JP2000280121A - ネジの切削加工方法およびその切削加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断続切削によるネジ加工を高能率化する。 【解決手段】 被削材の外周面もしくは内周面に沿って
切削工具１を移動させてネジを切削加工する方法におい
て、外周部に複数の切刃３を設けた切削工具１を、その
中心軸線を中心に自転させるとともに、前記ネジを加工
する周面の中心軸線に沿って公転させ、さらにその公転
の中心軸線に沿って軸線方向に移動させ、かつその工具
１の自転回転数と公転回転数との比率を３７以下に設定
して前記周面にネジを切削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、切削加工によっ
てネジを形成する方法およびその方法を実施するために
使用される切削加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ネジを形成するための方法として、旋盤
を使用した旋削やダイスの間に被削材を挟み込んで塑性
変形させる転造、あるいはネジ山に類似した断面形状の
砥石を回転する被削材に押し当てて被削材を研削する方
法などが知られている。これらのうち、転造による方法
では、精度が必ずしも高くなく、また小径のネジを製造
することに難点がある。また、砥石による研削方法で
は、ネジ精度を高くすることができ、その点でネジの仕
上げ加工としては優れているが、粗材からのネジの製造
には不向きである。これに対して旋削による方法では、
加工の自由度が高く、また精度の高いネジを加工するこ
とができるなどの利点がある。

【０００３】その一例が特開平５−３０５５０１号公報
に記載されている。この公報に記載された方法は、被削
材の偏心位置に雌ネジを加工するための方法であり、被
削材をチャックによって保持して自転させる一方、自転
させることのできるバイトなどの切削工具を、その被削
材に向けて軸線方向に移動させ、かつその切削工具を半
径方向に移動させて切り込み量を調整することにより、
被削材にネジを切削する方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した公報に記載さ
れている方法は、切削工具であるバイトに対して被削材
を回転させることにより切削をおこなう旋削法であり、
したがって切削工具の刃先を、形成するべきネジにおけ
るネジ山の断面とほぼ同一の形状とし、これを常時被削
材に作用させて連続的に切削をおこなう方法である。し
たがって、比較的精度の高いネジを加工することがで
き、また多種類のネジを加工することが可能である。し
かしながら、連続切削とならざるを得ないので、刃先温
度や切刃の強度などの点で切削速度が制約され、その結
果、加工能率を向上させることが困難である。

【０００５】また、上記の方法を実施するための装置
は、上記の公報の記載によれば、偏心位置にネジを加工
する被削材を自転させ、その被削材に対して、自転可能
な主軸をその半径方向であるＸ方向と、軸線方向である
Ｚ方向とに協調させて移動させるように構成されてい
る。そのため、刃先位置を被削材に対して相対的に螺旋
状に変位させてネジ加工をおこなうためには、被削材の
回転および主軸の回転ならびに主軸の半径方向への移動
の三者を協調として制御する必要があるので、制御の遅
れなどの制約で加工速度を高くすることが困難である。

【０００６】この発明は、上記の事情を背景としてなさ
れたものであり、切削によるネジ加工を高能率でおこな
うことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１の発明は、被削材の外周
面もしくは内周面に沿って切削工具を移動させてネジを
切削加工する方法において、外周部に複数の切刃を設け
た切削工具を、その中心軸線を中心に自転させるととも
に、前記ネジを加工する周面の中心軸線に沿って公転さ
せ、さらにその公転の中心軸線に沿って軸線方向に移動
させ、かつその工具の自転回転数と公転回転数との比率
を３７以下に設定して前記周面にネジを切削することを
特徴とする方法である。

【０００８】したがって請求項１の方法によれば、工具
を自転させることによりその外周部に設けた切刃が被削
材に順次作用する断続切削となり、しかも工具の自転回
転数と公転回転数との比率が３７以下であって、工具の
公転回転数が高いことにより、１刃当たりの切削幅を小
さくしても切削量あるいは加工能率が低下しない。言い
換えれば、加工能率を低下させることなく、１刃当たり
の切削幅を小さくし、それに伴って発熱や切削抵抗、衝
撃力などを低下させることができるので、工具寿命を向
上させることができる。さらには、その工具寿命の範囲
で１刃当たりの切削量を増大させることにより、加工能
率を向上させることができる。

【０００９】また、請求項２の発明は、切刃を外周部に
有する切削工具を先端部に装着して自転かつ公転する主
軸をその軸線方向に移動して、被削材の外周面もしくは
内周面にネジを切削加工する切削加工装置において、前
記主軸を回転中心軸線から外れた位置に該回転中心軸線
と平行に回転自在に保持した偏心軸と、その偏心軸を回
転中心軸線から外れた位置に該回転中心軸線と平行に回
転自在に保持し、かつ軸線方向に前後動される公転軸
と、前記主軸を自転させる第１駆動機構と、前記偏心軸
を回転させて前記主軸の前記公転軸の中心軸線からの距
離を変更する公転半径変更機構と、前記公転軸をその軸
線方向への移動に関連して自転させることにより前記工
具による前記被削材の切削箇所を螺旋状に変位させる第
２駆動機構とを備えていることを特徴とする装置であ
る。

【００１０】したがって請求項２の発明では、工具を装
着した主軸を公転軸の偏心位置に回転自在に保持させた
構成であるから、主軸と公転軸とをそれぞれ自転させる
ことにより、工具が自転しつつ公転し、その際の工具の
公転回転数を自由に設定して工具を軸線方向に移動させ
ることができる。その結果、工具による被削材の切削位
置を、ネジを加工するべく螺旋状に移動させる際の１刃
当たりの切削量を多くして、高能率の切削をおこなうこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明を図面を参照し
て具体的に説明する。先ず、この発明に係る切削加工装
置の一例を説明すると、図１において、工具１は、シャ
ンク２の先端部の外周に複数の切刃３を設けたネジ加工
用のカッタであり、それらの切刃３は形成すべきネジ山
の断面とほぼ同一の形状の輪郭に形成されている。この
工具１を先端部に装着する主軸４が、保持軸５の内部に
配置されている。この保持軸５は、円筒状の軸であっ
て、図１に示す切削加工装置６全体のハウジング（すな
わち基台部）７に一体化されている。したがって保持軸
５は、被削材（図示せず）に対して移動させられるもの
の、自転することはない。なお、ハウジング７は、図示
しないコラムに装着されて、主軸４の軸線方向に前後動
し、したがって主軸４が、その軸線方向に移動するよう
に構成されている。

【００１２】この保持軸５の内部には、公転軸８が軸受
９によって自転自在に保持されている。この公転軸８に
は、その軸心に対して偏心しかつ軸線方向に延びた孔が
形成され、その内部に偏心軸１０が軸受１１によって自
転自在に保持されている。したがってこの偏心軸１０
は、公転軸８が自転することにより、公転軸８の軸心を
中心にして公転する。この偏心軸１０は、前記主軸４の
公転半径を変更するためのものであって、その軸心に対
して偏心しかつ軸線方向に貫通した貫通孔が形成され、
その貫通孔の内部に主軸４が軸受１２によって自転自在
に保持されている。

【００１３】図２は、上述した各軸の半径方向での相対
位置を模式的に示しており、保持軸５に対して公転軸８
が同軸上に配置されている。この公転軸８の軸心Ｏ8 に
対して偏心した位置に軸心Ｏ10を持つ偏心軸１０が、公
転軸８の内部に配置されている。この偏心軸１０の内部
に自転自在に配置された主軸４は、偏心軸１０の軸心Ｏ
10に対して偏心している。

【００１４】したがって偏心軸１０を自転させると、そ
の軸心Ｏ10から外れた位置にある主軸４が、その軸心Ｏ
10を中心とした円周Ｃ10上を移動する。その公転軸８に
対する偏心軸１０の偏心量と、偏心軸１０に対する主軸
４の偏心量とが等しい場合には、主軸４の軸心Ｏ4 が公
転軸８の軸心Ｏ8 に一致して公転軸８に対する主軸４の
偏心量がゼロとなることがある。すなわち、偏心軸１０
を自転させることにより、その内部に配置した主軸４の
公転軸８に対する偏心量が変化する。そして、公転軸８
に対する偏心軸１０の偏心量と、偏心軸１０に対する主
軸４の偏心量とが等しい場合には、その偏心量の２倍を
限度として、公転軸８に対する主軸４の偏心量が、ゼロ
からそれ以上に変化する。

【００１５】この主軸４に取り付けられた工具１は、主
軸４と共に自転する一方、主軸４が公転軸８の内部に保
持されているので、公転軸８が自転することにより、主
軸４すなわち工具２が、公転軸８の軸心Ｏ8 を中心に公
転する。その場合の公転半径が、前記偏心軸１０を回転
させて設定される公転軸８に対する主軸４の偏心量とな
る。

【００１６】前記公転軸８の図１における右側の端部
は、ハウジング７の後端部側まで延びており、その外周
に嵌合させた軸受１３を介してハウジング７によって回
転自在に支持されている。この公転軸８における後端側
の部分には、軸心を中心とした貫通孔が形成されてお
り、その貫通孔の内部に入力軸１４が軸受１５を介して
回転自在に保持されている。この入力軸１４は前記主軸
４を自転させるためのものであって、主軸用モータＭ1
に連結されている。なお、この主軸用モータＭ1 は、基
台部であるハウジング７に固定されている。またこの入
力軸１４における図１での左側端部は、公転軸８の内部
で前記主軸４の後端部に接近した位置に延びている。

【００１７】そしてこの入力軸１４の端部には外径の異
なる複数のローラ１６が接触した状態に配置されてい
る。これらのローラ１６は、入力軸１４の軸線と平行と
なるように公転軸８に取り付けた支持ピン１７に回転自
在に取り付けられている。さらに、これら複数のローラ
１６の全体を覆うように円筒体１８が嵌合させられてい
る。なお、各ローラ１６は、この円筒体１８と入力軸１
４との間に圧入された状態となっており、それぞれの接
触圧力が高いことにより、摩擦力によってトルクを伝達
するようになっている。

【００１８】円筒体１８は、主軸４の後端部の外周を覆
っており、その主軸４の外周面と円筒体１８の内周面と
の間に、前記ローラ１６と同様に外径の異なる複数のロ
ーラ１９が圧入されている。そのローラ１９を回転自在
に取り付けてある支持ピン２０が、主軸４の外周側に軸
受を介して回転自在に配置したリング状歯車２１に連結
されている。さらにこのリング状歯車２１が、前記偏心
軸１０の後端部にピンによって連結されている。

【００１９】したがって入力軸１４のトルクが、その外
周面に接触しているローラ１６の自転により円筒体１８
に伝達され、またこの円筒体１８のトルクが、その内周
面に密着している他の複数のローラ１９の自転によって
主軸４に伝達される。すなわちモータＭ1 によって入力
軸１４を回転させることにより、そのトルクが主軸４に
伝達されて主軸４が自転する。そして各ローラ１６，１
９が相対的に公転することにより、入力軸１４に対する
主軸４の偏心量すなわち主軸４の公転半径が変更され
る。

【００２０】前記公転軸８のうちリング状歯車２１の外
周側の部分に、内外周面に貫通した複数の切欠き部が形
成され、前記リング状歯車２１に噛合した中間歯車２２
が各切欠き部に配置されている。これらの中間歯車２２
が配置されている各部分における公転軸８の肉厚が、そ
の内側の軸線方向に沿う孔の軸心が公転軸８の軸心に対
して偏心していることにより、相互に異なっており、し
たがって各中間歯車２２の外径が、それぞれの部分にお
ける公転軸８の肉厚に合わせて大小に異なっている。す
なわち各中間歯車２２の最も外周側の部分を結んだ円
が、公転軸８の軸心を中心とした円となるように構成さ
れている。なお、各中間歯車２２は公転軸８に取り付け
た支持ピン２３によって回転自在に支持されている。

【００２１】また各中間歯車２２が、内歯歯車である公
転半径変更歯車２４に噛合している。この公転半径変更
歯車２４は、円筒軸２５の先端部の内周面に形成されて
いる。そしてこの円筒軸２５は、前記公転軸８の外周側
に入力軸１４と同軸上に嵌合させて配置され、かつ軸受
２６によって回転自在に保持されている。

【００２２】前記入力軸１４の外周側に位置する公転軸
８の外周部に公転軸歯車２７が固定され、またこの公転
軸歯車２７に隣接して配置された中間軸歯車２８が前記
円筒軸２５に固定されている。その公転軸歯車２７が、
差動機構２９における入力歯車３０に噛合し、また中間
軸歯車２８が差動機構２９における出力歯車３１に噛合
している。

【００２３】ここで差動機構２９について説明すると、
この差動機構２９は、図３に示す構成の機構を利用して
構成されている。すなわち図３において、リング状部材
１００の内周面にスプラインなどの歯１０１が形成され
ており、その歯１０１より歯数の少ない外歯１０２が形
成された可撓性リング１０３が、前記リング状部材１０
０の内周側に回転自在に配置されている。この可撓性リ
ング１０３の内周側には、楕円形の回転部材１０４がベ
アリング１０５を介して配置されており、その長径の両
端部で可撓性リング１０３がリング状部材１００の歯１
０１に押し付けられて噛合させられている。したがって
図３に示す機構では、可撓性リング１０３の歯数がリン
グ状部材１００の歯数より少ないので、可撓性リング１
０３を１回転させてもリング状部材１００は１回転せず
に歯数の差だけ回転角度が少なくなる。

【００２４】図４は、差動機構２９を分解して模式的に
示す図であって、上記のリング状部材１００に相当する
一対のサーキュラースプライン３２，３３と、これらに
噛合する前記可撓性リング１０３に相当するフレクスプ
ライン３４と、その内周側に嵌合させられた楕円形状の
回転部材１０４に相当するウェーブジェネレータ３５と
を有している。すなわち内周面にスプライン歯を形成し
た一対の円筒状のサーキュラスプライン３２，３３と、
そのサーキュラスプライン３２，３３のスプライン歯に
噛合するスプライン歯が外周面に形成され、かつ可撓性
のある円筒体であるフレクスプライン３４と、楕円形の
カムの外周面にボールベアリングがはめ込まれ、そのボ
ールベアリングの外周に前記フレクスプライン３４が嵌
合されるウェーブジェネレータ３５とを備えている。

【００２５】一方のサーキュラスプライン３２の歯数と
フレクスプライン３４の歯数とが等しく（例えば２００
枚に）設定され、そのサーキュラスプライン３２が入力
歯車３０の内周側に嵌合固定されている。これに対して
他方のサーキュラスプライン３３の歯数が、フレクスプ
ライン３４の歯数よりわずか多く（例えば２０２枚に）
設定されており、このサーキュラスプライン３３が出力
歯車３１の内周側に嵌合固定されている。そしてそのウ
ェーブジェネレータ３５が調整軸３６に嵌合固定され、
かつその調整軸３６が半径変更モータＭ2 に連結されて
いる。なお、この半径変更モータＭ2 は、この発明の基
台部に相当するハウジング７に固定されている。

【００２６】したがってこの差動機構２９では、ウェー
ブジェネレータ３５すなわち調整軸３６を固定した状態
で入力歯車３０を回転させると、入力歯車３０に固定し
たサーキュラスプライン３２の歯数とフレクスプライン
３４の歯数とが等しいので、フレクスプライン３４が入
力歯車３０と同一回転数で回転する。これに対して出力
歯車３１に固定してあるサーキュラスプライン３３の歯
数が、フレクスプライン３４の歯数より多いので、出力
歯車３１がその歯数差に応じて減速されて回転する。上
記の例では、フレクスプライン３４の歯数が“２００”
に対して、サーキュラスプライン３３の歯数が“２０
２”であるから、出力歯車３１は、２００／２０２＝１
００／１０１に減速されて回転する。

【００２７】このように回転数の差が生じるが、その場
合であっても主軸４の公転半径が変化しないように入力
歯車３０と公転軸歯車２７との歯数比および出力歯車３
１と中間軸歯車２８との歯数比が設定されている。一例
として、入力歯車３０の歯数が“１００”で、公転軸歯
車２７の歯数が“２００”の場合、出力歯車３１の歯数
が“１０１”で、かつ中間軸歯車２７の歯数が“２０
０”に設定される。このような構成の場合、調整軸３６
すなわちウェーブジェネレータ３５を固定した状態で例
えば入力歯車３０を１０１ｒｐｍで回転させれば、出力
歯車３１が１００ｒｐｍで回転し、かつ公転軸歯車２７
が１０１／２ｒｐｍで回転する。そして出力歯車３１が
１００ｒｐｍで回転することにより、これに噛合してい
る中間軸歯車２８が、１００×１０１／２００＝１０１
／２ｒｐｍで回転する。すなわち公転軸歯車２７と中間
軸歯車２８とが同速度で回転する。

【００２８】したがって公転軸８の回転数と円筒軸２５
との回転数とが等しくなるので、円筒軸２５に形成した
公転半径変更歯車２４とこれに噛合している中間歯車２
２とこれに噛合しているリング状歯車２１とが一体とな
って回転する。すなわち各ローラ１６，１９の公転方向
の位相が一定に維持される。

【００２９】また一方、フレクスプライン３４と出力歯
車３１側のサーキュラスプライン３３との歯数に相違が
あるために、フレクスプライン３４の回転に対してサー
キュラスプライン３３の減速が生じ、その減速度は歯数
に差に応じたものとなる。上記の例では、歯数の差が
“２”であるから、フレクスプライン３４の回転に対し
てサーキュラスプライン３３は、２／２００＝１／１０
０の割合で減速される。すなわち調整軸３６と共にフレ
クスプライン３４を１００ｒｐｍで回転させると、サー
キュラスプライン３３がマイナス（−）１ｒｐｍで相対
回転する。なお、入力歯車３０側のサーキュラスプライ
ン３２とフレクスプライン３４とは歯数が同じであるた
め、回転数に差が生じない。結局、調整軸３６と共にフ
レクスプライン３４を回転させると、入力歯車３０と出
力歯車３１との回転位相に相違が生じる。すなわち調整
軸３６の回転数の１／１００の回転速度で入力歯車３０
と出力歯車３１との相対回転運動を生じさせることがで
きる。

【００３０】このような相対回転は、公転軸８とリング
状歯車２１との相対回転すなわち各ローラ１６，１９の
相対的な公転速度として現れる。そして各ローラ１６，
１９の相対的な公転によって主軸４の入力軸１４に対す
る偏心量すなわち公転半径が変化するので、上記の装置
では、公転半径の微調整を容易におこなうことができ
る。なお、図１において符号３７は公転歯車を示し、こ
の公転歯車３７は前記入力歯車３０に噛合している。そ
してこの公転歯車３７に公転用モータＭ3 が連結されて
いる。なお、この公転用モータＭ3 は、この発明の基台
部に相当するハウジング７に固定されている。また、上
記の公転半径変更モータＭ2 と、差動機構２９と、この
差動機構２９から公転軸８にトルクを伝達する系統およ
び差動機構２９から偏心軸１０にトルクを伝達する系統
が、公転半径変更機構を構成している。

【００３１】そして、図１に示す切削加工装置において
は、主軸４の公転運動を二次元方向の直線運動の組合せ
によって達成するのではなく、主軸４を内蔵している公
転軸８の自転によって達成するので、主軸４を高速で自
転かつ公転させることができる。また、上記の例では、
偏心軸１０の自転によって主軸４の公転軸８に対する偏
心量を変更できるので、公転中にその半径を変更するこ
とができる。

【００３２】なお、上述した主軸用モータＭ1 から主軸
４に到るトルクの伝達系統がこの発明の第１駆動機構に
相当し、また公転用モータＭ3 から公転軸８に到るトル
クの伝達系統がこの発明の第２駆動機構に相当し、さら
にこれら２つの伝動機構を併せた機構が、回転駆動機構
を構成している。

【００３３】つぎに上記の切削加工装置６によってネジ
を切削加工する方法すなわちこの発明の方法の一例を説
明する。上記の主軸４に取り付けられる工具１は、形成
するべきネジ山の断面形状とほぼ同一の輪郭の切刃３を
備えているので、図５に示すように、主軸４を自転させ
て工具１を被削材４１に押し当てることにより、切刃３
によって切削がおこなわれて、その形状と同一の溝形状
が被削材に形成される。その場合、工具１は、外周部に
複数の切刃３を設けたものであるから、主軸４と共に工
具１が回転することにより、それらの切刃３が順次被削
材に作用する断続切削となる。

【００３４】また、主軸４は公転軸８の偏心位置に自転
自在に保持されているから、公転軸８を自転させると、
工具１が主軸４と共に公転軸８の軸心を中心に公転す
る。その結果、切刃３は図６に示すように、ループ状の
軌跡を描いて移動する。なお、図６において符号４０は
ネジを加工するべき加工孔を示す。したがって切刃３に
よる切削速度は、工具１の自転よる周速と公転による移
動速度を加えた速度になる。

【００３５】工具１が公転することによる切刃３の移動
軌跡は、被削材４１の加工孔４０に沿う軌跡となるか
ら、公転回転数が相対的に大きいほど、切刃３が１回ご
とに被削材４１に作用している時間あるいは距離が長く
なる。このようにすれば、切刃３が１回、被削材に作用
ごとの切削長さが長くなるので、切削量を低下させるこ
となく、最大切削面積を小さくすることができる。ま
た、それに伴って断続切削によって切刃３に掛かる衝撃
力あるいは切削荷重が抑制されるので、工具寿命を長く
することができる。

【００３６】前述したこの発明に係る切削加工装置６で
は、主軸４およびこれに取り付けた工具１の公転を、主
軸４を自転自在に保持している公転軸８を自転させるこ
とによりおこなうので、工具１の公転回転数を大きくし
て自転回転数に対する比率（自転回転数／公転回転数＝
Ｋ）を任意に設定することができる。図７は、自転／公
転比Ｋと加工能率との関係を測定した結果を示す図であ
る。ここで、加工能率は、単位時間（ｍｉｎ）当たりの
切削容積（ｃｃ）であり、内径５５ｍｍの孔を切削速度
２００ｍ／ｍｉｎ、切削幅０．６ｍｍで切削した場合の
測定結果である。使用した工具は外径２０ｍｍのエンド
ミルと外径５０ｍｍのエンドミルである。

【００３７】図７に示すように、公転回転数が大きいこ
とにより自転／公転比Ｋが小さいほど加工能率が増大
し、自転／公転比Ｋが“３７”以下になるとその増大傾
向が顕著になり、特に“２０”以下であれば、従来一般
の自転／公転比Ｋを“１００”程度に設定した際の加工
能率の２倍以上の加工能率を得ることができる。なお、
図７において自転／公転比Ｋが“１”の加工能率は、連
続切削であるボーリング加工の加工能率を示す。

【００３８】前述したようにコンタリング加工における
切削速度は、工具の自転による切刃の回転速度と公転に
よる切刃の送り速度との和となるが、この発明に係る上
記の切削加工装置では、公転回転数の制約がないので、
公転による切刃の送り速度を大きくする。具体的には、
この発明では、切削速度のうち工具の公転による速度の
割合が７％以上となるように設定する。これは、公転半
径の変更あるいは公転回転数の変更のいずれによって設
定してもよい。

【００３９】工具を自転かつ公転させるコンタリング加
工では、切刃が１回転する間に工具が所定寸法送られる
から、刃先の軌跡は図６に示すように、加工孔４０の内
周面に沿ったループ状になる。その結果、切刃が被削材
に作用していない間に工具が送られる部分が生じ、この
部分がいわゆる切り残し部分となって加工孔４０の中心
に向けて突出した状態となる。その高さＨを加工精度の
指標とすることができる。図８は自転／公転比Ｋと加工
精度Ｈ（μｍ）との関係を測定した結果を示している。
この測定をおこなった切削条件は、加工孔の内径５５ｍ
ｍ、切削速度２００ｍ／ｍｉｎ、切削幅０．６ｍｍであ
る。また使用した工具は、外径２０ｍｍの８枚刃、外径
２０ｍｍの１６枚刃、外径５０ｍｍの８枚刃、外径５０
ｍｍの１６枚刃の各エンドミルである。

【００４０】上述のようにして工具１を自転および公転
させつつ主軸４を公転速度（公転軸８の自転速度）に関
連させて主軸４の軸線方向へ被削材４１に対して移動さ
せる。すなわち切削加工装置６の全体を被削材４１に対
して前進させる。その結果、工具１は公転しつつ軸線方
向に前進するので、切刃３による切削点が円周方向およ
び軸線方向の両方向に変位し、螺旋状の切削がおこなわ
れる。すなわち主軸４の公転速度と軸線方向への送り速
度とによって決まるリード角のネジの切削加工がおこな
われる。

【００４１】前記加工孔４０の内周面にネジを加工する
場合、先ず荒切削をおこない、ついで仕上げ切削をおこ
なう。すなわち、主軸４および工具１を軸線方向に前進
させる最初の切削の際には、刃先の公転半径が、加工す
るべきネジの径よりわずか小さくなるように、すなわち
仕上げ代が残るように公転半径を設定する。これは、半
径変更モータＭ2 を駆動して偏心軸１０を公転軸８に対
して相対的に回転させることによりおこなう。主軸４と
共に工具１を前進させて荒加工をおこなった後、半径変
更モータＭ2 を更に駆動して工具１の公転半径を僅かに
増大させ、その状態で工具１を自転かつ公転させつつ軸
線方向に後退移動させることにより、ネジの仕上げ加工
をおこなう。その仕上げ加工の場合、工具１の公転回転
数を荒加工の場合より小さくし、前述した自転／公転比
Ｋを大きくする。こうすることにより、前述した加工精
度Ｈが小さい値になり、加工面精度が高くなる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、工具を自転させることによりその外周部に設けた
切刃が被削材に順次作用する断続切削となり、しかも工
具の自転回転数と公転回転数との比率が３７以下であっ
て、工具の公転回転数が高いことにより、１刃当たりの
切削幅を小さくしても切削量あるいは加工能率が低下し
ない。言い換えれば、加工能率を低下させることなく、
１刃当たりの切削幅を小さくし、それに伴って発熱や切
削抵抗、衝撃力などを低下させることができるので、工
具寿命を向上させることができ、さらには、その工具寿
命の範囲で１刃当たりの切削量を増大させることによ
り、加工能率を向上させることができる。

【００４３】また、請求項２の発明によれば、工具を装
着した主軸を公転軸の偏心位置に回転自在に保持させた
構成であるから、主軸と公転軸とをそれぞれ自転させる
ことにより、工具が自転しつつ公転し、その際の工具の
公転回転数を自由に設定して工具を軸線方向に移動させ
ることができ、その結果、工具による被削材の切削位置
を、ネジを加工するべく螺旋状に移動させる際の１刃当
たりの切削量を多くして、高能率の切削をおこなうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の装置の一例を示す断面図である。

【図２】 その主軸、偏心軸、公転軸ならびに保持軸の
半径方向での相対位置を説明するための図である。

【図３】 差動機構に使用されている基本的な機構を説
明するための機構図である。

【図４】 差動機構の構成要素を分解して示す模式図で
ある。

【図５】 ネジの切削状況を説明するための概略的な断
面図である。

【図６】 この発明の方法による刃先の軌跡を示す図で
ある。

【図７】 自転／公転比と加工能率との関係を測定した
結果を示す線図である。

【図８】 自転／公転比と加工精度との関係を測定した
結果を示す線図である。

【符号の説明】 １…工具、 ３…切刃、 ４…主軸、 ６…切削加工装
置、 ８…公転軸、１０…偏心軸、 Ｍ1 …主軸用モー
タ、 Ｍ3 …公転用モータ、 ４０…加工孔、 ４１…
被削材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被削材の外周面もしくは内周面に沿って
   切削工具を移動させてネジを切削加工する方法におい
   て、 外周部に複数の切刃を設けた切削工具を、その中心軸線
   を中心に自転させるとともに、前記ネジを加工する周面
   の中心軸線に沿って公転させ、さらにその公転の中心軸
   線に沿って軸線方向に移動させ、かつその工具の自転回
   転数と公転回転数との比率を３７以下に設定して前記周
   面にネジを切削することを特徴とするネジの切削加工方
   法。
2. 【請求項２】 切刃を外周部に有する切削工具を先端部
   に装着して自転かつ公転する主軸をその軸線方向に移動
   して、被削材の外周面もしくは内周面にネジを切削加工
   する切削加工装置において、 前記主軸を回転中心軸線から外れた位置に該回転中心軸
   線と平行に回転自在に保持した偏心軸と、 その偏心軸を回転中心軸線から外れた位置に該回転中心
   軸線と平行に回転自在に保持し、かつ軸線方向に前後動
   される公転軸と、 前記主軸を自転させる第１駆動機構と、 前記偏心軸を回転させて前記主軸の前記公転軸の中心軸
   線からの距離を変更する公転半径変更機構と、 前記公転軸をその軸線方向への移動に関連して自転させ
   ることにより前記工具による前記被削材の切削箇所を螺
   旋状に変位させる第２駆動機構とを備えていることを特
   徴とするネジの切削加工装置。