(52)은, 칼끝(2B)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 도중에서, 제1 안내벽편(52D)과 제2 안내벽편(52E)으로 분기하고 있다. 구체적으로 제2 안내벽편(52E)은, 칼끝측 입설면(52A)과 벽 길이 방향으로 연속하면서, 분기 위치에서, 벽이 여유가 있는 방향(퇴피할 방향, 도 11(B)에서의 상방)으로 굴곡하도록 형성된다. 한편, 제1 안내벽편(52D)은, 이 분기 위치에 형성되는 부분적으로 벽이 없어지는 개구부(52K)를 개재한 상태로, 칼끝(2B)으로부터 멀어지는 장소에 형성된다.

결과, 도 11(C)에 나타내듯이, 배출 방향 규제면(56) 및 칼끝측 입설면(52A)에 의해서, 칼끝(2B)으로부터 멀어지는 방향으로 안내되는 칩의 일부는, 개구부(52K)로부터 제2 안내벽편(52E)을 경유하여 배출되고(화살표 E 참조), 나머지부는, 개구부(52K)에 진입하지 않고, 제1 안내벽편(52D)을 경유하여 배출된다(화살표 D 참조). 결과, 대량의 칩을 효과적으로 배출하는 것이 가능해진다. 제1 안내벽편(52D)에서는, 코일 상태의 칩이 배출되고, 도중에 분단되는 세세한 칩편은, 개구부(52K)에 진입하여 제2 안내벽편(52E)을 경유하여 배출된다. 결과적으로, 세세한 칩편이, 칩 안내벽(52)의 도중에 체류하지 않기 때문에, 항상 안정된 절삭을 실현할 수 있다.

또한, 도 10 내지 도 12에 나타내 보인 상기 절삭용 공구(K)에서는, 칼끝측 입설면(52A)과, 개구부(52K)를 개입시킨 제2 안내벽편(52E)이, 연재 방향(나선 방향)을 따라서 대략 연속하는 경우를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.

예를 들면 도 13에 나타내는 절삭용 공구(K)와 같이, 칼끝측 입설면(52A)과, 개구부(52K)를 개입시킨 제2 안내벽편(52E)이, 위치 엇갈리게 설치되도록 해도 좋다. 구체적으로는, 칼끝측 입설면(52A)과 비교하여 제2 안내벽편(52E)이, 각 면이 향하는 방향에 대해서 퇴피 측에 위치하도록 한다. 환언하면, 칩 안내벽(52)의 나선 방향(화살표 D 참조)을 기준으로, 칼끝측 입설면(52A)보다 제1 안내벽편(52D)이, 반나선 방향측(화살표 Q 참조)으로 오프셋 하고 있다. 이와 같이 하면, 칼끝측 입설면(52A)에 의해서 안내되는 코일 상태의 칩의 돌단이, 분기의 근본 부분(52F)에 충돌하여 제1 안내벽편(52D)으로 안내되는 상황을 억제할 수 있다. 결과, 제2 안내벽편(52E) 측은, 주로 세세한 칩이 배출되고, 길이가 긴 칩은, 제1 안내벽편(52D) 측으로부터 원활히 배출될 수 있다.

또, 도 2 등에 나타내 보인 상기 절삭용 공구(K)에서는, 칩 안내벽(52)이, 칼끝(2B)의 상대 절삭 방향(H)에서의, 워크에 대한 칼끝(2B)의 진행 방향(도 2(B)에서의 상방)과 반대 방향으로 선회하는 경우를 예시했지만, 도 14에 나타내듯이, 워크에 대한 칼끝(2B)의 진행 방향(도 14에서의 상방, 화살표 H1 참조)으로 선회하도록 해도 좋다. 이와 같이 해도, 칩을 매끄럽게 배출할 수 있다.

또 특히 도시하지 않지만, 배출 방향 규제면(56)과 칼끝측 입설면(52A)이 연속하는 경우에서, 배출 방향 규제면(56)과 칼끝측 입설면(52A)의 경계가 명확할 필요는 없다. 예를 들면, 도 15에 나타내듯이, 팁 홀더(25)의 길이 방향에 대해서 경사하는 면이, 팁(1)의 칼끝 근방에 형성되고, 이 경사면이, 배출 방향 규제면(56)과 칼끝측 입설면(52A)을 겸하도록 해도 좋다.

다음으로 본 실시 형태의 절삭용 공구에 의해서 가공되는 피가공물의 사례로서, 볼트 등의 이른바 수나사체와, 너트 등의 이른바 암나사체를 이용하는 것을 소개한다.

이 나사체에 의한 체결 구조에 관해서, 하나의 수나사체에 대해서, 리드각 및/또는 리드 방향이 상이한 2종류의 나선홈(예를 들면 우수나사부와 좌수나사부)를 형성하고, 이 2종류의 나선홈에 대해서, 더블 너트와 같이, 2종류의 암나사체(예를 들면 우암나사체와 좌암나사체)를 따로 따로 나합시키는 것이 있다. 어떠한 계합 수단에 의해, 2종류의 암나사체의 상대 회전을 억제하면, 리드각 및/또는 리드 방향이 상이함에 의한 축 방향 간섭 작용 또는 축 방향 이반 작용에 의해, 수나사와의 사이에 기계적인 풀림 방지 효과를 제공할 수 있다.

도 16(A)는, 양나사체이며, 하나의 수나사체에 대해서, 리드 방향이 상이한 2종류의 나선홈(우수나사부와 좌수나사부)을 형성한 것이다.

수나사체(140)는, 기초부 측에서 축단(軸端)을 향하여, 수나사 나선 구조가 형성된 수나사부(153)가 설치된다. 이 예에서는, 이 수나사부(153)에, 대응하는 우나사로서 이루어지는 암나사상의 나선조를 나합 가능하게 구성되는 우나사로 이루어지는 제1 수나사 나선 구조(154)와, 대응하는 좌나사로서 이루어지는 암나사상의 나선조를 나합 가능하게 구성되는 좌나사로 이루어지는 제2 수나사 나선 구조(155)의 2종류의 수나사 나선 구조가 동일 영역 상에 중복하여 형성된다. 수나사부(153)에는, 도 16(B)에 나타내듯이, 축심(나사축)(C)에 수직이 되는 면 방향에 대해 둘레 방향으로 연장되는 대략 초승달상의 나사산(153a)이, 수나사부(153)의 일방 측(도의 좌측) 및 타방 측(도의 우측)에 교대로 설치된다. 나사산(153a)을 이와 같이 구성함으로써, 우회전으로 선회하는 나선 구조 및 좌회전으로 선회하는 나선 구조의 2종류의 나선홈을, 나사산(153a)의 사이에 형성할 수 있다.

이와 같이 함으로써, 제1 수나사 나선 구조(154) 및 제2 수나사 나선 구조(155)의 2종류의 수나사 나선 구조를, 수나사체(140)에 형성하고 있다. 따라서, 수나사체(140)는, 우나사 및 좌나사의 어느 암나사체와도 나합하는 것이 가능해진다.

이러한 이중 나선 구조(양나사체)를 이용하고, 풀림이 없는 체결 구조를 실용적인 강도로 실현하기 위해서는, 본원 발명자의 예의연구(銳意硏究)의 성과인 일본 등록 특허 제4663813호 공보 등에 기재된, 축에 직행하는 단면이 대략 타원형인 특수한 나사산이 효과적이다(도 16(B) 참조).

또한, 상기 실시 형태에서는, 팁(1)과 팁 홀더(25)가 별체가 되고, 팁(1)의 인부(2L1, 2L2) 근방은, 팁 홀더(25)의 팁 수용구멍(35)의 주위 부재에 의해서 보관 유지되는 경우를 예시하고 있다. 따라서, 본 발명에서의 특허청구범위에서 표현되는 「인부를 보관 유지하는 기초부」는, 본 실시 형태에서는, 팁 홀더(25)의 팁 수용구멍(35)의 주위 부재를 포함하고, 생크부(27)로 펼쳐지는 개념이 되지만, 그 기초부의 범위는 특히 한정되는 것이 아니다. 이것은, 팁(1)과 팁 홀더(25)가 일체 부재로 구성되는 완성 바이트 등에서도 동일하다.

본 발명의 실시 형태에 따른 절삭용 팁(1)의 인부(2L1, 2L2)가, 전술과 같이 도 8(A)에서의 상대 절삭 방향(Z)에서 보았을 경우에, 팁 본체 길이 방향(Y)으로 연장되는 기준선에 대해서 대칭, 즉 칼끝(2B)에서 보았을 때 두 개의 주칼날(2D1, 2D2)을 대칭으로 구비하는 것은, 리드 방향이 다른 2개의 나선조를 형성할 경우에, 이송하는 방향만 역전시켜 나사의 절삭 가공을 실시할 때에 바람직하다. 구체적으로는 본 형상에 의해, 래디얼 인 피드로 마무리하는 것을 가능하게 한다. 다만 인 피드의 방법은, 래디얼 인 피드에 한정되지 않기 때문에, 두 개의 주칼의 각도는, 반드시 같지 않아도 좋다.

이상, 본 발명에 따른 절삭용 공구의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 설명한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 각 청구범위에 기재한 범위에서 각종의 변형을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 도 1 등에서, 팁 홀더(25)의 본체에 대해서, 팁 수용구멍(35)은, 팁 홀더(25)의 폭 방향(W)으로 관통하도록 설치하는 경우를 예시했지만, 팁 홀더(25)의 길이 방향(L)의 단면(端面)에, 동 길이 방향(L)을 따라서 형성되고 있어도 좋고, 또 경사하고 있어도 좋다.

다음으로, 나사체를 절삭 할 때에 적용되는 상기 절삭용 팁(1)의 칼끝(2B)의 각도에 대해 설명한다. 또, 이 칼끝(2B)의 각도는, 나사체의 나사산각에 의해서 정해지므로, 여기에서는, 나사체의 나사산각에 대해 설명한다.

<수나사체 및 암나사체>

도 17 및 도 18에 나타내듯이, 피가공물이 되는 수나사체(1010) 및 암나사체(1100)의 체결 구조(1001)는, 암나사체(1100)를 수나사체(1010)에 나합시킴으로써 구성된다.

도 20 및 도 21에 나타내듯이, 수나사체(1010)는, 축부(1012)에서의 기초부 측에서 축단을 향하고, 수나사 나선홈이 형성된 수나사부(1013)가 설치된다. 본 실시 형태에서는, 이 수나사부(1013)에, 대응하는 우나사로서 이루어지는 암나사상의 나선조를 나합 가능하게 구성되는 우나사로 이루어지는 제1 나선홈(1014)과, 대응하는 좌나사로서 이루어지는 암나사상의 나선조를 나합 가능하게 구성되는 좌나사로 이루어지는 제2 나선홈(1015)의 2종류의 수나사 나선홈이, 수나사체(1010)의 축 방향에서의 동일 영역 상에 중복하여 형성된다. 또, 상기 중복 부분 이외에, 일방으로 향하는 나선홈이 형성되어서 이루어지는 편나선홈 영역을 설치해도 좋다.

제1 나선홈(1014)은, 이에 대응하는 암나사체(1100)의 우나사로서 이루어지는 암나사상의 나선조와 나합 가능하고, 제2 나선홈(1015)은, 이에 대응하는 암나사체(1100)(이는, 상기 우나사를 갖는 암나사체와 별체의 경우를 포함함)의 좌나사로서 이루어지는 암나사상의 나선조와 나합 가능해진다.

수나사부(1013)에는, 도 20(C) 및 도 21(C)에 나타내듯이, 축심(나사축)(C)에 수직이 되는 면 방향에서 둘레 방향으로 연장되는 대략 초승달상의 조상(條狀)을 이루는 나사산(G)이, 수나사부(1013)의 직경 방향에서의 일방 측(도의 좌측) 및 타방 측(도의 우측)에 교대로 설치된다. 즉, 이 나사산(G)은, 그 능선이 축에 대해 수직으로 연장되고, 나사산(G)의 높이는, 둘레 방향 중앙이 높고, 둘레 방향 양단이 점차 낮아지도록 변화한다. 나사산(G)을 이와 같이 구성함으로써, 우회전으로 선회하는 가상적인 나선홈 구조(도 20(A)의 화살표 1014 참조) 및 좌회전으로 선회하는 가상적인 나선홈 구조(도 20(A)의 화살표 1015 참조)의 2종류의 나선홈을, 나사산(G)의 사이에 형성할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 이와 같이 함으로써, 제1 나선홈(1014) 및 제2 나선홈(1015)의 2종류의 수나사 나선홈을, 수나사부(1013)에 중첩 형성하고 있다. 따라서, 수나사부(1013)는, 우나사 및 좌나사의 어느 암나사체와도 나합하는 것이 가능해진다. 또, 2종류의 수나사 나선홈이 형성된 수나사부(1013)의 상세한 것에 대하여는, 본원의 발명자에 따른 일본 등록 특허 제4663813호 공보가 참조될 수 있다.

도 19(A)에 나타내듯이, 암나사체(1100)는, 통상 부재(1106)로 구성된다. 통상 부재(1106)는, 소위 육각 너트상을 이루고, 중심에 관통공부(1106a)를 갖는다. 물론, 암나사체(1100)의 개형(槪形, approximate form)은, 육각 너트상에 한정하지 않고, 원통형, 둘레면에 로 렛(knurling)을 갖는 형상, 4각형상, 별형 형상(星型形狀) 등 임의로 적당하게 설정 가능하다. 관통공부(1106a)에는, 우나사로서의 제1 암나사 나선조(1114)가 형성된다. 즉, 통상 부재(1106)의 제1 암나사 나선조(1114)는, 수나사체(1010)의 수나사부(1013)에서의 제1 나선홈(1014)과 나합한다.

또한, 도 19(B)에 나타내듯이, 암나사체(1101)로서, 관통공부(1106a)에 좌나사로서의 제2 암나사 나선조(1115)가 형성되도록 해도 좋다. 이 경우는, 제2 암나사 나선조(1115)는, 수나사체(1010)의 수나사부(1013)에서의 제2 나선홈(1015)과 나합한다.

다음으로, 도 22(A)를 참조하고, 수나사체(1010)에서의 수나사부(1013)에 형성되는 나사산(G)의 축 방향에 따르는 단면을 축 직교 방향에서 보았을 때의 형상에 대해 설명한다.

또, 도 22(B)에 나타내는, 암나사체(1100)의 제1 암나사 나선조(1114) 및/또는 암나사체(1101)의 제2 암나사 나선조(1115)의 나사산(P)의 형상은, 수나사체(1010)의 나사산(G)의 형상에 근거하여 상대 설정되므로, 여기서의 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 실시 형태의 수나사체(1010)의 호칭 지름(nominal diameter)에서는, 두문자에 N을 붙여 부르기로 한다. 예를 들면, N16의 수나사체(1010)의 경우는, 나사산(G)의 정점(Gt)에서의 직경(F)이 16mm인 것을 의미하고, N16의 암나사체(1100)의 경우는, 나사산의 곡경이 16mm인 것을 의미한다.

나사산(G)의 산각도(T)(산각도는, 나사산(G)의 정부에서 골짜기를 향해 연재하는 한 쌍의 경사면이 이루는 각도를 의미함)는, 61° 이상 또한 75° 이하의 범위로 설정되고, 보다 바람직하게는 63° 이상 또한 73° 이하의 범위로 설정되고, 더욱 바람직하게는, 67° 이상 또한 73° 이하로 설정되고, 보다 구체적으로는 70°로 설정된다. 또, 나사산(G)의 곡경(D)(즉, 수나사체(1010)의 축부(1012)에 대해 나사산(G)을 생략하는 경우의 외경)은, N16의 경우는 13.5mm 이상 또한 14.3mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다. N16의 경우의 곡경(D)은 13.5mm 이상 또한 14.3mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다. N24의 경우의 곡경(D)은 19.6mm 이상 또한 20.5mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다. N30의 경우의 곡경(D)은 25.8mm 이상 또한 26.7mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 또, 여기서 말하는 곡경은 종래의 미터 나사에서 말하는 유효지름이 아니라, 곡저(谷底) 부분의 직경에 상당한다.

따라서, 도 22(B)에 나타내듯이, 암나사체(1100)에 관해서도, 나사산(P)의 산각도(Q)는, 61° 이상 또한 75° 이하의 범위로 설정되고, 보다 바람직하게는 63° 이상 또한 73° 이하의 범위로 설정되고, 더욱 바람직하게는, 67° 이상 또한 73° 이하로 설정되고, 보다 구체적으로는 70°로 설정된다. 또, 나사산(P)의 정점(Pt)의 산경(山徑)(E)은, N16의 경우는 13.5mm 이상 또한 14.3mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다. N16의 경우의 산경(E)은 13.5mm 이상 또한 14.3mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다. N24의 경우의 산경(E)은 19.6mm 이상 또한 20.5mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다. N30의 경우의 산경(E)은 25.8mm 이상 또한 26.7mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 물론, 암나사의 산경의 설정은, 수나사체의 곡경에 비교하여, 동등 이상으로 설정할 필요가 있는 것은 말할 필요도 없다.

<설계 수법 및 설계 근거>

다음으로, 수나사체(1010) 및 암나사체(1100)의 설계 수법 및 설계 근거에 대해 이하에 설명한다. 또, 여기에서는 호칭 지름 N16의 수나사체(1010)를 설계할 때의 사례를 소개한다.

<수나사체(1010) 및 암나사체(1100)의 시리즈의 준비>

먼저, 호칭 지름 N16으로 이루어지는 수나사체(1010)에 관해서, 도 23(A)에 나타내듯이, 상이한 복수의 곡경(D1, D2, ·· , Dn)과, 상이한 복수의 산각도(T1, T2, ···, Tn)로 구성되는 매트릭스 조건의 일부 또는 전부를 채우도록, 복수의 검증용 수나사체(1010)(Tn, Dn)를 준비한다.

또, 이 복수의 검증용 수나사체(1010)(Tn, Dn)의 각각에 대응시키고, 그것과 나합 가능한 검증용 암나사체(1100)를 같은 수만큼 준비한다. 즉, 도 23(B)에 나타내듯이, 상이한 복수의 산경(E1, E2, ···, En)과, 서로의 상이한 복수의 산각도(Q1, Q2, ···, Qn)로 구성되는 매트릭스 조건의 전부 또는 일부를 채우도록, 복수의 검증용 암나사체(1100)(Qn, En)를 준비한다. 구체적으로는, 검증용 암나사체(1100)(Qn, En)의 산경(En)은, 검증용 수나사체(1010)(Tn, Dn)의 곡경(Dn)과 대략 일치하고, 산각도(Qn)는, 검증용 수나사체(1010)(Tn, Dn)의 산각도(Tn)와 대략 일치한다. 결과, 도 23(A)와 도 23(B)의 매트릭스 상의 같은 위치에 존재하는 검증용 수나사체(1010)(Tn, Dn)와, 검증용 암나사체(1100)(Qn, En)가 쌍이 되는 검증용 세트가 다수 준비된다.

또한, 검증용 암나사체(1100)(Qn, En)의 축 방향 길이(W)(이를, 축 방향 관련 길이(W)라고도 한다. 도 17 참조.)는, 호칭 지름 N16에서의 체결 강도 시험에서는, 모든 시험체에 공통되게 호칭 지름 N16에 대한 소재 고유의 소정의 비율 γ(0<γ<1)로 하고 있다. 즉, N16의 본 사례의 경우, 검증용 암나사체(100)(Qn, En)의 축 방향 길이 W는, 16mm×γ로 설정된다. 물론, W의 값은, 재료 고유치인 소정 비율의 γ를 호칭 지름마다 각각 곱해 산출된다.

이 축 방향 관련 길이(W)는, 도 24에 나타내듯이, 대체로, 수나사체(1010)의 축부(1012)의 축 직각 단면(1012A)이 견딜 수 있는 인장 강도(H)와, 축 방향 관련 길이(W)에서의, 수나사체(1010)의 나사산(G)의 기저면(GL)(도 22(A) 참조)으로 구성되는 둘레면(J)의 전단 강도(S)가 근사하기 쉬운 값을 선정하고 있다. 인장 강도(H)는, 곡경(Dn)에서의 단면적에 계수 a1를 곱한 값이 되고, H=π×Dn2×a1로 표현할 수 있다. 전단 강도(S)는, 곡경(Dn)에서의 축 방향 관련 길이(W)에 상당하는 원통 면적에 계수 a2를 곱한 값이 되고, S=π×Dn×W×a2로 표현할 수 있다.

계수 a1이나 a2는, 모재의 재료 등에 의해서 각각 다르지만, 본 발명자의 검토에 의하면, 본 실시 형태에서는 모재에 S45C나 SCM435 등과 같은 범용의 강재를 선정하고, W를 상술한 대로 설정하면, 인장 강도(H)와 전단 강도(S)가 꽤 가까운 값이 되는 것을 알 수 있다. 이 결과, 검증용 암나사체(1100)(Qn, En)와 검증용 수나사체(1010)(Tn, Dn)의 체결 강도는, 산각도(T)나 곡경(D)이 변화함으로써, 실제로는, 전단 강도(S) 측이 미묘하게 커지거나, 인장 강도(H) 측이 미묘하게 커지거나 한다. 어느 쪽이 우위가 될지는, 체결 강도 시험에 의해서 검증하면 좋고, 전단 강도(S) 우위 상태와 인장 강도(H) 우위 상태의 경계를, 실험에 의해서 찾아내는 것이 가능해진다.

또한, 여기에서는 설명의 편의상, 도 23에 나타내는 매트릭스를 이용하여, 곡경(D)이나 산각도(T) 등을 변량시키는 경우를 예시했지만, 실제로는, 매트릭스의 모든 장소를 채우도록 검증용 수나사체(1010)(Tn, Dn)와 검증용 암나사체(1100)(Qn, En)를 준비할 필요는 없고, 또, 매트릭스화할 필요도 없다. 후술하듯이, 곡경(D)과 산각도(T)가 어느 정도의 범위에서 변동하는 검증용 수나사체와 검증용 암나사체의 편성으로, 최적치를 추출할 수 있는 태양이면 좋다.

<경계곡경 추출 공정>

다음으로, 쌍이 되는 검증용 수나사체(1010)(Tn, Dn)와, 검증용 암나사체(1100)(Qn, En)(이하, 검증용 볼트 너트 세트라고 함)를 각각 나합시켜 체결 강도 시험을 실시한다. 여기서의 체결 강도 시험은, 도 24에 나타내듯이, 검증용 수나사체(1010)(Tn, Dn)와 검증용 암나사체(1100)(Qn, En)를, 축 방향에서 떨어진 방향(화살표 A 참조)으로 상대 이동시키고, 체결 상태(나합 상태)를 강제적으로 해제시키는 인장 시험을 의미하지만, 특히 이것으로 한정되지 않고, 반복 수나사체(1010)(Tn, Dn)와 암나사체(1100)(Qn, En)를 상대 이반시키는 피로 시험 외에도, 나사체의 토크·축력·회전각을 검증하기 위한 소위 나사 고정 시험 등이어도 좋고, 이러한 시험 결과와 인장 시험의 결과 사이에 상관성이 있는 것이 확인되고 있다. 모든 검증용 볼트 너트 세트에 대해 체결 강도 시험을 실시하고, 그 결과가, 수나사체(1010)의 축부(1012)에서 파단함으로써 체결이 해제되는 축파단 형태가 되는지, 나사산(G)이 변형 또는 무너짐으로써 체결이 해제되는 나사산 붕괴 형태가 되는지를 판정한다.

이 판정 결과의 그래프예를 도 25에 나타낸다. 본 그래프에서는, 횡축을 산각도(Tn), 세로축을 곡경(Dn)으로 설정하고, 축파단 형태가 된 검증용 볼트 너트 세트를 ○, 나사산 붕괴 형태가 된 검증용 볼트 너트 세트를 △로 표시하고 있다. 이 결과로부터 알 수 있듯이, 그래프 상은, 나사산 붕괴 형태가 생기는 영역(X)(나사산 붕괴 영역(X))과, 축파단 형태가 생기는 영역(Y)(축파단 영역(Y))으로 2분 되고, 그 경계선(k)을 분명히 할 수 있다. 이 경계선(k)은, 혹 특정의 산각도(Tk)에 대응하여 축파단 형태를 일으키게 하는 것이 가능한 최대 곡경의 값을 경계곡경(Dk)이라고 정의했을 경우, 산각도(Tk)의 변화와 경계곡경(Dk)의 변화의 상관관계를 의미하게 된다.

예를 들면, 산각도(T)를 68°로 설정하고, 축부의 곡경(D)을 14.1mm 이상으로 하는 설계 사상은, 나사산 붕괴 영역(X)에 속하므로, 인장 시험에 의한 체결 해제 시에 축파단 형태는 얻기 어렵고, 나사산 붕괴 형태가 생길 가능성이 높은 것을 의미하고, 그 만큼 축부의 강도가 소용 없게 되는 설계라고 생각할 수 있다. 한편, 산각도(T)를 68°로 설정하고, 축부의 곡경(D)을 13.6mm로 설정하는 설계 사상은, 체결 해제 시에 축파단 형태를 얻기 쉽지만, 경계곡경(Dk)은 약 14.05mm가 됨으로써, 그 범위 내이면 축부의 곡경(D)을 더 크게 설정할 수 있어 인장 강도를 높일 수 있다는 점에서, 비효율적인 설계인 것을 의미한다.

역설 하면, 이 경계선(k)에서는, 경계곡경(Dk)의 변화에 대응하여, 그 수나사체를 축파단 형태로 시키는 것이 가능한 경계 산각도(Tk)의 허용 범위(이것을 경계 산각도 영역(Ts)이라 부름)를 결정할 수 있게 된다.

<축파단 우위 나사산각 선정 공정>

경계곡경 추출 공정이 종료한 후, 경계선(k) 중에서, 상기 경계곡경(Dk)이 최대치로 이루어질 수 있는 산각도(이하, 축파단 우위 산각도(Tp))를 선정한다. 도 25의 그래프에서는, 경계선(k)의 피크치로부터, 축파단 우위 산각도(Tp)는 70.5°가 된다. 이 축파단 우위 산각도(Tp)는, 축부를 극히 굵게 하여 인장 강도를 높였다고 해도, 체결 해제에 관해서는 축파단 형태로 이끌기 쉬운 산각도, 즉, 나사산(G) 측의 전단 강도(S)가 가장 높게 이루어지기 쉬운 산각도라고 설명할 수 있다.

<나사산각 결정 공정>

마지막으로, 결정되는 축파단 우위 산각도(Tp)와 근사하는 산각도를, 호칭 지름 N16에서의 실제의 수나사체(1010) 및/또는 암나사체(1100)에 적용하고 설계를 실시한다. 예를 들면, 실제의 산각도(T)를 70°로 설정하면, 곡경(D)을 크게 설정하는 것이 가능하게 된다. 구체적인 곡경(D)으로서는, 예를 들면 14.25mm 정도가 바람직하게 된다.

또한, 도 25에서는, 호칭 지름 N16의 경우의 설계 수법에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 다른 호칭 지름이어도 좋다. 예를 들면 도 26에는 호칭 지름 N24의 경우의 검증 결과의 그래프를 나타내고, 도 27에는, 호칭 지름 N30의 경우의 검증 결과의 그래프를 나타낸다. 이러한 그래프에 공통되게 말할 수 있는 것은, 축파단 우위 산각도(Tp)는 61° 이상 또한 75° 이하의 범위 내이며, 보다 바람직하게는 65° 이상 또한 73° 이하의 범위 내이며, 대체로 70° 전후가 된다. 즉, 본 실시 형태의 구조를 갖는 수나사체(1010)의 경우, 나사산의 산각도는, 종래의 상식인 60°가 아니고, 그보다 큰 값이 적합하며, 70° 근방이 최적치인 것을 알 수 있다.

또한, 상기의 수나사체(1010) 및 암나사체(1100)에서는, 제1 나선홈(1014) 및 암나사 나선조(1114)의 쌍과, 제2 나선홈(1015) 및 암나사 나선조(1115)의 쌍이, 서로 역 나사의 관계(리드각이 같고 리드 방향이 반대)가 되는 경우를 예시했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면 도 28에 나타내듯이, 리드 방향(L1, L2)이 같고, 리드각이 다른 제1 나선홈(1014) 및 암나사 나선조(1114)와, 제2 나선홈(1015) 및 암나사 나선조(1115)를 채용할 수도 있다. 이 경우, 제1 나선홈(1014)에 대해서, 더 리드각이 다른 나선홈을 중첩 형성함으로써, 리드가 L1(리드각 α1)의 제1 나선홈(1014) 및 리드가 L2(리드각이 α2)의 제2 나선홈(1015)이, 나사 방향을 나란하게 하여 형성된다. 이 경우는, 제1 나선홈(1014)의 제1 나사산(G1)과, 제2 나선홈(1015)의 제2 나사산(G2)은, 공유되지 않고 별도가 됨으로써, 그 나사산(G1, G2)의 적어도 일방에 본 발명을 적용하면 좋고, 또, 쌍방으로 적용해도 좋다. 물론, 제1 나사산(G1)의 산각도와 제2 나사산(G2)의 산각도는, 서로 달라도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 이중 나사 구조의 수나사체(1010)의 경우를 예시했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 일중 나사 구조의 수나사체에서도, 상기 설계 순서를 적용하면, 최적인 산각도를 이론적 및/또는 실험적으로 분명히 하는 것이 가능하다.

이상의 결과, 상기 팁(1)의 칼끝(2B)의 각도(I)나 형상은, 상기 나사산을 가공할 수 있도록 설정하면 좋고, 예를 들면 그 각도(I)는 「나사산 각도(T)」와 대략 일치시키거나, 또는, 그보다 작게 설정하는 것이 바람직하다. 팁(1)이, 칼끝을 모재에 한쪽으로 당접시키면서 절삭하는 경우는, 그 편측 칼끝의 각도(J)는, 축 직각 방향에 대해서 상기 각도(I)의 1/2로 설정하면 좋다.

또한, 상기 나사체나 산각도의 특징을 설명하면 이하와 같다.

(1) 축부와, 상기 축부의 둘레면에 형성되어, 적당한 리드각 및/또는 리드 방향으로 설정되는 제1 나선홈과, 상기 축부의 둘레면에 형성되어, 상기 리드각 및/또는 리드 방향에 대해서 상이한 리드각 및/또는 리드 방향으로 설정되는 제2 나선홈을 구비하고, 상기 제1 나선홈과 상기 제2 나선홈이, 상기 축부의 축 방향에서의 동일 영역 상에 중첩 형성됨으로써 조상(條狀)으로 형성되는 나사산부를 갖고, 상기 나사산부는, 상기 축 방향을 따르는 단면을 축 직교 방향에서 보았을 때, 상기 나사산의 정부에서 골짜기를 향해 연재하는 한 쌍의 경사면이 이루는 산각도가 61° 이상 또한 75° 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 수나사체이다.

(2) 상기 수나사체에 관련하여, 상기 산각도가 73° 이하로 설정되는 것을 특징으로 한다.

(3) 상기 수나사체에 관련하여, 상기 산각도가 65° 이상으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

(4) 상기 수나사체에 관련하여, 상기 산각도가, 70°±3°의 범위로 설정되는 것을 특징으로 한다.

(5) 암 나사부를 갖고, 상기 암나사부를 구성하는 암나사산부는, 축 방향을 따르는 단면에서의 축직교 방향에서 보았을 때, 상기 암나사부의 나사산의 정부에서 골짜기를 향해 연재하는 한 쌍의 경사면이 이루는 산각도가 61° 이상 75° 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 암나사체이다.

(6) 상기 암나사체에 관련하여, 상기의 어느 하나 기재의 수나사체와 나합 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

(7) 호칭 지름이 일정하고 상기 산각도 및 곡경이 상이한 복수의 검증용 수나사체와, 상기 검증용 수나사체와 나합하는 복수의 검증용 암나사체를 이용하여, 상기 검증용 수나사체에 상기 검증용 암나사체를 나합시켜 축 방향으로 상대 이반시키는 체결 강도 시험을 실시하는 경우에서, 상기 검증용 수나사체가 축부에서 파단하여 체결 상태가 해제되는 축파단 형태, 및, 상기 검증용 수나사체의 나사산이 변형 혹은 전단하는 것에 의해서 체결 상태가 해제되는 나사산 붕괴 형태의 쌍방의 형태의 파괴를 일으키게 함으로써, 상기 축파단 형태와 상기 나사산 붕괴 형태의 경계 근방으로 이루어질 수 있는 상기 곡경(이하, 경계곡경으로 칭함)에 대해서, 상기 산각도 변량에 기인하는 변화 정도를 추출하는 경계곡경 추출 공정과, 상기 경계곡경의 변화 정도에 근거하고, 상기 경계곡경이 최대치로 이루어질 수 있는 특정의 상기 산각도(이하, 축파단 우위 산각도로 칭함)를 선정하는 축파단 우위 산각도 선정 공정과, 상기 축파단 우위 산각도와 근사하는 산각도를, 상기 호칭 지름에서의 실제의 상기 수나사체 및/또는 상기 암나사체에 적용하는 산각도 결정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 나사체 설계 방법이다.

(8) 상기 나사체 설계 방법에 관련하여, 상기 경계곡경 추출 공정은, 상기 산각도 및 상기 호칭 지름이 일정하고, 상기 곡경이 상이한 복수의 상기 검증용 수나사체와, 상기 검증용 수나사체와 나합하는 복수의 상기 검증용 암나사체를 이용하고, 상기 검증용 수나사체에 상기 검증용 암나사체를 나합시켜 축 방향으로 상대 이반시키는 체결 강도 시험을 실시하는 경우에서, 상기 검증용 수나사체가 축부에서 파단하여 체결이 해제되는 축파단 형태, 및, 상기 검증용 수나사체의 나사산이 변형 혹은 전단하는 것에 의해서 체결이 해제되는 나사산 붕괴 형태의 쌍방의 형태의 파괴를 일으키게 함으로써, 상기 축파단 형태와 상기 나사산 붕괴 형태의 경계 근방으로 이루어질 수 있는 특정의 상기 곡경(이하, 경계곡경으로 칭함)을 추출하는 개별 경계곡경 추출 공정과, 서로 다른 복수의 상기 산각도를 선정하고, 각 산각도에 근거하여, 상기 개별 경계곡경 추출 공정을 반복하여 실시함으로써, 상기 산각도 변량에 기인하는 상기 경계곡경의 변화 정도를 추출하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

(9) 상기 나사체 설계 방법에 근거하여 설계된 것인 것을 특징으로 하는 수나사체이다.

(10) 상기 나사체 설계 방법에 근거하여 설계된 것인 것을 특징으로 하는 암나사체이다.

(11) 수나사체 및/또는 암나사체에 적용되는 나사산 구조이며, 상기 나사산 구조에서의 나사산의 정부에서 골짜기를 향해 연재하는 한 쌍의 경사면이 이루는 산각도가 61° 이상 또한 75° 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 나사산 구조다.

1 팁
2L1, 2L2 인부
3 본체부
4 경사면
25 팁 홀더
15L1, 15L2 위치 결정면
25 팁 홀더
27 생크부
30 볼트구멍
35 팁 수용구멍
40 아래턱부
45 경사면
60 홀더측 위치 결정면
70 억압 나사
120 팁 홀더
130 스로 어웨이 팁
140 수나사체

Claims (11)

1. 축지지되어 상대 회전하는 외부 워크에 대해서, 소정 방향으로 상대 이송하면서 절삭 가공을 실시하는 절삭용 공구이며,
   칼끝(2B)을 구비하는 인부(2L1, 2L2)와,
   상기 인부(2L1, 2L2)에 대해서 일체 또는 별체로 설치되어, 상기 인부를 보관 유지하는 기초부와,
   상기 외부 워크와 상기 칼끝(2B)의 상대 이송 방향에 대해 상기 칼끝(2B)과 동 위치를 포함하고, 상기 칼끝(2B)의 절삭면(2A)에 입설되는 칼끝측 입설면(52A)를 갖고, 상기 칼끝(2B)의 근방에서 시작되어, 상기 칼끝에서 멀어지는 방향으로 연장되도록 상기 기초부의 외주면에 형성되어, 상기 외부 워크의 칩과 간섭하여 상기 칩을 상기 칼끝에서 멀어지는 방향으로 안내하는 칩 안내벽(52)을 갖고,
   상기 칼끝측 입설면(52A)은 오목한 상태의 만곡면이 됨으로써 상기 칼끝(2B)의 절삭 방향과 대향하는 것을 특징으로 하는 절삭용 공구.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 칩 안내벽(52)은, 상기 기초부의 외주에 대해서 나선상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭용 공구.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 칩 안내벽(52)은, 상기 칼끝에서 멀어지는 방향을 따라서 상기 칼끝의 절삭 방향과 반대 방향으로 선회하는 것을 특징으로 하는 절삭용 공구.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 칩 안내벽(52)은, 상기 칼끝의 절삭면(2A)에 대향하는 것을 특징으로 하는 절삭용 공구.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 기초부는 봉상의 생크부(27)이며,
   상기 칼끝(2B)은, 상기 생크부의 반경 방향으로 돌출하도록 배설되는 것을 특징으로 하는 절삭용 공구.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 칩 안내벽(52)은, 상기 칼끝에서 멀어지는 방향으로 연장되는 도중에서, 제1 안내벽편(52D)과 제2 안내벽편(52E)으로 분기하는 것을 특징으로 하는,
   절삭용 공구.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 칼끝(2B)의 근방에 형성되어, 상기 외부 워크와 상기 칼끝의 상대 이송 방향에 접하는 배출 방향 규제면(56)을 더 갖는 것을 특징으로 하는 절삭용 공구.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 배출 방향 규제면(56)은, 상기 칼끝을 기준으로, 상기 상대 이송 방향에서의 상기 칼끝의 전진 측에 배설되고, 또한, 상기 상대 이송 방향에서의 상기 칼끝의 후퇴 측에 면하는 것을 특징으로 하는 절삭용 공구.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 칼끝(2B)의 근방에 형성되어, 상기 외부 워크와 상기 칼끝의 상대 이송 방향에 접하는 배출 방향 규제면(56)을 구비하고, 또한,
    상기 칩 안내벽(52)은, 상기 외부 워크와 상기 칼끝의 상대 이송 방향에 관해서 상기 칼끝과 동 위치를 포함하고, 또한, 상기 칼끝의 절삭면에 대해서 입설되는 칼끝측 입설면(52A)을 갖고,
    상기 배출 방향 규제면(56)과 상기 칩 안내벽(52)이 연속하는 것을 특징으로 하는,
    절삭용 공구.
    
11. 제1항에 있어서,
    내경 가공 또는 암나사 가공용인 것을 특징으로 하는 절삭용 공구.

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