JP2006130579A - Chaser - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば油井管の端部に、ねじ継手の台形ねじ(いわゆるAPIバットレス)や角ねじ等を切削加工する場合のように、高い精度が要求されるねじ切削加工に使用するチェザーに関するものである。 The present invention relates to a chaser used for thread cutting that requires high accuracy, such as when a trapezoidal screw (so-called API buttress) or a square screw of a threaded joint is cut at the end of an oil well pipe. It is.
以下、油井管の端部に台形ねじを切削加工する場合について説明する。
油井管同士を接続するための継手(カップリング)のねじを切削するには、図3に示すような、1つの刃部11aを形成したチェザー11だけでなく、図4に示すような、例えば5つの刃部21a〜21eを直列状に配置したチェザー21のように、複数の刃部を配置したチェザーが使用されている。
Hereinafter, a case where a trapezoidal screw is cut at the end of the oil well pipe will be described.
In order to cut the thread of the coupling (coupling) for connecting the oil well pipes, not only the
このようなチェザーを用いたねじ切削は、一般の切削加工に較べて、実質上の送り速度が速い。また、台形ねじを切削する場合には、一般的な山型ねじを切削する場合に較べて、ねじの底部及び山部が長くなるので、切り屑との接触長さ、つまり実質的な刃部の長さが長くなり、刃部に作用する負荷が大きくなる。 Thread cutting using such a chaser has a substantially higher feed rate than general cutting. In addition, when cutting a trapezoidal screw, the bottom and thread of the screw are longer than when cutting a general thread, so the contact length with the chip, that is, the substantial blade Becomes longer, and the load acting on the blade becomes larger.
また、近年では、油井環境が厳しくなり、ガス井化及び深井戸化が進むにつれ油井管材料として、高強度材や耐食性Cr鋼等の難切削材料の需要が増大してきていることから、チェザーの寿命低下や生産性の低下の問題が発生している。 In recent years, the demand for difficult-to-cut materials such as high-strength materials and corrosion-resistant Cr steel as oil well pipe materials has increased as the oil well environment has become severe, and gas wells and deep wells have advanced. There is a problem of a decrease in life and productivity.
そこで、このようなチェザーの寿命改善や生産性向上を目的として、例えばコーティング超硬合金チェザーにおいて、刃物の寿命向上を図るために、切り刃近傍のコーティング膜厚を部分的に薄くして靱性低下を防ぐようにしたものが提案されている。
また、コーティングされたチェザーの刃先処理(ホーニング)方法を改善することにより、切れ味、耐チッピング性、耐摩耗性を向上させた管ねじ切り用チップが提案されている。
しかしながら、台形ねじの切削においては、図5に示すように、刃部側面の角度α,βによって、ねじ山の深さ方向の切込み量cと幅方向の切込み量a,bが異なる。従って、難切削材の切削時には、刃先の欠損を避けるために、ねじ山の深さ方向の切込み量cを小さくし、切削パス回数を増加させて対応しているが、この場合、ねじ山の幅方向の切込み量a,bがねじ山の深さ方向の切込み量cに較べて極端に小さくなり、摩擦熱によって刃先が早期に摩耗し、チェザーの寿命が低下するという問題が生じることは、前記特許文献で提案された技術も同様であった。 However, in the cutting of the trapezoidal screw, as shown in FIG. 5, the cutting depth c in the depth direction of the thread and the cutting depths a and b in the width direction are different depending on the angles α and β of the blade side surface. Therefore, when cutting difficult-to-cut materials, the cutting depth c in the depth direction of the thread is reduced and the number of cutting passes is increased in order to avoid chipping of the cutting edge. The amount of cuts a and b in the width direction becomes extremely small compared to the amount of cut c in the depth direction of the thread, and the problem arises that the cutting edge wears early due to frictional heat and the life of the chaser is reduced. The technique proposed in the patent document was the same.
本発明が解決しようとする問題点は、従来のチェザーでは、刃部の個数や各刃部の形状が適正でなく、高速切削時における摩擦熱によって寿命が低下するという点である。 The problem to be solved by the present invention is that the number of blade portions and the shape of each blade portion are not appropriate in the conventional chaser, and the life is reduced by frictional heat during high-speed cutting.
本発明のチェザーは、
高速切削時における摩擦熱による寿命低下を防止するために、
ねじを切削する2又は3山の粗刃と仕上げ刃を直列状に形成したチェザーであって、
前記粗刃と仕上げ刃の側面切削稜と正面切削稜の各々の逃げ角を2〜10°としたことを最も主要な特徴としている。
The chaser of the present invention
In order to prevent life reduction due to frictional heat during high-speed cutting,
A chaser in which two or three rough blades for cutting a screw and a finishing blade are formed in series,
The most important feature is that the clearance angles of the side cutting ridge and the front cutting ridge of the rough blade and the finishing blade are 2 to 10 °.
複数の刃部を直列状に形成したチェザーでは、チェザー全体としての切り込み量を同一とした場合、刃部1つ当たりの切り込み量が少なくなって切削抵抗が軽減されるために、より高速での切削が可能になる。 In the case of a chaser with a plurality of blade portions formed in series, if the cutting amount of the entire chaser is the same, the cutting amount per blade portion is reduced and cutting resistance is reduced. Cutting becomes possible.
しかしながら、刃部の数を増加し過ぎると、刃部1つ当たりの切削抵抗は軽減できても、チェザー全体の切削抵抗が増大するので、製品の寸法精度が悪くなる。
そこで、本発明では、高速切削と、製作精度の兼ね合いから、ねじを切削する刃部を2又は3山とした。
However, if the number of blades is increased too much, even though the cutting resistance per blade can be reduced, the cutting resistance of the entire chaser increases, so that the dimensional accuracy of the product deteriorates.
Therefore, in the present invention, two or three blade portions for cutting a screw are used in consideration of high speed cutting and production accuracy.
このように刃部を2又は3山の粗刃と仕上げ刃とした本発明のチェザーにおいて、粗刃と仕上げ刃の側面切削稜と正面切削稜の各々の逃げ角を2〜10°としたのは、これらの逃げ角が2°未満の場合は、刃部の側面切削稜及び正面切削稜の各逃げ面と切り屑が擦れることにより、切削時の抵抗増加が大きくなるからである。一方、逃げ角が10°を超えると刃部の先端が尖り過ぎて切削時に欠損が発生しやすくなるからである。発明者らの実験によれば、逃げ角が5〜6°の場合に最良の結果が得られた。 Thus, in the present embodiment of the present invention in which the blade portion has two or three rough blades and a finishing blade, the clearance angles of the side cutting ridge and the front cutting ridge of the rough blade and the finishing blade are set to 2 to 10 °. This is because, when these clearance angles are less than 2 °, the increase in resistance at the time of cutting is increased by rubbing the flank with the respective clearance surfaces of the side surface cutting ridge and the front cutting ridge of the blade portion. On the other hand, if the clearance angle exceeds 10 °, the tip of the blade portion is too sharp and defects are likely to occur during cutting. According to the inventors' experiments, the best results were obtained when the clearance angle was 5-6 °.
なお、チェザーに形成する刃部の数によって各刃部に作用する切削抵抗が異なるため、刃部が2又は3山の粗刃と仕上げ刃以外の場合には、前記逃げ角の最適範囲が異なることは言うまでもない。 In addition, since the cutting resistance acting on each blade portion differs depending on the number of blade portions formed on the chaser, the optimum range of the clearance angle differs when the blade portion is other than two or three rough blades and a finishing blade. Needless to say.
前記本発明のチェザーでは、1パスで切削を完了する場合は、仕上げ刃の直前の粗刃の面積が仕上げ刃の面積の80〜95%となるように、仕上げ刃の直前の粗刃と仕上げ刃の面積を決定することが望ましいが、複数パスで切削を完了する場合は、各パスの切込み量によって仕上げ刃の直前の粗刃と仕上げ刃の面積の割合は変化する。なお、本発明において、刃の面積とは、正面切削稜と側面切削稜を乗算した値を言う。 In the above-described chaser according to the present invention, when cutting is completed in one pass, the rough blade immediately before the finishing blade and the finish are finished so that the area of the rough blade immediately before the finishing blade is 80 to 95% of the area of the finishing blade. Although it is desirable to determine the area of the blade, when cutting is completed in a plurality of passes, the ratio of the area of the rough blade and the finishing blade immediately before the finishing blade varies depending on the cutting amount of each pass. In addition, in this invention, the area of a blade means the value which multiplied the front cutting edge and the side cutting edge.
発明者等の実験によれば、1パスで切削を完了する場合に、仕上げ刃の直前の粗刃の面積が、仕上げ刃の面積の80%未満になると仕上げ刃の切削面積が多くなって摩耗し易くなり、また、95%を超えると仕上げ刃の切削面積が少なくなりすぎて摩擦熱によって摩耗が促進したり、パス毎にピッチずれが発生しやすくなるからである。 According to the experiments by the inventors, when cutting is completed in one pass, if the area of the rough blade immediately before the finishing blade is less than 80% of the area of the finishing blade, the cutting area of the finishing blade increases and wears. Also, if it exceeds 95%, the cutting area of the finishing blade becomes too small and wear is accelerated by frictional heat, and pitch deviation tends to occur for each pass.
但し、台形ねじを切削加工する場合は、前述のように、ねじ山の深さ方向の切込み量に較べて幅方向の切込み量が少なくなり、摩擦熱による摩耗が増大するので、仕上げ刃の切込み量は、ねじ山の深さ方向の切込み量が幅方向の切込み量の合計よりも小さくなるように、粗刃の形状を決定することが望ましい。 However, when cutting a trapezoidal screw, as described above, the cutting depth in the width direction is smaller than the depth cutting depth, and wear due to frictional heat increases. As for the amount, it is desirable to determine the shape of the coarse blade so that the depth of cut of the screw thread is smaller than the total depth of cut.
本発明のチェザーは、刃部の個数や各刃部の形状や面積を適正に決定したので、高速切削と製作精度の両立を可能としつつ、刃部の寿命延長が図れる。 Since the number of blade parts and the shape and area of each blade part are appropriately determined in the chaser according to the present invention, the life of the blade part can be extended while enabling both high-speed cutting and manufacturing accuracy.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図1および図2に基づいて説明する。
図1は台形ねじを切削加工する本発明のチェザーの一例を示した図、図2は図1のチェザーの刃部を拡大した詳細図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 1 is a view showing an example of the inventive chaser for cutting a trapezoidal screw, and FIG.
1は油井管の端部に形成するねじ継手の台形ねじを切削加工する本発明のチェザーであり、例えば図1(a)(c)に示すように、略相似形の粗刃2と仕上げ刃3の2つの刃部を直列状に形成している。
Reference numeral 1 denotes a chaser according to the present invention for cutting a trapezoidal screw of a threaded joint formed at the end of an oil well pipe. For example, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (c), a roughly similar
このように、粗刃2と仕上げ刃3の2つの刃部を直列状に形成することで、各刃部に作用する切削抵抗を減少させつつ、チェザー1全体に作用する切削抵抗の増大を抑えて、高速切削と切削精度の向上を両立している。
In this way, by forming the two blade portions of the
そして、本発明では、これら粗刃2と仕上げ刃3の刃部を、前記台形ねじのねじ底部を切削加工する正面切削稜2a及び3aと、ねじ側面を切削加工する側面切削稜2b,2c及び3b,3cとで形成し、これら正面切削稜2a及び3aと側面切削稜2b,2c及び3b,3cの逃げ角γ1,γ2,γ3を、例えば5°となるようにしている。なお、2d〜2f及び3d〜3fは正面切削稜2a及び3aと側面切削稜2b,2c及び3b,3cの逃げ面を示す。
And in this invention, the
このように、各切削稜2a〜2c及び3a〜3cの逃げ角γ1〜γ3を例えば5°とすることで、切削加工時における切削抵抗の増大と各刃部の欠損を効果的に防止するようにしている。 In this way, by setting the clearance angles γ1 to γ3 of the cutting edges 2a to 2c and 3a to 3c to, for example, 5 °, it is possible to effectively prevent an increase in cutting resistance during cutting and a loss of each blade portion. I have to.
また、本例は1パスで切削を完了する場合のチェザー1を示しているので、粗刃2の面積(正面切削稜2a×側面切削稜2b又は2c)を仕上げ刃3の面積(正面切削稜3a×側面切削稜3b又は3c)の例えば88%とすることで、切削加工完了時の全切削面積の例えば88%の面積を粗刃2によって切削し、残りの12%(図2にハッチングで示した部分)を仕上げ刃3によって切削し、高速切削した際にも、仕上げ刃3を極力摩耗させないようにしたものを示している。
Further, since this example shows the chaser 1 when cutting is completed in one pass, the area of the rough blade 2 (front cutting ridge 2a ×
このような台形ねじを切削加工する、図1及び図2に示したチェザー1の場合、前記仕上げ刃3の切込み量は、摩擦熱による摩耗増大を防止するために、ねじ山の深さ方向の切込み量cが、幅方向の切込み量a,bの合計b+cよりも小さくなるようにしておくことが望ましい。
In the case of the chaser 1 shown in FIGS. 1 and 2 that cuts such a trapezoidal screw, the cutting amount of the
例えば、図2に示した例では、仕上げ刃3のねじ山深さ方向の切込み量cを0.1mm、ねじ山幅方向の切込み量a,bをそれぞれ0.08mmとしたものを示している。但し、切削加工する材料や、使用するチェザーの材料、表面加工などによって、最適な切り込み量が変化することは言うまでもない。
For example, in the example shown in FIG. 2, the cutting depth c in the thread depth direction of the
以上のような構成の本発明のチェザー1では、高速切削する際に、過度の切込みによる特に仕上げ刃3の刃先欠損や切込み不足による摩擦熱による摩耗を効果的に防止することができ、刃物寿命を向上させることができる。
The chaser 1 of the present invention having the above-described configuration can effectively prevent wear due to frictional heat caused by excessive cutting, particularly chipping of the
なお、本発明のチェザー1は、上記の例では、油井管用の台形ねじを切削加工する際に適用するものについて説明したが、これに限らず、例えば他の角ねじ等の切削に使用しても良い。 In addition, in the above example, the chaser 1 of the present invention has been described as being applied when cutting a trapezoidal screw for an oil well pipe. However, the present invention is not limited to this, and is used for cutting other square screws, for example. Also good.
また、上記の例では、2つの刃部を直列状に形成したものについて説明したが、3つの刃部を直列状に形成したものでも良い。この場合、粗刃とは第1番目と第2番目の刃部をいい、仕上げ刃はこれに続く最終刃である第3番目の刃部をいう。従って、この場合、請求項2に係る発明では、粗刃である第2番目の刃部の面積を仕上げ刃である第3番目の刃部の面積の80〜95%とすべく、第2番目の粗刃と第3番目の仕上げ刃の面積を決定する。なお、第1番目の刃部と第2番目の刃部の面積割合も、前記と同様に、第1番目の刃部の面積が第2番目の刃部の面積の80〜95%となるように決定することが望ましい。
Moreover, although said example demonstrated what formed two blade parts in series, what formed three blade parts in series may be sufficient. In this case, the rough blade refers to the first and second blade portions, and the finishing blade refers to the third blade portion that is the final blade following the first and second blade portions. Therefore, in this case, in the invention according to
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において適宜変更可能なことは言うまでもない。 Although the best mode for carrying out the present invention has been described above, the present invention is not limited to these exemplifications, and can be appropriately changed within the scope of the technical idea shown in the claims. Needless to say.
以上の本発明は、油井管の端部にねじ切削を行うチェザーに限らず、被加工材を切削加工するものであればどのような切削工具にも適用できる。 The present invention described above can be applied to any cutting tool as long as it cuts a workpiece, without being limited to a chaser that performs thread cutting on an end portion of an oil well pipe.
1 チェザー
2 粗刃
2a 正面切削稜
2b,2c 側面切削稜
3 仕上げ刃
3a 正面切削稜
3b,3c 側面切削稜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記粗刃と仕上げ刃の側面切削稜と正面切削稜の各々の逃げ角を2〜10°としたことを特徴とするチェザー。 A chaser in which two or three rough blades for cutting a screw and a finishing blade are formed in series,
A chesser characterized in that a clearance angle of each of the side cutting ridge and the front cutting ridge of the rough blade and the finishing blade is 2 to 10 °.
The area of the rough blade immediately before the finishing blade is 80 to 95% of the area of the finishing blade.
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