WO2014188603A1 - ねじ切削用タップ - Google Patents

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tap
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文也 小出
克人 川田
孝之 中嶋
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オーエスジー株式会社
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G5/00—Thread-cutting tools; Die-heads
    • B23G5/02—Thread-cutting tools; Die-heads without means for adjustment
    • B23G5/06—Taps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G2200/00—Details of threading tools
    • B23G2200/30—Cutting edges that are rounded in the cross-sectional view of the cutting edge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G2200/00—Details of threading tools
    • B23G2200/48—Spiral grooves, i.e. spiral flutes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/89—Tool or Tool with support
    • Y10T408/904—Tool or Tool with support with pitch-stabilizing ridge
    • Y10T408/9048—Extending outwardly from tool-axis

Definitions

  • the present invention relates to a thread cutting tap, and more particularly to chipping suppression and screw accuracy stabilization.
  • the thread that becomes a complete shape from the incomplete shape with the top cut away from the tip of the tapered biting part toward the complete crest is divided in the circumferential direction by a torsion groove or a straight groove, and the part is divided.
  • a thread cutting tap in which a cutting edge formed along the twisted groove or the straight groove is formed on one end portion of the screw thread, that is, one end surface formed by dividing.
  • a plurality of taps such as chamfering the cutting edge have been proposed in order to suppress chipping (small chipping generated in the cutting edge) during cutting.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which chamfering is formed on the rake face adjacent to the cutting edge so as to recede in the circumferential direction toward the top of the thread.
  • Patent Document 2 also discloses a technique for forming a negative rake angle by chamfering a rake face adjacent to the cutting edge.
  • a technique for chamfering the rake face of the cutting edge has been proposed.
  • the thread cutting taps described in Patent Document 1 and Patent Document 2 improve the tool life by suppressing chipping by chamfering the rake face of the cutting edge, etc.
  • the accuracy of female thread was not stable.
  • the female screw accuracy corresponds to the dimensional accuracy of the female screw after tapping.
  • the reason why the internal thread accuracy is unstable is that when tapping is started, a thrust force is generated on the thread cutting tap, but when the cutting edge is chamfered, the thrust force acting in the negative direction increases, and the screw This is considered because the cutting tap advances too much in the cutting direction.
  • the present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a thread cutting tap that suppresses chipping that occurs during tapping and stabilizes the accuracy of female threads. It is in.
  • the gist of the first invention is that (a) a screw thread that becomes a complete shape from an incomplete shape toward the complete peak portion from the tip of the biting portion is In a thread cutting tap that is divided in the circumferential direction by an extending groove, and a cutting edge is formed along the groove at one end of the divided screw thread, (b) formed at least on the top of the biting portion.
  • the cutting edge is formed with a protruding portion that protrudes in the rotational direction from the rake face of the cutting edge and continues along the cutting edge.
  • the width of the protruding portion defined by the radial dimension when the protruding portion is cut in a cross section perpendicular to the axis is 1/80 to 1 of the reference thread height of the female screw. Within the range of / 20. By making the width of the protrusion within this range, chipping is suppressed and the female screw accuracy is stabilized.
  • the protruding portion is made plastic by subjecting a burr formed on the cutting edge when the thread is formed by polishing using a grinding wheel to a blast process using glass beads. It has been processed. In this way, the protruding portion can be easily formed.
  • the thread cutting tap can be configured by using various tool materials such as high-speed tool steel and cemented carbide, and Ti Al N, Ti N, and Ti as necessary.
  • a hard film such as CN can also be coated.
  • FIG. 1 is a view showing a three-blade spiral tap 10 to which the present invention is preferably applied.
  • A is a front view as viewed from a direction perpendicular to the axis O
  • (b) is IB- in (a). It is an enlarged view of IB cross section.
  • the spiral tap 10 is integrally provided with a shank 12, a neck portion 14 and a screw portion 16 on the same axis O in that order, and the screw portion 16 has a thread groove shape corresponding to a female screw to be processed.
  • a male screw is provided, and three twist grooves 20 are formed at equal intervals around the axis O so as to divide the male screw.
  • the screw portion 16 has a full bite portion 22 continuously provided on the bite portion 22 and a bite portion 22 on the tip side from which the screw screw screw 18 is removed in a taper shape in the axial direction.
  • a cutting edge 28 is formed at a ridge line portion with the twist groove 20.
  • the twist groove 20 is a right-hand twist and is provided over substantially the entire region of the neck portion 14 beyond the screw portion 16.
  • the cutting edge 28 formed on the biting portion 22 is formed with a protruding circular portion 32 that protrudes in the rotational direction from the rake face 30 and continues along the cutting edge 28.
  • the projecting circular portion 32 has a semicircular cross section when cut perpendicular to the axis, and is formed continuously along the cutting edge 28. Further, the projecting circular portion 32 protrudes in the rotational direction from the reference line S connecting the axis O and the tip of the cutting edge 28 (the outer peripheral end of the rake face 30). Note that the projecting circular portion corresponds to the projecting portion of the present invention.
  • the width Hw of the projecting circular portion 32 corresponding to the radial dimension of the projecting circular portion 32 is determined based on the JIS standard for screws. It is designed within the range of 1/80 to 1/20 of the reference thread height H (reference thread shape height H).
  • the reference thread height H will be described in more detail.
  • the reference thread height H corresponds to the reference thread height H formed by the male screw and the female screw shown in FIG.
  • the height Hh from the rake face 30 to the tip of the projecting circular portion 32 shown in FIG. 1 (b) is in the range of 5 ⁇ m to 20 ⁇ m on average.
  • the projecting circular portion 32 is formed at least on the top of the biting portion 22, but may be formed on the thread flank or the complete peak portion 24 of the biting portion 22.
  • a method for manufacturing the projecting circular portion 32 shown in FIG. FIG. 3 shows a manufacturing process of the biting portion 22 formed on the spiral tap 10.
  • the twist groove 20 and the thread 18 are formed by a known polishing process. Therefore, the manufacturing process of the biting portion 22 is executed in a state where the twist groove 20 and the thread 18 are formed in advance.
  • the biting portion 22 is formed when the polishing grindstone 34 shown in FIG. 3 is driven to rotate and the outer peripheral surface of the biting portion 22 is polished to make a second for the flanking and the second flank 35. .
  • burrs 36 are formed at the outer peripheral portion of the biting portion 22 and the portion that becomes the cutting edge 28.
  • FIG. 4 shows a projecting circular portion 32 formed on the cutting edge 28 of the biting portion 22 by performing the blasting process. The photograph of FIG. 4 is enlarged using an electron microscope, and a portion that swells in a protruding shape and continues corresponds to the protruding portion 32.
  • FIGS. 5 to 7 show measurement results of an initial performance test in which the torque T and the thrust force Fs when tapping is performed using each spiral tap described later, and the internal thread accuracy after tapping are measured.
  • the test conditions for tapping are shown below.
  • ⁇ Test conditions ⁇ Size: M6 ⁇ 1 ⁇ Cutting speed: 15 m / min ⁇ Work material: S45C ⁇ Prepared hole: ⁇ 5mm ⁇ 15mm ⁇ Machine: Vertical machining center, water-soluble cutting fluid (10 times dilution) used ⁇ Processing depth: 12mm
  • the horizontal axis represents the machining time
  • the left vertical axis represents the rotational torque Tr
  • the right horizontal axis represents the thrust force Fs.
  • the torque is the rotational torque Tr of the spiral tap
  • the thrust force is a force acting in the traveling direction of the spiral tap generated during tapping.
  • This thrust force Fs is generated by a so-called cork screw effect that occurs when the spiral tap rotates and bites into the work material.
  • the torque Tr and thrust force Fs were measured with a well-known three component force meter.
  • the female screw accuracy was measured using a well-known screw gauge. 5 to 7, the thread gauge on the stationary side is passed through the processed female thread, and the thread gauge is within a preset number of rotations (two rotations in this embodiment). Was judged to be acceptable (female screw accuracy was good).
  • FIG. 5 shows the measurement result of an existing spiral tap from which burrs formed during thread manufacture are removed, and (b) shows the measurement result of a spiral tap whose R edge is chamfered. ing.
  • the torque Tr increases, and accordingly, a thrust force Fs acting in the axial direction of the spiral tap is generated.
  • FIG. 5A when the test is started with the existing spiral tap from which burrs are removed, the thrust force Fs acting in the negative direction immediately after the tap biting, that is, the thrust force Fs acting in the cutting direction is obtained. appear.
  • the negative thrust force Fs increases, the spiral tap tends to advance too much in the cutting direction.
  • Both (a) and (b) of FIG. 6 are the measurement results of the spiral tap leaving the burr formed during the manufacture of the screw thread, where (a) is the first hole and (b) is the second hole.
  • the measurement results are shown.
  • the thrust force Fs in the first hole is smaller than the thrust force Fs in FIGS. 5 (a) and 5 (b). Therefore, the tendency of the spiral tap to advance too much in the cutting direction is improved. From this, the stop side gauge stopped at 0.5 rotation, and the internal thread accuracy passed.
  • the tapping of the second hole was executed using this spiral tap, the result shown in (b) was obtained. In the second hole, the thrust force Fs is larger than that in the first hole.
  • the spiral tap tended to advance too much in the cutting direction, and the stop gauge rotated 2.2 rotations and the female screw accuracy was rejected. This is probably because the burr was damaged during the tapping of the first hole, and the tapping was performed with the existing spiral tap from which the burr was substantially removed.
  • FIG. 7 shows a measurement result of the spiral tap 10 in which the projecting circular portion 32 is formed.
  • a spiral tap having an average width Hw of the projecting circular portion 32 was used.
  • FIG. 7A shows the measurement result of the first hole.
  • the thrust force Fs has a positive value, and changes to a negative value as the machining progresses.
  • the minimum thrust value of the thrust force Fs during processing is ⁇ 55.51 (N), which is a very small value compared to other spiral taps. Thus, there is almost no tendency for the spiral tap to advance too much during tapping.
  • Fig. 8 shows the test results when the durability performance of each spiral tap was tested using multiple types of spiral taps.
  • Durability performance is determined by tapping with each spiral tap, and when the spiral tap is chipped or broken, or after measuring the internal thread accuracy measurement known to the internal thread gauge and stop The number of endurances (the number of processed holes) of the spiral tap until the internal thread accuracy was rejected was measured using a gauge. Accordingly, a spiral tap with superior durability performance as the durability number increases. All spiral taps are designed so that the chamfered portion 22 has 2.5 peaks.
  • the test conditions are the same as the tapping process conditions shown in FIGS. Further, the width Hw in FIG.
  • the width Hw of the projecting circular portion 32 corresponds to the width Hw of the projecting circular portion 32, and shows a value converted by the reference thread height H and a value expressed in actual dimensions.
  • the width Hw (average value) of the projecting circular-shaped portion 32 of the spiral tap actually tested is not exactly this value, the average value of the width Hw is close to that value.
  • the conventional technique B is a spiral tap having a cutting edge with an R chamfer (no protruding portion). Also for this spiral tap, the accuracy of the internal thread from the first hole failed, so the test was stopped at the first hole.
  • Comparative product C is provided with a projecting circular part, and the width Hw of the projecting circular part is set to 1/110 of the reference mountain height (reference mountain height H) H.
  • the test was continued because the initial female screw accuracy passed the stop gauge 1.5 rotations (WP 1.5 rotations).
  • the durability number the number of processed holes
  • the test was stopped because the chipping (chipping) of the spiral tap became large. Accordingly, if the width Hw of the projecting circular portion 32 becomes too small, the accuracy of the internal thread tends to become unstable, and the effect of suppressing chipping also decreases.
  • Inventive product D corresponding to the spiral tap of the present embodiment has the width Hw of the projecting circular portion 32 set to 1/80 (H / 80) of the reference height H.
  • the spiral tap of the product E is one in which the width Hw of the projecting circular portion 32 is H / 50. Even with this spiral tap, the initial female thread accuracy was good, and a good result was obtained with 0.5 rotation of the gauge. Moreover, about the durability test after that, since the wear increased when the durability number reached 2830, the test was terminated. Judgment of the wear was judged to be large when the gauge stopped passing. That is, the durability number was 2830, and the internal thread accuracy was rejected. The reason why the gauge cannot pass when the wear of the spiral tap is increased is that the cutting amount of the tap becomes smaller according to the wear of the spiral tap. As described above, the spiral tap of Invention E was excellent in durability (durability number 2830), and almost no chipping was observed.
  • the spiral tap of the product F has a width Hw of the projecting circular portion 32 set to H / 30. Even with this spiral tap, the initial female thread accuracy was good, and a good result was obtained with 0.5 rotation of the gauge. Further, regarding the subsequent durability test, since the wear increased when the durability number reached 2854 (failure of internal thread accuracy), the test was stopped. This product E was also excellent in durability (endurance number 2854), and almost no chipping was observed.
  • the spiral tap of the invention product G is such that the width Hw of the projecting circular portion 32 is H / 20. Even in this spiral tap, the accuracy of the initial female thread stopped, and a good result of 0.5 rotation of the gauge was obtained. Further, regarding the durability test thereafter, when the durability number reached 2349, abnormal noise was generated and the test was stopped. However, the durability number was 2349 and the durability was excellent.
  • the spiral tap of the comparative product H is such that the width Hw of the projecting circular portion 32 is H / 10. Even in this spiral tap, the initial female thread accuracy was good and a good result of 0.5 gauge was obtained. Further, in the subsequent durability test, the chip shape changed at an durability of 560 and became unstable, and the spiral tap was also broken.
  • the spiral tap of the comparative product I is such that the width Hw of the projecting circular portion 32 is H / 5. Even in this spiral tap, the initial female thread accuracy was good with a stop gauge of 0.5. Further, in the subsequent durability test, the chip shape changed with an durability number of 7, resulting in instability and breakage. As described above, when the width Hw of the projecting circular portion 32 exceeds H / 10, the chip shape is likely to be broken, and the chip shape is changed and becomes unstable.
  • chipping 32 is formed on the rake face 30 of the cutting edge 28, thereby suppressing chipping. Further, the thrust load Fs acting on the negative side when the spiral tap 10 bites the work material is reduced, and the spiral tap 10 does not advance too much, so that the internal thread accuracy is stabilized.
  • the width Hw of the projecting circular portion 32 is within the range of 1/80 to 1/20 of the reference thread height H of the female thread, so that chipping is suppressed. Screw accuracy is also stable.
  • the projecting circular portion 32 is obtained by subjecting the burr 36 formed on the cutting edge 28 when the thread 18 is formed by polishing to a blasting process using glass beads. Can be easily formed.
  • the twist groove 20 is formed, but the shape of the groove may be a straight groove or a spiral point groove.
  • spiral tap 10 of the above-described embodiment is configured with three blades, the number of blades is not particularly limited.
  • the burr 36 is subjected to a blasting process using glass beads, so that the projecting circular portion 32 is formed.
  • a blasting process using glass beads, so that the projecting circular portion 32 is formed.
  • it is not necessarily limited to glass beads, and other materials such as steel balls are used. Blast processing may be executed.
  • the projecting circular portion 32 is continuously formed along the cutting edge 28. However, it may be formed only at the top of the thread. Moreover, you may form not only in the biting part 22 but in the complete peak part 24. FIG.
  • the cross section of the projecting circular portion 32 is formed in a semicircular shape.
  • the present invention is not limited to this, and any shape that changes into a projecting shape such as an elliptical shape may be used. .

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Abstract

　タップ加工中に発生するチッピングを抑制するとともに、めねじ精度も安定するねじ切削用タップを提供する。　切れ刃２８のすくい面３０に突円形状３２が形成されることで、チッピングが抑制される。さらに、スパイラルタップ１０が被削材に食い付いたときの負側に作用するスラスト荷重Ｆｓが低減され、スパイラルタップ１０が進みすぎることもなくなり、従って、スパイラルタップ１０の切削状態が良好となるのでめねじ精度も安定する。

Description

ねじ切削用タップ
　本発明は、ねじ切削用タップに係り、特に、チッピング抑制およびねじ精度の安定化に関するものである。
　テーパ状の食付き部の先端から完全山部に向かうに従って頂部が削られた不完全の形状から完全な形状となるねじ山が、ねじれ溝や直線溝により周方向に分断され、その分断されたねじ山の一端部、すなわち分断により形成された一方の端面に前記ねじれ溝または直線溝に沿って形成される切れ刃が形成されているねじ切削用タップが知られている。このねじ切削用タップにおいて、切削中に発生するチッピング（切れ刃に生じる小さい欠け）を抑制するため、切れ刃に面取りを施すなど複数のタップが提案されている。例えば、特許文献１では、切れ刃に隣接するすくい面に、ねじ山の山頂に向かって周方向へ後退する面取りが形成される技術が開示されている。また、特許文献２においても、切れ刃に隣接するすくい面に面取りを施すことで、負のすくい角を形成する技術が開示されている。その他、切れ刃のすくい面にＲ面取を施す技術なども提案されている。
特開２００８－２７２８５６号公報 特開平７－１６４２４７号公報
　ところで、特許文献１や特許文献２等に記載のねじ切削用タップは、切れ刃のすくい面に面取りなどを施すことでチッピングを抑制して工具の寿命を改善しているが、タップ加工後のめねじ精度が安定しない問題があった。なお、めねじ精度とは、タップ加工後のめねじの寸法精度に対応する。このめねじ精度が安定しない原因として、タップ加工を開始するとねじ切削用タップにスラスト力が発生するが、切れ刃に面取が施されると負の方向に作用するスラスト力が大きくなり、ねじ切削用タップが切削方向に進みすぎるためと考えられている。
　本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、タップ加工中に発生するチッピングを抑制するとともに、めねじ精度も安定するねじ切削用タップを提供することにある。
　上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)食付き部の先端から完全山部に向かうに従って不完全な形状から完全な形状となるねじ山が、軸方向に伸びる溝によって周方向に分断され、該分断されたねじ山の一端部に該溝に沿って切れ刃が形成されているねじ切削用タップにおいて、(b)少なくとも前記食付き部の山頂に形成される前記切れ刃には、その切れ刃のすくい面から回転方向に突き出し、その切れ刃に沿って連なる突状部が形成されている。
　このようにすれば、切れ刃のすくい面から回転方向に突き出す突状部が形成されることで、チッピングが抑制される。また、突状部が形成されることで、ねじ切削用タップが被削材に食い付いたときの負側に作用するスラスト荷重が低減され、ねじ切削用タップが進みすぎることもなくなってめねじ精度が安定する。
　また、好適には、前記突状部を軸直角な断面で切断したときの径方向の寸法で定義されるその突状部の幅は、前記めねじの基準ねじ山高さの１／８０乃至１／２０の範囲内とされている。突状部の幅がこの範囲内とされることで、チッピングが抑制されつつめねじ精度も安定する。
　また、好適には、前記突状部は、研削砥石を用いた研磨加工によって前記ねじ山を形成する際に前記切れ刃に形成されるバリを、ガラスビーズを用いたブラスト処理を施すことで塑性加工したものである。このようにすれば、前記突状部を容易に形成することができる。
本発明が好適に適用された３枚刃のスパイラルタップを示す図である。 基準ねじ山高さを説明する図である。 図１のスパイラルタップのねじ山の製造工程を説明する図である。 ブラスト処理を施すことで形成される突円形状部を電子顕微鏡で拡大した写真である。 突円形状部が形成されないスパイラルタップの初期性能試験を行った試験結果を示す図である。 ねじ山製造時に形成されるバリを残したスパイラルタップの初期性能試験を行った試験結果を示す図である。 本願の突円形上部が形成されたスパイラルタップの初期性能試験を行った試験結果を示す図である。 複数の形式のスパイラルタップを用いて耐久試験を行った試験結果を示す図である。
　ここで、好適には、前記ねじ切削用タップは、例えば高速度工具鋼や超硬合金等の種々の工具材料を用いて構成することができ、必要に応じてTi Al NやTi NやTi CN等の硬質被膜をコーティングすることもできる。
　以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
　図１は、本発明が好適に適用された３枚刃のスパイラルタップ１０を示す図で、(a)は軸心Ｏと直角方向から見た正面図、(b) は(a) におけるＩＢ－ＩＢ断面の拡大図である。このスパイラルタップ１０は、シャンク１２、首部１４、およびねじ部１６を、その順番で同一の軸心Ｏ上に一体に備えており、ねじ部１６には加工すべきめねじに対応するねじ溝形状のおねじが設けられているとともに、そのおねじを分断するように軸心Ｏまわりに等間隔で３本のねじれ溝２０が形成されている。ねじ部１６は、おねじのねじ山１８が軸方向においてテーパ状に除去された先端側の食付き部２２と、その食付き部２２に連続して設けられた完全なねじ山１８を有する完全山部２４とを備えており、上記ねじれ溝２０との稜線部分に切れ刃２８が形成されている。ねじれ溝２０は右ねじれで、ねじ部１６を越えて首部１４の略全域に亘って設けられている。
　食付き部２２に形成されている切れ刃２８のには、すくい面３０から回転方向に向かって突き出し、切れ刃２８に沿って連なる突円形状部３２が形成されている。(b)に示すように、突円形状部３２は、軸直角に切断したときの断面が半円形状に形成されており、切れ刃２８に沿って連なって形成されている。また、この突円形状部３２は、軸心Ｏと切れ刃２８の先端（すくい面３０の外周端）とを結ぶ基準線Ｓよりも回転方向に突き出している。なお、突円形状部が、本発明の突状部に対応する。
　(b)に示す突円形状部３２の軸直角断面において、突円形状部３２の径方向の寸法に対応する突円形状部３２の幅Ｈwは、ねじのＪＩＳ規格に基づいて定められている基準ねじ山高さＨ（基準山形高さＨ）の１／８０乃至１／２０の大きさの範囲内に設計されている。前記基準ねじ山高さＨをさらに詳細に説明すると、図２に示すおねじとめねじとで形成される基準山形の高さＨに対応する。また、図１(b)に記載の突円形状部３２のすくい面３０から先端まで高さＨhは、平均値で５μｍ～２０μｍの範囲とされている。なお、突円形状部３２は、少なくとも食付き部２２の山頂に形成されるが、食付き部２２のねじ山フランクまたは完全山部２４に形成されても構わない。
　次に、図１(b)に示す突円形状部３２の製造方法について説明する。図３は、スパイラルタップ１０に形成される食付き部２２の製造工程を示すものである。なお、この食付き部２２の製造に先だって、公知の研磨工程によってねじれ溝２０およびねじ山１８が形成されている。従って、予めねじれ溝２０およびねじ山１８が形成された状態で食付き部２２の製造工程が実行される。食付き部２２は、図３に示す研磨砥石３４を回転駆動させて、食付き部２２の外周面を研磨して山払いおよび２番逃げ面３５のための２番取りする際に形成される。このとき、食付き部２２の外周部であって切れ刃２８となる部位にバリ３６が形成される。従来では、食付き部２２の製造後に残るバリ３６を研磨等によって除去していた。これに対して本実施例では、このバリ３６にガラスビーズを噴き付ける、公知のブラスト処理を実行する。このブラスト処理が実行されることで、バリ３６が塑性加工されて図３に示すような突円形状部３２が形成される。なお、突円形状部３２の幅Ｈwや高さＨhは、ブラスト処理におけるガラスビーズの粒度、ブラスト処理時間、並びに圧力を適宜調整することで調整が可能となる。図４に、上記ブラスト処理を施すことで食付き部２２の切れ刃２８に形成される突円形状部３２を示す。図４の写真は、電子顕微鏡を用いて拡大したものであり、突円状に膨らんで連なる部位が突円形状部３２に該当する。
　図５乃至図７に、後述する各スパイラルタップを用いてタップ加工を実行したときのトルクＴおよびスラスト力Ｆs、並びにタップ加工後のめねじ精度を測定した初期の性能試験の測定結果を示す。以下に、タップ加工の試験条件を示す。
・試験条件
・サイズ：Ｍ６×１
・切削速度：１５ｍ／ｍｉｎ
・被削材：Ｓ４５Ｃ
・下穴：φ５ｍｍ×１５ｍｍ
・機械：立形マシニングセンタ、水溶性切削油剤（１０倍希釈）使用
・加工深さ：１２ｍｍ止まり
　この図５乃至図７のグラフにおいて、横軸が加工時間を示しており、左側の縦軸が回転トルクＴr、右側の横軸がスラスト力Ｆsを示している。ここで、トルクはスパイラルタップの回転トルクＴrであり、スラスト力は、タップ加工中に発生するスパイラルタップの進行方向に作用する力である。このスラスト力Ｆsは、スパイラルタップが回転しつつ被削材に食い込むことで生じる、所謂コルク・スクリュー効果によって発生する。なお、前記トルクＴrおよびスラスト力Ｆsは、よく知られた三分力計で測定した。また、めねじ精度は、よく知られたねじゲージを用いて測定した。図５乃至図７のめねじ精度にあっては、加工後のめねじに止り側のねじゲージを通し、そのねじゲージが予め設定されている回転数（本実施例では２回転とした）以内で止まった場合に合格（めねじ精度良好）と判断した。
　図５において、(a)はねじ山製造中に形成されるバリを除去した既存のスパイラルタップの測定結果、(b)は切れ刃にＲ面取が施されているスパイラルタップの測定結果を示している。スパイラルタップが被削材へ食い込むとトルクＴrが増加し、これに伴ってスパイラルタップの軸方向に作用するスラスト力Ｆsが発生する。図５(a)にも示されるように、バリを除去した既存のスパイラルタップで試験を開始すると、タップ食い込み直後から負の方向に作用するスラスト力Ｆs、すなわち切削方向に作用するスラスト力Ｆsが発生する。この負のスラスト力Ｆsが大きくなると、スパイラルタップが切削方向に進み過ぎる傾向となる。(a)にあっては、タップ食い込み直後から負のスラスト力Ｆsも大きいためにスパイラルタップが進み過ぎる傾向を示している。これに起因して、１穴目のめねじ穴から止り側ゲージが２．８回転（ＷＰ２．８）しており、２回転を超えることからめねじ精度が不合格となった。なお、このスパイラルタップを用いて性能試験を引き続き行ったが、２穴目、３穴目ともにタップ加工後のめねじ精度は不合格となった。
　図５(b)の切れ刃にＲ面取を施したスパイラルタップについても、タップ食い込み後から負の方向に作用するスラスト力Ｆsが大きくなっている。従って、Ｒ面取を施した場合においてもスパイラルタップが切削方向へ進みすぎる傾向にあり、これに起因して、１穴目のねじ穴から止まり側ゲージ（ＷＰ）が３回転しており、めねじ精度が不合格となった。なお、このスパイラルタップについても性能試験を引き続き行ったが、２穴目、３穴目ともにタップ加工後のめねじ精度は不合格となった。
　図６の(a),（ｂ）はともに、ねじ山の製造中に形成されるバリを残したスパイラルタップの測定結果であって、(a)は一穴目、(b)は二穴目の測定結果を示している。バリを残したスパイラルタップにあっては、１穴目のスラスト力Ｆsが図５(a),(b)のスラスト力Ｆsと比べて小さくなっている。従って、スパイラルタップが切削方向に進み過ぎる傾向が改善されている。これより、止まり側ゲージが０．５回転で止まり、めねじ精度が合格となった。このスパイラルタップを用いて２穴目のタップ加工を実行すると(b)に示す結果となった。２穴目では、１穴目に比べてスラスト力Ｆsが大きくなっている。すなわち、２穴目ではスパイラルタップが切削方向に進みすぎる傾向となり、止りゲージが２．２回転回転しめねじ精度が不合格となった。これは、１穴目のタップ加工の際にバリが破損し、実質的にバリが除去された既存のスパイラルタップでタップ加工が実行されたためと考えられる。
　図７に、突円形状部３２が形成されたスパイラルタップ１０の測定結果を示す。この試験では、突円形状部３２の幅Ｈwが平均値でＨ／５０のスパイラルタップを使用した。図７の(a)は、１穴目の測定結果を示している。図に示すように、食付き部２２のねじ山１８が被削材に食い込んだ直後はスラスト力Ｆsが正の値となっており、加工が進行するに従って負の値に変化している。加工中におけるスラスト力Ｆsのスラスト最小値も－５５．５１(N)と他のスパイラルタップと比べて非常に小さい値となっている。これより、タップ加工中にスパイラルタップが進みすぎるという傾向は殆どなくなる。そして、めねじ精度を測定しても止りゲージが０．５回転で止まり、めねじ精度も合格している。このスパイラルタップ１０を用いて引き続き試験を行ったが図７(b)の１００穴目の測定結果をみても、スラスト力Ｆsに大きな変化はなく、めねじ精度も１穴目と同様に止まりゲージが０．５回転で止まり、タップ加工を１００穴行ってもめねじ精度は維持されている。
　図８に、複数種類のスパイラルタップを用いて各スパイラルタップの耐久性能を試験したときの試験結果を示す。耐久性能は、各スパイラルタップを用いてタップ加工を行い、スパイラルタップに刃欠け（チッピング）や折損が生じた場合や、加工後のめねじに公知であるめねじ精度測定用の通りゲージおよび止りゲージを用いてめねじ精度が不合格となるまでのスパイラルタップの耐久数（加工穴数）を測定した。従って、耐久数が大きいほど耐久性能に優れたスパイラルタップとなる。なお、スパイラルタップは、いずれも食付き部２２が２．５山に設計されている。試験条件は、図５乃至図７に示したタップ加工の試験条件と同じであるため省略する。また、図８の幅Ｈwは、突円形状部３２の幅Ｈwに対応しており、基準ねじ山高さＨで換算したもの、ならびに実際の寸法で表したものが示されている。なお、実際に試験したスパイラルタップの突円形状部３２の幅Ｈw（平均値）は、厳密にこの値とはなっていないが、幅Ｈwの平均値がその値に近いものを使用した。
　図８の従来技術Ａは、バリを研磨やブラスト処理等で除去したスパイラルタップである（突円形状部なし）。このスパイラルタップにあっては、最初の１穴目からめねじ精度が不合格となったため１穴目で試験を中止した。すなわち耐久数（加工穴数）はゼロである。また、従来技術Ｂは、切れ刃にＲ面取を施したスパイラルタップである（突円形状部なし）。このスパイラルタップについても、１穴目からめねじ精度が不合格となったため、１穴目で試験を中止した。
　比較品Ｃは、突円形状部を設け、且つ、突円形状部の幅Ｈwを基準山高さ（基準山形高さＨ）Ｈの１／１１０としたものである。この比較品Ｃにあっては、初期のめねじ精度について止りゲージ１．５回転（ＷＰ１．５回転）で合格したため試験を引き続き続行した。そして、耐久数（加工穴数）が１３００となるとスパイラルタップの刃欠け（チッピング）が大きくなったため試験を中止した。これより、突円形状部３２の幅Ｈwが小さくなり過ぎるとめねじ精度も不安定になりやすく、チッピングの抑制効果も低下する。
　本実施例のスパイラルタップに対応する発明品Ｄは、突円形状部３２の幅Ｈwを基準山高さＨの１／８０（Ｈ／８０）としたものである。このスパイラルタップにあっては、初期めねじ精度が止りゲージ０．５回転（ＷＰ０．５回転）と良好な結果が得られた。また、その後の耐久試験においても、スパイラルタップが折損するまでの耐久数（加工穴数）が２４８７となり、耐久性も良好となった。また、めねじ精度についても良好であった。
　発明品Ｅのスパイラルタップは、突円形状部３２の幅ＨwをＨ／５０としたものである。このスパイラルタップにあっても、初期めねじ精度が止りゲージ０．５回転と良好な結果が得られた。また、その後の耐久試験については、耐久数が２８３０になると摩耗が大きくなったため試験を終了した。前記摩耗の判断は、通りゲージが通らなくなったときに摩耗大と判断した。すなわち、耐久数が２８３０でめねじ精度が不合格となった。なお、スパイラルタップの摩耗が大きくなると通りゲージが通らなくなるのは、スパイラルタップの摩耗に従ってタップの切削量が小さくなるためである。このように、発明品Ｅのスパイラルタップは耐久性にも優れ（耐久数２８３０）、チッピングも殆ど見られなかった。
　発明品Ｆのスパイラルタップは、突円形状部３２の幅ＨwをＨ／３０としたものである。このスパイラルタップにあっても、初期めねじ精度が止りゲージ０．５回転と良好な結果が得られた。また、その後の耐久試験については、耐久数が２８５４となったときに摩耗が大きくなった（めねじ精度不合格）ため試験を中止した。この発明品Ｅについても耐久性に優れ（耐久数２８５４）、チッピングも殆ど見られなかった。発明品Ｇのスパイラルタップは、突円形状部３２の幅ＨwをＨ／２０としたものである。このスパイラルタップにあっても、初期めねじ精度が止まりゲージ０．５回転と良好な結果が得られた。また、その後の耐久試験については、耐久数が２３４９になると異音が発生したため試験を中止したが、耐久数が２３４９と耐久性にも優れている。
　比較品Ｈのスパイラルタップは、突円形状部３２の幅ＨwをＨ／１０としたものである。このスパイラルタップにあっても、初期めねじ精度が止りゲージ０．５と良好な結果が得られた。また、その後の耐久試験にあっては、耐久数５６０で切りくず形状に変化が生じて不安定となり、スパイラルタップも折損した。
比較品Ｉのスパイラルタップは、突円形状部３２の幅ＨwをＨ／５としたものである。このスパイラルタップにあっても、初期めねじ精度が止りゲージ０．５と良好であった。また、その後の耐久試験にあっては、耐久数７で切りくず形状に変化が生じて不安定となり折損した。このように突円形状部３２の幅ＨwがＨ／１０を超えると、折損しやすく切りくず形状に変化が生じて不安定となる。
　これより、突円形状部３２の幅ＨwがＨ／８０～Ｈ／２０の範囲内において、めねじ精度も安定し、チッピングも抑制されることが確認された。特に、突円形状部３２の幅wがＨ／５０～Ｈ／３０の範囲内において耐久性の改善が顕著となった。
　上述のように、本実施例によれば、切れ刃２８のすくい面３０に突円形状３２が形成されることで、チッピングが抑制される。また、スパイラルタップ１０が被削材に食い付いたときの負側に作用するスラスト荷重Ｆsが低減され、スパイラルタップ１０が進みすぎることもなくなってめねじ精度が安定する。
　また、本実施例によれば、突円形状部３２の幅Ｈwは、めねじの基準ねじ山高さＨの１／８０乃至１／２０の範囲内とされることで、チッピングが抑制されつつめねじ精度も安定する。
　また、本実施例によれば、突円形状部３２は、研磨加工によってねじ山１８を形成する際に切れ刃２８に形成されるバリ３６に、ガラスビーズを用いたブラスト処理を施すことで、容易に形成できる。
　以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
　例えば、前述の実施例のスパイラルタップ１０は、ねじれ溝２０が形成されているが、溝の形状はストレート溝あるいはスパイラポイント溝であっても構わない。
　また、前述の実施例のスパイラルタップ１０は３枚刃で構成されているが、刃数については特に限定されない。
　また、前述の実施例では、バリ３６にガラスビーズを用いたブラスト処理を施すことで突円形状部３２が形成されるが、必ずしもガラスビーズに限定されず、スチールボールなど他の材料を用いたブラスト処理を実行しても構わない。
　また、前述の実施例では、突円形状部３２が切れ刃２８に沿って連続して形成されているが、ねじ山の山頂のみに形成されるものであっても構わない。また、食付き部２２だけなく、完全山部２４にも形成されても構わない。
　また、前述の実施例では、突円形状部３２の断面が半円形状に形成されているとしたが、必ずしもこれに限定されず、例えば楕円形状など突状に変化するものであれば構わない。
　なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、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。
　１０：スパイラルタップ（ねじ切削用タップ）
　１８：ねじ山
　２０：ねじれ溝（溝）
　２２：食付き部
　２４：完全山部
　２８：切れ刃
　３２：突円形状部（突状部）
　３６：バリ
　Ｈ：基準ねじ山高さ
　Ｈw：突円形状部の幅

Claims (3)

  1. 　食付き部の先端から完全山部に向かうに従って不完全な形状から完全な形状となるねじ山が、軸方向に伸びる溝によって周方向に分断され、該分断されたねじ山の一端部に該溝に沿って切れ刃が形成されているねじ切削用タップにおいて、
    　少なくとも前記食付き部の山頂に形成される前記切れ刃には、該切れ刃のすくい面から回転方向に突き出し、該切れ刃に沿って連なる突状部が形成されていることを特徴とするねじ切削用タップ。
  2. 　前記突状部を軸直角な断面で切断したときの径方向の寸法で定義される該突状部の幅は、前記めねじの基準ねじ山高さの１／８０乃至１／２０の範囲内とされていることを特徴とする請求項１のねじ切削用タップ
  3. 　前記突状部は、研削砥石を用いた研磨加工によって前記ねじ山を形成する際に前記切れ刃に形成されるバリを、ガラスビーズを用いたブラスト処理を施すことで塑性加工したものであることを特徴とする請求項１または２のねじ切削用タップ。
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