KR102644898B1

KR102644898B1 - 양나사체 제조 방법, 양나사체 제조 프로그램

Info

Publication number: KR102644898B1
Application number: KR1020187012558A
Authority: KR
Inventors: 히로시 미치와키
Original assignee: 가부시키가이샤 네지로
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2024-03-08
Also published as: JPWO2017078174A1; EP3372332A4; WO2017078174A1; CN108349030A; EP3372332A1; JP6858407B2; US20180318948A1; KR20180078250A

Abstract

제1 나사구와, 제1 나사구와 리드각 또는 리드 방향이 다른 제2 나사구를 갖는 양나사체의 제조 방법이며, 회전하는 가공 대상인 워크에 대해서, 워크에 작용하는 절삭 공구를 제1 이송량으로 송출하여 제1 나사구의 적어도 일부를 형성한다. 또, 워크에 작용하는 절삭 공구를, 제1 이송량과 다른 제2 이송량으로 송출하여 제2 나사구의 적어도 일부를 형성한다. 이러한 스텝에 의해, 워크에 양나사부를 형성한다. 이것에 의해, 리드각 및/또는 리드 방향이 상이한 2종류의 나사 구조를 갖는 양나사체를, 고품질로 대량생산 할 수 있도록 한다.

Description

양나사체 제조 방법, 양나사체 제조 프로그램

본 발명은 양나사체의 제조 방법 등에 관한 것이다.

체결 구조의 하나로서, 볼트 등의 소위 수나사체와, 너트 등의 소위 암나사체를 이용하는 것이 존재한다. 이 나사체에 의한 체결 구조에 관해서, 하나의 수나사체에 대해서, 리드각 및/또는 리드 방향이 상이한 2종류의 나선구(예를 들면 우수나사부와 좌수나사부)를 형성하고, 이 2종류의 나선구에 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 배반 작용에 의해, 수나사와의 사이에 기계적인 풀림 방지 효과를 제공할 수 있다(일본 등록특허 제5406168호 공보 참조).

리드각 및/또는 리드 방향이 상이한 2종류의 수나사조(male screw 條)를 갖는 수나사체, 즉 양나사체가 보급됨으로써, 향후, 더욱 대량생산이 요구된다. 많은 수요에 응하기 위해서는, 저비용이고 대량생산을 실현하면서도, 암나사체에 대해서 2종류의 수나사조를 항상 고정밀도로 형성하는 것이 요구된다. 리드각 및/또는 리드 방향이 상이한 2종류의 암나사조(female screw 條)를 갖는 암나사체에 대해서도 동일하다. 전조나 압조에 의해 나사조를 형성하는 것도 생각할 수 있지만, 나사의 사이즈가 큰 경우나, 형상이 특수한 경우, 경도(硬度)가 높은 소재나 인성(靭性, toughness)이 낮은 소재를 이용하는 경우, 혹은, 필요 수량이 일정 수량에 못 미친 경우 등은 전조, 압조에는 적합하지 않다.

또, 종래, 절삭 가공 수법을 이용하여 나사 체결체를 제작하는 경우에는, 오로지 선반을 이용하지만, 양나사체를 절삭 가공하는데 선반을 이용하면, 나사부에서 심하게 소위 버(burr)가 나오기 때문에, 디버링 공정이 필수가 되며, 나사산에 손상이 생김과 동시에, 정밀도가 현저하게 저하하고, 칼날의 수명이 현저하게 저하한다. 이러한 사실로부터, 선반에서는 실용 레벨로의 가공은 불가능하다고 되어 있다. 한편, 머시닝 센터(machining center)를 이용한 절삭 가공에 의하면, 양나사체를 고정밀도로 제작할 수 있는 것은, 본 발명자에 의해서 자세하게 검증되고 있지만, 가공 시간이 너무 걸리고, 지극히 고비용이 되어 버린다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 문제점에 귀감 받아서 본 발명자의 예의 연구에 의해 이루어진 것으로, 리드각 및/또는 리드 방향이 상이한 2종류의 수나사 구조를 갖는 수나사체 또는 암나사체를, 절삭 공정을 이용하여 고정밀도, 고품질이며 단시간 가공을 가능하게 하고, 대량생산 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은, 제1 나사구(螺絲溝)와, 상기 제1 나사구와 리드각 및/또는 리드 방향이 다른 제2 나사구를 갖는 양나사체를 제조하는 양나사체 제조 방법이며, 소정의 축선을 회전축선으로서 회전하는 가공 대상의 워크(work)에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 이송 방향으로 제1 이송량을 송출하여 얻어지는 제1 절삭 패스에 의해서, 제1 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제1 나사구 형성 스텝과, 상기 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 이송 방향으로 상기 제1 이송량과 다른 제2 이송량을 송출하여 얻어지는 제2 절삭 패스에 의해서, 제2 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제2 나사구 형성 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은, 제1 나사구와, 상기 제1 나사구와 리드각 및/또는 리드 방향이 다른 제2 나사구를 갖는 양나사체를 제조하는 양나사체 제조 방법이며, 소정의 축선을 회전축선으로서 제1 방향으로 회전하는 가공 대상의 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 제1 이송 방향으로 송출하여 얻어지는 제1 절삭 패스에 의해서, 제1 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제1 나사구 형성 스텝과, 상기 제1 방향과 역 방향으로 회전하는 상기 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 제1 이송 방향으로 송출하여 얻어지는 제2 절삭 패스에 의해서 제2 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제2 나사구 형성 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은, 제1 나사구와, 상기 제1 나사구와 리드각 및/또는 리드 방향이 다른 제2 나사구를 갖는 양나사체를 제조하는 양나사체 제조 방법이며, 소정의 축선을 회전축선으로서 제1 방향으로 회전하는 가공 대상의 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 제1 이송 방향으로 송출하여 얻어지는 제1 절삭 패스에 의해서, 제1 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제1 나사구 형성 스텝과, 상기 제1 방향과 동 방향으로 회전하는 상기 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 제1 이송 방향과 역 방향으로 송출하여 얻어지는 제2 절삭 패스에 의해서, 제2 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제2 나사구 형성 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법이다.

상기 양나사체 제조 방법에 관련하여, 상기 워크에서의 상기 제2 나사구 형성 스텝에 의한 가공 개시 위치에, 축직교 방향으로 주회(周回)하는 홈 가공(溝加工)을 하는 주회구(周回溝) 형성 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 양나사체 제조 방법에 관련하여, 상기 제1 나사구 형성 스텝과 상기 제2 나사구 형성 스텝 중 적어도 하나의 스텝을 복수회 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 양나사체 제조 방법에 관련하여, 복수회의 상기 제1 나사구 형성 스텝의 도중의 어느 사이에, 상기 제2 나사구 형성 스텝이 실행되는 것을 특징으로 한다.

상기 양나사체 제조 방법에 관련하여, 복수회의 상기 제2 나사구 형성 스텝의 도중의 어느 사이에, 상기 제1 나사구 형성 스텝이 실행되는 것을 특징으로 한다.

상기 양나사체 제조 방법에 관련하고, 연속하는 복수회의 상기 제1 나사구 형성 스텝을 제1 스텝군, 연속하는 복수회의 상기 제2 나사구 형성 스텝을 제2 스텝군이라고 정의했을 때에, 복수의 상기 제1 스텝군과 복수의 상기 제2 스텝군이 교대로 실행되는 것을 특징으로 한다.

상기 양나사체 제조 방법에 관련하여, 상기 제1 나사구 형성 스텝과, 상기 제2 나사구 형성 스텝을 교대로 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 양나사체 제조 방법에 관련하여, 상기 제1 나사구의 상기 회전축선을 포함한 단면에서의, 상기 제1 나사구 형성 스텝에 의해 절삭되는 절삭 단면적이, 복수회의 상기 제1 나사구 형성 스텝을 반복할 때마다 서서히 혹은 단계적으로 감소하고, 상기 제2 나사구의 상기 회전축선을 포함한 단면에서의, 상기 제2 나사구 형성 스텝에 의해 절삭되는 절삭 단면적이, 복수회의 상기 제2 나사구 형성 스텝을 반복할 때마다 서서히 혹은 단계적으로 감소하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은, 제1 나사구와, 상기 제1 나사구와 리드각 및/또는 리드 방향이 다른 제2 나사구를 갖는 양나사체를 제조하는 제조 장치에 적용되는 양나사체 제조 프로그램이며, 상기 제조 장치에 대해서, 소정의 축선을 회전축선으로서 회전하는 가공 대상의 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 이송 방향으로 제1 이송량을 송출하여 얻어지는 제1 절삭 패스에 의해서, 제1 나사구의 적어도 일부를 형성시키는 제1 나사구 형성 스텝과, 상기 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 이송 방향으로 상기 제1 이송량과 다른 제2 이송량을 송출하여 얻어지는 제2 절삭 패스에 의해서, 제2 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제2 나사구 형성 스텝을 실행시키는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 프로그램이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은, 제1 나사구와, 상기 제1 나사구와 리드각 및/또는 리드 방향이 다른 제2 나사구를 갖는 양나사체를 제조하는 제조 장치에 적용되는 양나사체 제조 프로그램이며, 상기 제조 장치에 대해서, 소정의 축선을 회전축선으로서 제1 방향으로 회전하는 가공 대상의 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 제1 이송 방향으로 송출하여 얻어지는 제1 절삭 패스에 의해서, 제1 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제1 나사구 형성 스텝과, 상기 제1 방향과 역 방향으로 회전하는 상기 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 제1 이송 방향으로 송출하여 얻어지는 제2 절삭 패스에 의해서 제2 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제2 나사구 형성 스텝을 실행시키는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 프로그램이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은, 제1 나사구와, 상기 제1 나사구와 리드각 및/또는 리드 방향이 다른 제2 나사구를 갖는 양나사체를 제조하는 제조 장치에 적용되는 양나사체 제조 프로그램이며, 상기 제조 장치에 대해서, 소정의 축선을 회전축선으로서 제1 회전 방향으로 회전하는 가공 대상의 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 제1 이송 방향으로 송출하여 얻어지는 제1 절삭 패스에 의해서 제1 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제1 나사구 형성 스텝과, 상기 제1 방향과 동 방향으로 회전하는 상기 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 제1 이송 방향과 역 방향으로 송출하여 얻어지는 제2 절삭 패스에 의해서 제2 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제2 나사구 형성 스텝을 실행시키는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 프로그램이다.

본 발명에 의하면, 리드각 및/또는 리드 방향이 상이한 2종류의 수나사 구조를 갖는 수나사체 또는 암나사체를, 나사의 사이즈에 의존하지 않고, 고품질로 대량생산 할 수 있게 된다.

[규칙 91에 근거하는 정정 14.12.2016]
[도 1] 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 양나사체의 제조 방법이 적용되는 가공 설비의 구성을 나타내는 설명도이다.
[도 2] 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 양나사체의 제조 방법의 절삭 패스를 설명하는 전개도이다.
[도 3] (A) 및 (B)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 양나사체의 제조 방법을 나타내는 설명도이며, (C) 및 (D)는 제2 실시 형태에 관한 양나사체의 제조 방법을 나타내는 설명도이다.
[도 4] 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 양나사체의 제조 방법을 나타내는 설명도이다.
[도 5] 제1 내지 제3 실시 형태에 관한 양나사체의 제조법에서, 나사 절삭 가공에서의 절삭 스텝마다의 절삭몫(threading allowance)의 배분을 나타내는 설명도이다.
[도 6] (A) 본 발명에 관한 양나사체의 제조 방법에 따라 제조될 수 있는 수나사체의 수나사부를 확대하여 나타내 보인 측면도이며, (B)는 동(同) 수나사부를 확대하여 나타내 보인 평면도이다.
[도 7] 본 발명에 관한 양나사체의 제조 방법에 따라 제조될 수 있는 수나사체에 대해서, 리드 방향이 다른 제1 암나사체 및 제2 암나사체를 나합시켰을 때의 상대 동작을 나타내는 도면이다.
[도 8] 본 발명에 관한 양나사체의 제조 방법에 따라 제조될 수 있는 암나사체의 암나사부를 확대하여 나타내 보인 측면도이다.
[도 9] (A)는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 양나사체의 제조 방법의 절삭 패스인 주회구(周回溝) 형성 스텝을 나타내는 설명도이며, (B) 및 (C)는 동(同) 주회구부(周回溝部)의 형태를 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

우선 먼저, 본 실시 형태의 제조 방법으로 제조될 수 있는 수나사체 및 암나사체의 구조예 및 작용예에 대해 설명한다.

도 6(A)에, 양나사 구조의 수나사체(60)를 나타낸다. 이 수나사체(60)는, 축부에 대해서, 리드 방향이 상이한 2종류의 나선홈(螺旋溝)(우수나사부와 좌수나사부)을 형성한 것이다.

수나사체(60)는, 기초부측으로부터 축단을 향하여, 수나사 나선 구조가 형성된 수나사부(53)가 설치된다. 이 예에서는, 이 수나사부(53)에, 대응하는 우나사로서 이루어지는 암나사상(雌螺絲狀)의 나선조(螺旋條)를 나합 가능하게 구성되는 우나사로 이루어지는 제1 수나사 나선 구조(54)와, 대응하는 좌나사로서 이루어지는 암나사상의 나선조를 나합 가능하게 구성되는 좌나사로 이루어지는 제2 수나사 나선 구조(55)의 2종류의 수나사 나선 구조가 동일 영역 상에 중복하여 형성된다. 수나사부(53)에는, 도 6(B)에 나타내듯이, 축심(나사축)(C)에 수직이 되는 면 방향에 대해 둘레(周) 방향으로 연장되는 대략 초승달상(三日月狀)의 나사산(53a)이, 수나사부(53)의 일방측(도의 좌측) 및 타방측(도의 우측)에 교대로 설치된다. 나사산(53a)을 이와 같이 구성함으로써, 우회전으로 선회하는 나선 구조 및 좌회전으로 선회하는 나선 구조의 2종류의 나선홈을, 나사산(53a)의 사이에 형성할 수 있다. 여기에서는, 제1 및 제2 나선 구조(54, 55)가 일조(一條) 나사이며, 우나사로서 이루어지는 제1 수나사 나선 구조(54)와, 좌나사로서 이루어지는 제2 수나사 나선 구조(55)와 리드각이 같고, 리드 방향만이 차이가 난다.

따라서, 수나사체(60)는, 우나사 및 좌나사의 어느 암나사체와도 나합하는 것이 가능해진다. 또, 2종류의 수나사 나선 구조가 형성된 수나사체(60)의 상세한 것에 대하여는, 본원의 발명자에 관한 특허 제4663813호 공보가 참조되고 있다.

도 7(A)~(D)는, 수나사체(60)에 나합하는 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)의 상대적인 동작을 나타낸 도이다. 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)는, 서로 역 나사의 관계로 한다. 동(同) 도 (A) 및 (B)에 나타나듯이, 수나사체(110)에 대해서 양자를 동일한 방향으로 회전시켰을 경우(또는, 수나사체(60)를 회전시켰을 경우), 축심(C)을 따라서 서로 역 방향으로 이동하게 된다.

구체적으로는, 동 도 (A)에 나타나듯이, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)의 수나사체(110)에 대한 회전 방향이, 제2 암나사체(130) 측(도의 상측)에서 보았을 때 좌회전이 되는 경우에는, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)는, 축심(C) 방향을 따라서 서로 근접하는 방향으로 이동하게 된다. 또, 동 도 (B)에 나타나듯이, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)의 회전 방향이, 제2 암나사체(130) 측(도의 상측)에서 보았을 때 우회전이 되는 경우에는, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)는, 축심(C) 방향을 따라서 서로 이격되는 방향으로 이동하게 된다.

따라서, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)의 축심(C) 방향에서의 상대적인 이동(근접 이격)을 규제함으로써, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)가, 모두 수나사체(60)에 대해서 동일 방향으로 회전하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 수나사체(60)의 수나사부(53)에서의 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)의 상대 위치가 보관 유지되게 되어, 소정 조건 하에서의 나사 체결을 보관 유지할 수 있다. 또, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)가 서로 접촉하고 있으면 그 이상 근접하는 것은 할 수 없기 때문에, 실제로는, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)가 서로 이격되도록 이동하는 것을 규제하면 충분하다. 물론, 미리 제1 암나사체(120)와 제2 암나사체(130)를 이간시킨 상태로, 이러한 재 이간을 방지하도록, 체결 보관 유지 부재(도시 생략)를 이용하여 이간할 방향의 이동을 규제하도록 할 수도 있다. 이 경우에는, 미리 설정된 소정 범위 내의 근접 이간의 상대 이동을 가능하게 하면서도 소정 범위를 넘는 이간을 방지하는 것이 가능해진다.

또, 이와 같이 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)의 축심(C) 방향에서의 상대적인 이동을 규제함으로써, 동 도 (C)에 나타나듯이, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)의 어느 일방이, 타방으로부터 이격되도록 단독으로 회전하는 것을 방지하는 것도 가능해지고 있다. 단, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)의 축심(C) 방향에서의 상대적인 이동을 규제하는 것 만으로는, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)가 동시에 역 방향으로 회전하는 것을 방지할 수 없고, 이 경우, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)는, 동 도 (D)에 나타나듯이, 축심(C) 방향에서의 상대적인 위치 관계를 유지한 채로, 수나사부(53) 상의 위치를 변화시키게 된다.

따라서, 체결 보관 유지 부재에 의해서 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)를 보관 유지함으로써, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)의 축심(C) 방향에서의 상대적인 이동을 규제할 뿐만 아니라, 제1 암나사체(120) 및 제2 암나사체(130)의 상대적인 회전 동작도 규제함으로써, 확실한 풀림 방지 효과를 발휘시키는 것이 가능해진다.

또, 상기에서는 수나사체가 양나사체가 되는 경우를 소개했지만, 하나의 암나사체의 통부의 내주면에 대해서, 리드각 및/또는 리드 방향이 상이한 2종류의 나선홈(예를 들면 우암나사구와 좌암나사구)을 형성하고, 이 2종류의 나선홈에 대해서, 2종류의 수나사체(예를 들면 우수나사체와 좌수나사체)를 따로 따로 나합시키는 것도 생각할 수 있다.

도 8(A)에, 리드각은 같은 크기이고, 리드 방향이 상이한 2종류의 나선홈(예를 들면 우암나사구와 좌암나사구)을 형성한 양나사 구조의 암나사체(140)를 나타낸다. 도 8(B)는, 이 양나사체를 도 8(A)에 나타내 보인 가상 평면 A로 절단 했을 때의 단면도이다.

암나사체(140)는, 양단을 향하여, 암나사 나선 구조가 형성된 암나사부(150)가 설치된다. 이 예에서는, 이 암나사부(150)에, 우나사로 이루어지는 제1 암나사 나선 구조(151)와, 좌나사와 이루어지는 제2 암나사 나선 구조(152)의 2종류의 암나사 나선 구조가 동일 영역 상에 중복하여 형성된다. 제1 암나사 나선 구조(151)는, 대응하는 우나사의 수나사상의 나선조를 나합 가능해진다. 제2 암나사 나선 구조(152)는, 대응하는 좌나사로서 이루어지는 수나사상의 나선조를 나합 가능하게 구성된다. 본 발명의 양나사체의 제조 방법은, 물론, 이러한 암나사체에도 적용할 수 있다.

다음으로, 제1 실시 형태의 양나사체의 제조 방법(이하, 제조 방법) 및 양나사체의 제조 프로그램에 대해 설명한다.

도 1(A)에, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 제조 방법이 적용되는 양나사 가공 설비(1)를 나타낸다. 양나사 가공 설비(1)는, 가공 대상인 워크(3)를 주축(8)(도시 생략, 후술)에 지지하는 척 기구(2)와, 주축(8)을 회전 구동하는 회전 구동장치(주축대(7) 내에 내장되고 있기 때문에 도시 생략)와, 이것들을 고정하는 주축대(7)와, 절삭 공구를 고정하여 움직이는 이송대(5)와, 그것을 구동하기 위한 이송나사축(6)과, 이것들을 제어하는 제어장치(300) 등을 구비한다. 또, 양나사 가공 설비(1)는, 장물(長物) 가공을 할 때의 가공 대상의 치우침 방지를 위한 심압대(4)를 갖는다. 절삭에 의한 나사 절삭 가공은, 축선(R)을 회전축선으로서 회전하는 원주상(円柱狀)의 워크(3)를 가공 대상으로 하여 행해진다. 워크(3)의 가공은, 워크(3)에 대해서 절삭 공구(9)(바이트)가 작용함으로써 행해진다. 워크(3)가 절삭 공구(9)에 의한 가공을 받음으로써, 워크(3)에서 수나사부(53)가 형성된다. 또, 제어장치(300)는, CPU(중앙 연산 장치), 기억장치(메모리) 등을 가지고 있고, 기억장치에 보존되는 양나사체의 제조 프로그램이 CPU로 실행됨으로써, 양나사 가공 설비(1)의 각종 기기에 대해서, 후술하는 제조 방법을 실현하도록 제어한다.

워크(3)는 원주상의 부재이며, 소정의 회전축선을 갖는 회전부에 대해서 지지를 받고, 축선(R)을 회전축선으로서 회전한다. 주축(8)이 갖는 회전축선은, 워크(3)가 회전축선으로 하는 축선(R)에 대응한다. 즉, 워크(3)는 주축(8)에 대해서 동심 배치된 상태로 척 기구(2)에 의해 지지를 받고, 주축(8)의 회전에 의해서 축선(R)을 회전축선으로서 일정한 방향으로 회전된다. 회전 방향은 임의로 변경 설정하는 것이 가능하고, 회전 속도도 변경하는 것이 가능하다. 또 가공 설비는, 프로그램에 의해 자동적으로 절삭 가능한 소위 NC 선반 등이 좋다.

도 1(B)는, 양나사 가공 설비(1)의 요부 상면도이다. 워크(3)는 척 기구(2)에 의해서 주축(8)에 대해서 동심 배치된 상태로 지지를 받는다. 이송 기구(10)는, 이송대(5)와 이송나사축(6) 등으로 구성된다. 절삭 공구(9)는 절삭 공구 조임대(threading tool clamping stand)(14)에 고정되고, 절삭 공구 조임대(14)는 이송대(5)에 고정 지지를 받는다. 이송나사축(6)은 써보 모터(12)에 의해 회전하고, 이송대(5)는 이송대(5)에 고정된 너트부(11)를 통해서, 이송나사축(6) 길이 방향으로 직선 이동된다. 절삭 공구(9)가 이송대(5)를 따라서 이동함으로써, 워크(3)는 나선상으로 절삭되어, 수나사부(53)를 형성한다. 도 1(B)에서는 주축(8)이, 심압대(4)로부터 주축대(7) 방향으로 보았을 때, 반시계 회전으로 회전하고, 거기에 따라 워크(3)도 동 방향으로 회전한다.

이 때 절삭 공구(9)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 방향으로 보았을 때, 워크(3)의 좌측, 그리고, 구조면이 연직 상향으로 취부되어 있다. 절삭 공구(9)는, 워크(3)의 외주면에 대해서, 적절한 절삭 깊이만큼 절삭될 뿐이며, 절삭 공구(9)를 주축 회전 방향과 수직 방향(즉, 워크(3)의 반경 방향 내측)으로 이동시킨다. 워크(3)를 회전시킨 상태로, 심압대(4)로부터 주축대(7) 방향으로 이동함으로써, 절삭 공구(9)의 선단이 워크(3)와 간섭하여, 나선홈이 절삭 형성된다.

도 2는, 본 제1 실시 형태에 관한 제조 방법에서, 절삭 공구(9)가 워크(3)의 표면을 통과하는 절삭 패스를 나타내는 전개도이다. 또, 도 2에서는, 리드각은 같은 크기이고, 리드 방향이 상이한 2종류의 나선홈(예를 들면 우수나사구와 좌수나사구)을 형성할 때의 절삭 패스를 설명한다.

구체적으로 본 제조 방법에서는, 워크(3)에 작용하는 절삭 공구(9)를, 회전축선에 거의 평행한 제1 이송 방향으로 제1 이송량 송출함으로써 얻어지는 제1 절삭 패스(16)와, 워크(3)에 작용하는 절삭 공구(9)를 제1 이송 방향과 반대의 방향으로, 제1 이송량과 같은 이송량을 송출함으로써 제2 절삭 패스(18)를 갖는다. 제1 절삭 패스(16)에 의해서, 제1 나사구가 형성된다. 제2 절삭 패스(18)에 의해서, 제2 나사구가 형성된다. 또, 제1 절삭 패스(16)와 제2 절삭 패스(16)는, 리드각 및/또는 리드 방향이 차이가 나면 좋고, 여기에서는, 리드각이 서로 일치하고, 리드 방향이 반대가 되고 있다.

환언하면, 복수의 제1 절삭 패스(16)의 경계에는, 실선 15를 정부(頂部)로 하는 제1 나사산이 형성되고, 복수의 제2 절삭 패스(18)의 경계에는, 실선 17을 정부로 하는 제1 나사산이 형성된다.

이와 같이 하여, 워크(3)를 회전시켜 절삭 공구(9)에 의해 나선홈을 형성하기 위해, 제1 및 제2 절삭 패스(16, 18)를 따라서 절삭 공구(9)를 상대 이동시켜 절삭해 간다. 절삭이 종료하면, 서로 교차하는 나사산부(15, 17)가 남지만, 이 나사산부는 도중에 교차하기 때문에, 결과적으로 양나사체의 나사산부로서 남는 것은, 도 2에서의, 대략 마름모형 형상 영역(菱型形狀領域)(A)이 된다. 또, 특히 도시하지 않지만, 대략 마름모형 형상 영역(A)을 축 방향에서 보면 대략 사다리꼴 형상으로 돌출한다. 이 때 대략 마름모형 형상 영역(A)의 형상이 정확하게 형성되지 않으면, 수나사체와 암나사체를 체결할 때에, 덜컥거림이 생기거나, 혹은 체결 불능이 되거나 한다. 특히, 대략 마름모형 형상 영역(A)에 형성되는 둘레 방향으로 연장되는 능선(E)이, 무폭(無幅) 내지 세폭(細幅)의 1개 선으로서 형성될 수 있으므로, 이 능선(E)을 고정밀도로 형성하기 위해서는, 통상의 우나사체나 좌나사체를 나사 절삭 가공하여 제조하는 경우보다, 더 정확하게 가공해야 한다. 거기서, 후술하는 본 발명의 제조 방법이 적합하게 된다. 또, 도시 생략 하지만, 대략 마름모 형상 영역(A)의 형상은, 서로 교차하는 나사산부(15, 17)가 교차한 부위를 정점(頂点)으로 하는 정부(頂部)가 필요한 것은 아니고, 수나사체의 축으로부터의 반경이 동일해지는 동일 원통면(전개도에서는, 편평면) 상의 대략 마름모 형상을 이루는 작은 마름모 형상 영역을 설치해도 좋다.

다음으로, 제1 실시 형태의 제조 방법이 갖는 제1 나사구 형성 스텝과, 제2 나사구 형성 스텝을, 도 3(A) 및 (B)를 참조하여 설명한다.

도 3(A)의 제1 나사구 형성 스텝에서는, 제1 절삭 패스(16)에 의해서, 제1 나사구(우수나사 나선 구조)를 절삭 형성한다. 도 3(B)의 제2 나사구 형성 스텝은, 제2 절삭 패스(18)에 의해서, 제2 나사구(좌수나사 나선 구조)를 절삭 형성한다. 제1 나사구 형성 스텝에서는, 워크(3)의 심압대(4) 측의 단부측으로부터 주축대(7) 측을 향하여, 제1 절삭 패스(16)를 이용하여 절삭을 실시한다. 또, 워크(3)의 단면측으로부터 절삭을 개시하면, 절삭 깊이량의 조정이 용이해지므로 바람직하다.

워크(3)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 반시계회전(회전 방향 A1)으로 회전하고, 그 사이에, 이송대(5)가, 심압대(4) 측으로부터 주축대(7)로 화살표 B1의 방향으로 이동한다. 또, 절삭 공구(9)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 좌측, 그리고, 절삭 공구(9)가 절삭면을 연직 상향으로 취부된다. 나사를 형성하는 종단까지 절삭 공구(9)가 도달하면, 도 3(B) 상태로 이행한다. 물론, 절삭 공구(9)가, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 우측에 위치하는 경우는, 절삭 공구(9)의 구조면을 연직 하향으로 하면 좋다. 어쨌건 간에, 절삭 공구(9)의 구조면은, 워크(3)의 회전 방향과 대향하도록 배치하면 좋다.

도 3(B)의 제2 나사구 형성 스텝에서는, 워크(3)의 주축대(7) 측으로부터 심압대(4) 측에 향하고, 제2 절삭 패스(18)을 이용하고 절삭을 실시한다.

워크(3)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 반시계회전(회전 방향 A1)으로 회전한다. 즉, 제1 나사구 형성 스텝에서의 워크(3)의 회전이 그대로 계속된다. 동시에, 주축대(7) 측으로부터 심압대(4)로 향하는 화살표 B2의 방향으로 이송대(5)를 이동한다. 또, 절삭 공구(9)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 좌측, 그리고, 절삭 공구(9)가 절삭면을 연직 상방으로 취부된다. 절삭 공구(9)의 설치 자세도, 도 3(A)의 제1 나사구 형성 스텝과 같다.

이상의 도 3(A)의 제1 나사구 형성 스텝과, 도 3(B)의 제2 나사구 형성 스텝을 교대로 복수회 반복함으로써, 워크(3)가 반복하여 절삭되고, 결과, 수나사체(60)의 수나사부(53)가 완성된다. 이와 같이 하면, 절삭 공구(9)가 워크(3)의 길이 방향으로 왕복 이동하는 것만으로 좋기 때문에, 이송량의 오차를 작게 하는 것이 가능하고, 절삭 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또, 제1 나사구(우수나사 나선 구조)의 절삭량과 제2 나사구(좌수나사 나선 구조)의 절삭량(절삭 속도)을, 서로 근사시키면서 진행시켜 나갈 수 있으므로, 나사산(53a)(도 2의 전개도에서의 대략 마름모형 형상 영역(A))의 능선을, 정확하게 형성할 수 있다. 또한, 일정 회수마다 교대로 패스의 방향을 바꿔 넣으면서 서서히 깎아 가기 때문에, 패스의 교차부의 절삭 낙차가, 일정 이하가 되는 최소 상태로 절삭량을 제어하는 것이 가능하고, 따라서, 버를 발생시키지 않고서 절삭 가공하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 나사구의 깊이에 의해서도, 일 왕복으로 나사부(53)를 완성시켜도 좋고, 또, 복수회의 왕복을 거쳐, 나사부(53)를 완성시켜도 좋다. 절삭 공구(9)의 수명을 늘리기 위해서는, 복수회의 왕복에 의해서, 조금씩, 나사구를 형성해 나가는 것이 바람직하다.

또한, 도 3(A) 및 도 3(B)의 순서를 어떻게 조합할까는, 워크(3)의 재질이나, 형성하고 싶은 양나사체의 리드각, 리드 방향에 의해 적당 결정하면 좋다. 예를 들면, 도 3(A)의 제1 나사구 형성 스텝을 복수회 반복하고 있는 도중에, 도 3(B)의 제2 나사구 형성 스텝을 실행해도 좋다. 동일하게, 도 3(B)의 제2 나사구 형성 스텝을 복수회 반복하고 있는 도중에, 도 3(A)의 제1 나사구 형성 스텝을 실행해도 좋다. 어쨌건 간에, 적어도 일부에서, 제1 나사구 형성 스텝과 제2 나사구 형성 스텝이 교대로 행해지는 공정을 포함함으로써, 나사산(53a)의 형상 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 도 3(A)의 제1 나사구 형성 스텝을 연속하여 복수회 실행하는 것을 제1 스텝군이라고 정의하고, 도 3(B)의 제2 나사구 형성 스텝을 연속하여 복수회 실행하는 것을 제2 스텝군이라고 정의했을 경우에, 제1 스텝군을 복수회 실행하는 동안에, 단일의 제2 나사구 형성 스텝 또는 제2 스텝군을 개재시켜도 좋다. 동일하게, 제2 스텝군을 복수회 실행하는 동안에, 단일의 제1 나사구 형성 스텝 또는 제1 스텝군을 개재시켜도 좋다. 또한, 제1 스텝군과 제2 스텝군을, 교대로 반복해도 좋다.

또한, 본 제1 실시 형태의 제조 방법은, 절삭 공구(9)를 떼어낼 필요가 없고, 또 제1 나사구 형성 스텝과 제2 나사구 형성 스텝을 교대로 반복하여 실시하는 경우에는, 이송대(5)를 이송나사축(6) 길이 방향으로 왕복시킬 뿐이므로, 제조 효율을 높일 수 있다. 또, NC 선반의 경우 프로그램을 작성하는 것도 용이하고, 정확하게 양나사체의 나선홈을 형성하는 것이 가능하다.

또한, 워크 선단측으로부터 칼날을 워크에 간섭시켜 절삭하면서 이동시키는 제1 나사구 형성 스텝과, 이 제1 나사구 형성 스텝에 대해서 반대의 방향으로 절삭 이동시키는 제2 나사구 형성 스텝을 거치기 사전에, 도 9(A)에 나타내듯이, 워크(3)의 선단으로부터 척 기구(2)에 의해서 척되고 있는 타단측(기단부측)을 향해 나사부가 길이(L)에 상당하는 워크(3)의 축 방향 부위, 또는 이 부위를 포함한 주변 위치, 혹은, 제2 나사구의 기단부측의 개시 위치에서, 축직교 방향으로 주회하는 홈 가공을 하는 주회구 형성 스텝을 설정할 수 있다. 결과, 워크(3)에 대해서, 제1 나사구 형성 스텝과 제2 나사구 형성 스텝에 앞서 주회구부(D)를 형성해 둘 수 있다. 도 9(B)에 나타내듯이, 이 주회구 형성 스텝에 의해서 형성되는 주회구부(D)의 바닥의 깊이는, 나사부의 곡저경(谷底徑)과 동등 이상의 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 주회구부(D)의 저부(D1)는, 나사부의 곡저경 라인(P)과 동등 또는 그것보다 지름 방향 내측에 위치한다. 또, 주회구부(D)의 단면 형상은, 나사부의 산(山) 사이의 골부의 단면 형상이 이루는 V자형 단면 형상과 동등 이상의 넓이의 단면 형상, 예를 들면, U자형 단면 형상, 직사각형(矩形) 단면 형상, 사다리꼴(台形) 단면 형상 등을 이루도록 형성하는 것이 바람직하다. 또, 도 9(C)에 나타내듯이, 주회구부(D)의 곡저의 형상으로서는, 필요 충분한 크기 이상의 반경의 단면 대략 원호상(円弧狀)의 형상으로 하는 것이 가능하고, 그 경우, 완성 후의 양나사체의 주회구부(D)에서의 인장 강도나 피로 강도를 향상시킬 수 있다.

이렇게 하여, 제1 나사구 형성 스텝과 제2 나사구 형성 스텝에 앞서 주회구부(D)를 형성해 두면, 제2 나사구 형성 스텝에 의한 절삭 개시 위치를, 주회구부(D) 내로 설정하는 것이 가능해진다. 절삭 공구인 칼날의 칼끝의 감퇴나 분열을 억제하는 것이 가능하고, 칼날 수명을 현저하게 개선할 수 있다.

또한, 여기에서는, 제1 나사구 형성 스텝 및 제2 나사구 형성 스텝을 거치는 사전에, 주회구 형성 스텝을 실행하는 경우를 예시했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 제1 절삭 패스에 따른 1회째의 제1 나사구 형성 스텝의 뒤에 연속하여 주회구 형성 스텝을 실행하고, 제2 나사구 형성 스텝의 개시 위치에 주회구부(D)를 형성하고 나서, 1회째의 제2 나사구 형성 스텝을 실행해도 좋다. 즉, 주회구 형성 스텝의 실행 타이밍은, 목적에 따라 적당 설정하면 좋다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 제조 방법 및 제조 프로그램에 대해 설명한다. 이 제조 방법은, 도 1에서 나타내 보인 양나사 가공 설비(1)를 이용하여 가공하는 것으로, 도 3(C)에 나타내는 제1 나사구 형성 스텝과, 도 3(D)에 나타내는 제2 나사구 형성 스텝을 갖는다.

도 3(C)의 제1 나사구 형성 스텝에서는, 우수나사 나선홈 구조를 절삭 형성하고, 도 3(D)의 제1 나사구 형성 스텝에서는, 좌수나사 나선 구조를 절삭 형성한다.

제1 나사구 형성 스텝에서는, 워크(3)의 심압대(4) 측의 단부측으로부터 주축대(7) 측을 향하여, 제1 절삭 패스(16)를 이용하여 절삭을 실시한다. 이전, 워크(3)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 반시계회전(회전 방향 A1)으로 회전하고, 그 사이에, 이송대(5)가, 심압대(4) 측으로부터 주축대(7)로 화살표 B1의 방향으로 이동한다. 또, 절삭 공구(9)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 좌측, 그리고, 절삭 공구(9)가 절삭면을 연직 상방으로 취부된다. 나사를 형성하는 종단까지 절삭 공구(9)가 도달하면, 도 3(D) 상태로 이행한다.

도 3(D)의 제2 나사구 형성 스텝에서는, 제1 나사구 형성 스텝과 같게, 워크(3)의 심압대(4) 측의 단부측으로부터 주축대(7) 측을 향하여, 제2 절삭 패스(18)를 이용하여 절삭을 실시한다.

워크(3)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 시계회전(회전 방향 A2)으로 회전한다. 즉, 제1 나사구 형성 스텝에서의 워크(3)의 회전에 대해서, 제2 나사구 형성 스텝은 역회전이 된다. 이것에 의해, 절삭 공구(9)의 이동 방향은, 제1 나사구 형성 스텝을 같은 방향(화살표 B1)으로 설정된다. 또, 절삭 공구(9)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 좌측, 그리고, 절삭 공구(9)가 절삭면을 연직 상방으로 취부된다. 이것도, 도 3(C)의 제1 나사구 형성 스텝과 같다.

이 제2 실시 형태에 관한 제조 방법에서는, 제1 나사구 형성 스텝 및 제2 나사구 형성 스텝의 양쪽 모두에, 워크(3)의 심압대(4) 측의 단부로부터 절삭을 시작할 수 있으므로, 어느 경우도 절입 양의 조정이 용이하다.

또한, 본 제2 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 같게, 제1 나사구 형성 스텝 및 제2 나사구 형성 스텝을 각 한 공정으로 수나사부(53)를 완성시켜도 좋고, 또, 복수회의 공정을 거쳐, 수나사부(53)를 완성시켜도 좋다. 절삭 공구(9)의 수명을 늘리기 위해서는, 복수회의 절삭 공정에 의해서, 조금씩, 나사구를 형성해 나가는 것이 바람직하다.

또한, 도 3(C) 및 도 3(D)의 순서를 어떻게 조합할까는, 워크(3)의 재질이나, 형성하고 싶은 양나사체의 리드각, 리드 방향에 의해 적당 결정하면 좋다. 예를 들면, 도 3(C)의 제1 나사구 형성 스텝을 복수회 반복하고 있는 도중에, 도 3(D)의 제2 나사구 형성 스텝을 실행해도 좋다. 동일하게, 도 3(D)의 제2 나사구 형성 스텝을 복수회 반복하고 있는 도중에, 도 3(C)의 제1 나사구 형성 스텝을 실행해도 좋다. 이와 같이 교대로 가공하면, 제1 나사구(우수나사 나선 구조)의 절삭량과 제2 나사구(좌수나사 나선 구조)의 절삭량(절삭 속도)을, 서로 근사시키면서 진행시켜 나갈 수 있으므로, 나사산(53a)(도 2의 전개도에서의 대략 마름모형 형상 영역(A))의 능선을, 정확하게 형성할 수 있다.

또한, 도 3(C)의 제1 나사구 형성 스텝을 연속하여 복수회 실행하는 것을 제1 스텝군이라고 정의하고, 도 3(D)의 제2 나사구 형성 스텝을 연속하여 복수회 실행하는 것을 제2 스텝군이라고 정의했을 경우에, 제1 스텝군을 복수회 실행하는 동안에, 단일의 제2 나사구 형성 스텝 또는 제2 스텝군을 개재시켜도 좋다. 동일하게, 제2 스텝군을 복수회 실행하는 동안에, 단일의 제1 나사구 형성 스텝 또는 제1 스텝군을 개재시켜도 좋다. 또한, 제1 스텝군과 제2 스텝군을, 교대로 반복해도 좋다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태의 제조 방법 및 제조 프로그램에 대해 설명한다. 이 제조 방법은, 이 제조 방법은, 도 1에 나타내 보인 양나사 가공 설비(1)를 이용하여 가공하는 것으로, 도 4(A)에 나타내는 제2 나사구 형성 스텝과, 도 4(B)에 나타내는 제1 나사구 형성 스텝을 갖는다.

도 4(A)의 제2 나사구 형성 스텝에서는, 좌수나사 나선홈 구조를 절삭 형성하고, 도 4(B)의 제1 나사구 형성 스텝에서는, 우수나사 나선 구조를 절삭 형성한다.

제2 나사구 형성 스텝에서는, 워크(3)의 심압대(4) 측의 단부측으로부터 주축대(7) 측을 향하여, 제2 절삭 패스(18)를 이용하여 절삭을 실시한다. 워크(3)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 시계회전(회전 방향 A2)으로 회전하고, 그 사이에, 이송대(5)가, 심압대(4) 측으로부터 주축대(7)로 화살표 B1의 방향으로 이동한다. 또, 절삭 공구(9)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 좌측, 그리고, 절삭 공구(9)가 절삭면을 연직 하향으로 해서 취부된다. 나사를 형성하는 종단까지 절삭 공구(9)가 도달하면, 도 4(B) 상태로 이행한다.

도 4(B)의 제1 나사구 형성 스텝에서는, 워크(3)의 주축대(7) 측으로부터 심압대(4) 측을 향하여, 제1 절삭 패스(16)를 이용하여 절삭을 실시한다. 워크(3)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 시계회전(회전 방향 A2)으로 회전한다. 즉, 제2 나사구 형성 스텝에서의 워크(3)의 회전이 그대로 계속된다. 이전에, 주축대(7) 측으로부터 심압대(4)로 향하는 화살표 B2의 방향으로 이송대(5)가 이동한다. 또, 절삭 공구(9)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 좌측, 그리고, 절삭 공구(9)가 절삭면을 연직 하향으로 해서 취부된다. 이것은, 도 4(A)의 제2 나사구 형성 스텝과 같다.

이상의 도 4(A)의 제2 나사구 형성 스텝과 도 4(B)의 제1 나사구 형성 스텝을, 교대로 반복하여 실시함으로써 양나사체를 형성한다. 절삭 공구(9)를, 구조면이 연직 하향으로 취부하면 절삭분이 아래로 떨어지기 때문에, 절삭분루의 처리가 용이하고, 또 절삭 저항이 아래로 향하기 때문에, 주축이 부유하지 않기 때문에, 정밀도가 좋은 안정된 가공이 가능하다.

또한, 도 4(A) 및 도 4(B)의 순서를 어떻게 조합할까는, 워크(3)의 재질이나, 형성하고 싶은 양나사체의 리드각, 리드 방향에 의해 적당 결정하면 좋다. 예를 들면, 도 4(B)의 제1 나사구 형성 스텝을 복수회 반복하고 있는 도중에, 도 4(A)의 제2 나사구 형성 스텝을 실행해도 좋다. 동일하게, 도 4(A)의 제2 나사구 형성 스텝을 복수회 반복하고 있는 도중에, 도 4(B)의 제1 나사구 형성 스텝을 실행해도 좋다.

또한, 도 4(B)의 제1 나사구 형성 스텝을 연속하여 복수회 실행하는 것을 제1 스텝군이라고 정의하고, 도 4(A)의 제2 나사구 형성 스텝을 연속하여 복수회 실행하는 것을 제2 스텝군이라고 정의했을 경우에, 제1 스텝군을 복수회 실행하는 동안에, 단일의 제2 나사구 형성 스텝 또는 제2 스텝군을 개재시켜도 좋다. 동일하게, 제2 스텝군을 복수회 실행하는 동안에, 단일의 제1 나사구 형성 스텝 또는 제1 스텝군을 개재시켜도 좋다. 또한, 제1 스텝군과 제2 스텝군을, 교대로 반복해도 좋다.

또한, 제1 내지 제3 실시 형태에서는, 제1 나사구 형성 스텝과 제2 나사구 형성 스텝의 절삭 공구(9)의 이송량(워크(3)의 1회전에서의 축 방향 이동량이며, 리드각으로 정의할 수도 있음)을, 서로 일치시키는 경우를 예시했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 제1 나사구 형성 스텝과 제2 나사구 형성 스텝의 사이에, 이송량을 다르게 해도 좋다.

또, 제1 내지 제3 실시 형태의 응용으로서, 특히 도시하지 않지만, 도 4(B)에 나타내 보이는 제1 나사구 형성 스텝과, 도 3(B)에 나타내 보이는 제2 나사구 형성 스텝을 조합한 제조 방법을 채용할 수도 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 제조될 수 있는 양나사체는, 서로 리드각은 같은 크기이고, 리드 방향의 상이한 2종류의 나선홈(예를 들면 우암나사구와 좌암나사구)을 갖는 경우를 예시했지만, 양나사체의 종류로서는 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 서로 리드각이 다르고, 리드 방향이 서로 일치하는 2종류의 나선홈(예를 들면 제1 우수나사구와 제2 우수나사구, 또는, 제1 좌수나사구와 제2 좌수나사구 등)을 가지도록 해도 좋다.

이 경우, 도 4(C)에 나타내는 제1 나사구 형성 스텝과, 도 4(D)에 나타내는 제2 나사구 형성 스텝을 갖는 제조 방법을 채용하면 좋다.

도 4(C)의 제1 나사구 형성 스텝에서는, 제1 우수나사 나선홈 구조를 절삭 형성하고, 도 4(D)의, 제2 나사구 형성 스텝에서는, 제1 우수나사 나선홈 구조와 리드 방향이 같고, 리드각이 다른 제2 우수나사 나선 구조를 절삭 형성한다.

제1 나사구 형성 스텝에서는, 워크(3)의 심압대(4) 측의 단부측으로부터 주축대(7) 측을 향하여, 제1 절삭 패스(16)를 이용하여 절삭을 실시한다. 이전, 워크(3)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 반시계회전(회전 방향 A1)으로 회전하고, 그 사이에, 이송대(5)가, 심압대(4) 측으로부터 주축대(7)로, 제1 이송량이 되는 화살표 B1a의 방향으로 이동한다. 또, 절삭 공구(9)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 좌측, 그리고, 절삭 공구(9)가 절삭면을 연직 상향으로 취부된다. 나사를 형성하는 종단까지 절삭 공구(9)가 도달하면, 절삭 공구를 원래의 장소에 되돌리고, 도 4(D) 상태로 이행한다.

도 4(D)의 제2 나사구 형성 스텝에서는, 제1 나사구 형성 스텝과 같게, 워크(3)의 심압대(4) 측의 단부측으로부터 주축대(7) 측을 향하여, 리드 방향이 같고 리드량이 다른 제2 절삭 패스(18)를 이용하여 절삭을 실시한다.

워크(3)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 반시계회전(회전 방향 A1)으로 회전한다. 즉, 제1 나사구 형성 스텝에서의 워크(3)의 회전을 계속하면 좋다. 절삭 공구(9)의 이동 방향은, 제1 나사구 형성 스텝과 같은 방향이 되지만, 그 이송량은, 제1 나사구 형성 스텝과 다르게 설정된다(화살표 B1b). 또, 절삭 공구(9)는, 심압대(4)로부터 주축대(7) 측으로 보았을 때 좌측, 그리고, 절삭 공구(9)가 절삭면을 연직 상방으로 취부된다. 이것도, 도 4(C)의 제1 나사구 형성 스텝과 같다.

이 제조 방법에서는, 제1 나사구 형성 스텝 및 제2 나사구 형성 스텝의 양쪽 모두에, 워크(3)의 심압대(4) 측의 단부로부터 절삭을 시작할 수 있으므로, 어느 경우도 절삭 양의 조정이 용이하다. 또, 서로 스텝의 이송량만을 적당 조정함으로써, 여러 가지 양나사체를 자유롭게 제조할 수 있다.

다음으로, 도 5를 참조하여, 상기 제1 내지 제3 실시 형태 등으로 행해지는 나사 절삭 가공에서, 제1 나사구 형성 스텝과 제2 나사구 형성 스텝의 각각의 절삭 스텝의 절삭몫(threading allowance, 절삭량)의 배분에 대해 설명한다. 도 5(A)는, 소위 래디얼 인피드(radial infeed)로 불리는 절삭 방법이며, 워크(3)의 외주면(50)에, 절삭 공구(9)의 절삭날부(40)를 작용시킬 때, 형성 예정의 나사구의 중심 위치(C)와 일치하는 장소에, 절삭날부(40)의 칼끝을 고정하고, 워크(3)의 외주면에 대해서 수직으로 절삭해 나간다. 복수회의 제1 나사구 형성 스텝 및 제2 나사구 형성 스텝의 각 스텝마다, 절삭날부(40)를, 나사구의 중심 위치(C)에 일치시킨 채로, 반경 방향 내측으로 단계적으로 진행시켜 나감으로써, 나사구가 완성된다.

이 소위 래디얼 인피드에서는, 절삭날부(40)의 좌우로 균일한 마모를 일으키는 점에서 유리하지만, 1회의 절삭 깊이량을 크게 하면, 절삭 저항이 커진다.

도 5(B)는, 소위 얼터네이트 인피드(alternate infeed)(지그재그 절삭 포함)로 불리는 절삭 방법이며, 워크(3)의 외주면(50)에 절삭날부(40)를 작용시킬 때, 절삭날부(40)의 선단을, 워크(3)의 반경 방향 내측을 향하고, 천조상(千鳥狀)(지그재그상)으로 진행하는 방법이다. 이와 같이 하면, (제1 회째의 절삭을 제외한) 2회째 이후의 절삭 공정에서, 절삭날부(40) 좌우의 면의 일방을 교대로 이용하여 절삭해 나가는 것이 가능하고, 래디얼 인피드보다 절삭 저항을 저감할 수 있다. 또, 절삭날부(40)의 좌우 양 칼날의 도피면 마모가 균일하게 할 수 있다.

도 5(C)는, 소위 프랭크 인피드(frank infeed)로 불리는 절삭 방법이며, 워크(3)의 외주면(50)에 절삭날부(40)를 작용시킬 때, 형성 예정의 나사구의 편면을 따라서 절삭하는 방법이다. 절삭분의 처리가 용이하고, 절삭 저항은 작지만, 절삭날부(40)에서 편측의 칼날의 마모가 격렬하다고 하는 단점도 있다. 덧붙여서, 본 발명의 실시 형태의 제조 방법에서는, 어느 인피드를 채용해도 좋다.

또한, 각 나사구 형성 스텝마다의 절삭몫(가공몫)으로서는, 나사구에서의 회전축선(워크(3)의 축선 방향 절단면)을 포함한 단면에서의 절삭 단면적이, 복수회의 나사구 형성 스텝을 반복할 때마다, 서서히 혹은 단계적으로 감소시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 5(A)의 래디얼 인피드에서, 제1 회째의 절삭 단면적 a1, 제2 회째의 절삭 단면적 a2, 제3 회째의 절삭 단면적 a3, 제4 회째의 절삭 단면적 a4가, a1≥a2≥a3≥a4가 되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 처음은 절삭 단면적을 크게 취하고, 절삭 가공의 종반을 향해서 절삭 단면적을 작게 함으로써, 가공 정밀도를 주는 것이 가능하다. 도 5(B)의 얼터네이트 인피드에서는, a1≥a2≥a3≥a4≥a5≥a6≥a7가 되도록 가공한다. 도 5(C)의 프랭크 인피드에서는, a1≥a2≥a3≥a4≥a5≥a6가 되도록 가공한다. 물론, 각 나사구 형성 스텝 마다의 절삭몫은 서서히, 혹은, 단계적으로 감소시키는 것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 양나사체 제조 방법, 양나사체 제조 프로그램은, 상기한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 더할 수 있는 것은 물론이다.

예를 들면 리드각 및/또는 리드 방향이 상이한 2종류의 암나사 구조를 갖는 단일의 암나사체를 형성하는 경우에는, 절삭 공구(9)로서 소위 암나사 절삭 바이트를 사용하고, 회전 방향, 이송대(5)의 이송 방향 등은, 상기 제1 내지 제3 실시 형태와 동일하게, 적당 조절하게 된다.

1 양나사 가공 설비
2 척 기구
3 워크
4 심압대
5 이송대
6 이송 나사축
7 주축대
8 주축
9 절삭 공구
10 이송 기구
11 너트부
12 써보 모터
14 절삭 공구 조임대(threading tool clamping stand)
40 절삭날부
50 워크 외주면
53 수나사부
53a 나사산
54 제1 수나사 나선 구조
55 제2 수나사 나선 구조
60 수나사체
111 볼트 두부(頭部)
113 수나사부
120 제1 암나사체
130 제2 암나사체
140 암나사체
150 암나사부
151 제1 암나사 나선 구조
152 제2 암나사 나선 구조
D 주회구부(周回溝部)

Claims

제1 나사구와, 상기 제1 나사구와 리드각이 다르고 리드 방향이 같은 제2 나사구를 갖는 양나사체를 제조하는 양나사체 제조 방법이며,
소정의 축선을 회전축선으로서 회전하는 가공 대상의 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행하게 이송하는 방향으로 제1 이송량을 송출하여 얻어지는 제1 절삭 패스에 의해서, 제1 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제1 나사구 형성 스텝과,
상기 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행하게 이송하는 방향으로 상기 제1 이송량과 다른 제2 이송량을 송출하여 얻어지는 제2 절삭 패스에 의해서, 제2 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제2 나사구 형성 스텝,
을 갖는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법.
삭제
제1 나사구와, 상기 제1 나사구와 리드 방향이 다른 제2 나사구를 갖는 양나사체를 제조하는 양나사체 제조 방법이며,
소정의 축선을 회전축선으로서 제1 방향으로 회전하는 가공 대상의 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 제1 이송 방향으로 송출하여 얻어지는 제1 절삭 패스에 의해서, 제1 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제1 나사구 형성 스텝과,
상기 제1 회전 방향과 동 방향으로 회전하는 상기 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 제1 이송 방향과 역 방향으로 송출하여 얻어지는 제2 절삭 패스에 의해서, 제2 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제2 나사구 형성 스텝과,
상기 워크에서의 상기 제2 나사구 형성 스텝에 의한 가공 개시 위치에, 축직교 방향으로 주회하는 홈 가공을 하여 주회구부를 형성하는 주회구 형성 스텝,
을 갖고,
상기 제2 나사구 형성 스텝에 의한 절삭 개시 위치가 상기 주회구부 내에 설정되는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법.
삭제
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 나사구 형성 스텝과 상기 제2 나사구 형성 스텝 중 적어도 하나의 스텝을 복수회 실시하는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,
복수회의 상기 제1 나사구 형성 스텝의 도중의 어느 사이에, 상기 제2 나사구 형성 스텝이 실행되는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,
복수회의 상기 제2 나사구 형성 스텝의 도중의 어느 사이에, 상기 제1 나사구 형성 스텝이 실행되는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,
연속하는 복수회의 상기 제1 나사구 형성 스텝을 제1 스텝군, 연속하는 복수회의 상기 제2 나사구 형성 스텝을 제2 스텝군이라고 정의했을 때에, 복수의 상기 제1 스텝군과 복수의 상기 제2 스텝군이 교대로 실행되는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 나사구 형성 스텝과, 상기 제2 나사구 형성 스텝을 교대로 실시하는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 나사구의 상기 회전축선을 포함하는 단면에서의, 상기 제1 나사구 형성 스텝에 의해 절삭되는 절삭 단면적이, 복수회의 상기 제1 나사구 형성 스텝을 반복할 때마다 서서히 혹은 단계적으로 감소하고,
상기 제2 나사구의 상기 회전축선을 포함하는 단면에서의, 상기 제2 나사구 형성 스텝에 의해 절삭되는 절삭 단면적이, 복수회의 상기 제2 나사구 형성 스텝을 반복할 때마다 서서히 혹은 단계적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 양나사체 제조 방법.
양나사체 제조 프로그램이 보존되는 기억장치에 있어서,
상기 양나사체 제조 프로그램은, 제1 나사구와, 상기 제1 나사구와 리드각이 다르고 리드 방향이 같은 제2 나사구를 갖는 양나사체를 제조하는 제조 장치에 적용되고,
상기 양나사체 제조 프로그램은, 상기 제조 장치에 대해서,
소정의 축선을 회전축선으로서 회전하는 가공 대상의 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 이송 방향으로 제1 이송량을 송출하여 얻어지는 제1 절삭 패스에 의해서, 제1 나사구의 적어도 일부를 형성시키는 제1 나사구 형성 스텝과,
상기 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 이송 방향으로 상기 제1 이송량과 다른 제2 이송량을 송출하여 얻어지는 제2 절삭 패스에 의해서, 제2 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제2 나사구 형성 스텝,
을 실행시키는 것을 특징으로 하는 기억장치.
삭제
양나사체 제조 프로그램이 보존되는 기억장치에 있어서,
상기 양나사체 제조 프로그램은, 제1 나사구와, 상기 제1 나사구와 리드 방향이 다른 제2 나사구를 갖는 양나사체를 제조하는 제조 장치에 적용되고,
상기 양나사체 제조 프로그램은, 상기 제조 장치에 대해서,
소정의 축선을 회전축선으로서 제1 회전 방향으로 회전하는 가공 대상의 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 회전축선에 거의 평행한 제1 이송 방향으로 송출하여 얻어지는 제1 절삭 패스에 의해서 제1 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제1 나사구 형성 스텝과,
상기 제1 회전 방향과 동 방향으로 회전하는 상기 워크에 작용하는 절삭 공구를, 상기 제1 이송 방향과 역 방향으로 송출하여 얻어지는 제2 절삭 패스에 의해서 제2 나사구의 적어도 일부를 형성하는 제2 나사구 형성 스텝과,
상기 워크에서의 상기 제2 나사구 형성 스텝에 의한 가공 개시 위치에, 축직교 방향으로 주회하는 홈 가공을 하여 주회구부를 형성하는 주회구 형성 스텝,
을 실행시키고,
상기 제2 나사구 형성 스텝에 의한 절삭 개시 위치가 상기 주회구부 내에 설정되는 것을 특징으로 하는 기억장치.