JP2009028855A

JP2009028855A - Ｎｃ機械により切削工具を回転移動して部材のねじ溝を加工するねじ溝加工方法

Info

Publication number: JP2009028855A
Application number: JP2007196107A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Oba; 泰大場
Original assignee: Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2009-02-12

Abstract

【課題】比較的大きなＲねじ溝を有する雌ねじ部材におけるＲねじ溝をマシニングセンタを用いて短時間に、かつ高精度に加工する雌ねじ部材のマシニングセンタによる切削加工方法を提供する。
【解決手段】マシニングセンタのテーブル５上に搭載される雌ねじ部材１００は、マシニングセンタの主軸頭４に挿着されている切削工具３を軸回転しＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動することによって刃部２によりＲねじ溝１を切削加工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、マシニングセンタのようなＮＣ機械に切削工具を保持して静止側にある部材のねじ溝を加工するねじ溝加工方法に関する。

雌ねじ部材としては各種形態のものがあるが、図３に示すような比較的大きなねじリードを有する雌ねじ部材１００がある。雌ねじ部材１００の一般的な加工方法としては図４のフローチャートに示すように、まず、素材からの全体の形状加工（ステップ１００）、次にねじ溝の切削加工（ステップ１０１）、ねじ溝加工済のワークを焼入する熱処理工程（ステップ１０２）、最終加工であるねじ研削加工（ステップ１０３）等とからなる。以上の加工ステップの内、ステップ１０３は、ねじ研削盤によって行われるのが普通であるが、ステップ１０１のねじ溝の切削加工は通常図５に示すように、雌ねじ部材１００を回転させてねじ加工するのが一般である。

即ち、例えば、旋盤の主軸８のチャック９に雌ねじ部材１００を把持し、これを軸回転すると共に雌ねじ部材１００と同軸上に配置され加工具１０を把持する刃物台１２を軸線方向に移動させてＲねじ溝１を加工するものである。この場合、加工具１０の刃部１１はＲねじ溝１のＲ形状に見合った形状のものからなり、刃物台１２を軸線方向に移動させてねじ加工することが一般に採用されていた。なお、雌ねじのねじ溝加工に関する公知技術としては各種のものがあるが、例えば、「特許文献１」や「特許文献２」が挙げられる。
特開平５−２２８７３２号（図１）特開２００１−９６３７号（図１）

「特許文献１」の「特開平５−２２８７３２号」の「雌ねじのねじ溝加工方法および装置」は切削加工でなく研削加工に関するものであるが、その加工方法としては前記の図５に示したものとほぼ同一の加工方法であり、部材が回転するものからなる。また、「特許文献２」の「特開２００１−９６３７号」の「雌ねじ加工方法」もその（図１）の（ｂ）に示されているように、前記図５と同じ方法の部材を回転させる切削加工が図示されている。
以上のように、従来のねじ溝加工は、すべて部材を回転させてねじ加工をするものであった。

前記のようなねじ溝加工はそれ自体としては高精度にねじ溝加工ができるが、一度の取り代が制限され、何回も加工具１０（図５）を往復動させることが必要になる。特に、図３に示したような比較的大きなねじリードを有する雌ねじ部材１００の場合は加工具１０を数十回以上往復動させる必要があり、大きな加工時間を必要とする問題点があった。また、刃部１１の摩耗もあり、度々の交換が必要であった。また、当然ながら、以上のような加工方法では雌ねじ部材１００の他の部分は段取り換えなしに加工することができず、形状によってその機械で加工ができない箇所が多く、段取り換えして他の機械で加工しなければならない問題点があった。そのため、ねじ加工の部分と他の加工部分との整合性を保持することが難しく、結果として高精度の雌ねじ部材１００を形成することが難しい問題点があった。

本発明は、以上の問題点を解決するために発明されたものであり、Ｒねじ溝の加工が短時間に、かつ高精度に行われると共に、他の加工箇所とねじ溝との整合性（同心性を含む）ができるＮＣ機械により切削工具を回転移動して部材のねじ溝を加工するねじ溝加工方法を提供することを目的とする。

本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、ねじリードの大きなＲねじ溝を有する部材の荒加工方法であって、該方法は、前記部材の軸線方向と一致するＺ軸と該Ｚ軸と直交するＸ軸及びＹ軸とを同時に自動制御し、前記Ｚ軸に沿って固持されている切削工具を回転移動して静止状態に保持されている前記部材の前記Ｒねじ溝を切削加工することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、前記切削工具の刃部が、複数のＲ半径の弧状面を連接した略Ｒ形状部を先端側に形成するものからなることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、前記切削工具が、前記Ｒねじ溝のコーナ部の面取りのために前記略Ｒ形状部の基端側に連接する傾斜面形状部を有するものからなることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、前記傾斜面形状部が、前記略Ｒ形状部の基端側から拡寸方向に傾斜するものからなることを特徴とする。

本発明の請求項１のねじ加工方法によれば、加工工具がＮＣ機械（例えば、マシニングセンタ）側に固持され、加工工具を回転移動（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）して静止側にある部材を加工する方法からなるため、従来の加工方法に較べて加工効率がよく、かつ部材の他の形状部分を部材を取り外すことなく加工可能となり整合性を保持することができる。

また、請求項２のねじ加工方法によれば、切削工具の刃部がＲねじ溝に見合う特殊のＲ形状のものからなり、切削工具の回転移動によってＲねじ溝を円滑に加工可能になる（この理論はノウハウ的なものがあり、ここでは省略する）。

また、請求項３及び４のねじ加工方法によれば、傾斜面形状部を形成することによりＲねじ溝のエッジの面取り加工が円滑に行われる。

以下、本発明のＮＣ機械により切削工具を回転移動して部材のねじ溝を加工するねじ溝加工方法の実施の形態を図面を参照して詳述する。なお、この実施例ではＮＣ機械としてマシニングセンタを採用した場合について説明するが、これに限定するものではない。
図１はマシニングセンタの主要部を模式的に表示したものである。本実施例ではマシニングセンタは縦型のものであり、縦軸がＺ軸であり、テーブル５の水平面がＸ，Ｙ軸になる。雌ねじ部材１００はテーブル５上に直立して固定される。なお、マシニングセンタとしては縦型のものに限定するものではない。テーブル５の上方には主軸頭４が配置される。勿論この主軸頭４はＺ軸まわりに回転駆動されると共にＺ，Ｘ，Ｙ軸に沿って自動制御されるものからなる。

主軸頭４には切削工具３を把持するホルダ６が装着される。勿論このホルダ６は主軸頭４に着脱自在のものからなる。切削工具３の先端には特殊な形状の刃部２が着脱可能に固着される。

雌ねじ部材１００のＲねじ溝１の加工は図１に示すように切削工具３の刃部２を雌ねじ部材１００のねじ加工孔７に挿入し、切削工具３を軸回転させながら刃部２をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動することにより行われる。なお、マシニングセンタは中ぐり加工機として剛性を有するものであり、この切削工具３によるＲねじ溝１の加工は短時間に、かつ高精度で行われる。

図２は、切削工具３の刃部２の詳細構造を示すものである。この詳しい内容についてはノウハウ的なものであり、ここでは開示しない。
刃部２の概要構造としては図示のように先端の略Ｒ形状部２ａとこれに接して上方の拡寸方向に向かってテーパ状に広がる傾斜面形状部２ｂからなる。この略Ｒ形状部２ａはＲねじ溝１のＲ寸法よりも小径であり、略半円のものからなり複数のＲの連接したものからなるが、詳細の説明はノウハウ的なものであり省略する。また、傾斜面形状部２ｂはＲねじ溝１を面取りするものである。なお、図１では刃部２は片側に突出したものからなるが両側に突出したものや全体が円弧状のものも適用される（詳細説明を省略する）。また、面取不要の部材は図２において点線で示すように傾斜面形状部２ｂをなくしてストレートのものも採用可能である。

前記のように、図１に示した状態で切削工具３を軸回転しＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動させることによって雌ねじ部材１００に所望のＲねじ溝１を高精度に形成することができる。また、加工時間も従来に較べて短縮することができる（実証済）。

本発明は、以上の説明の如きものであるが、その内容に限定するものではなく、同一技術的範疇のものが適用されることは勿論である。

本発明のＮＣ機械により切削工具を回転移動して部材のＲねじ溝を加工するねじ溝加工方法は、以上の説明による雌ねじ部材にのみ適用されるものではなく、各種形状のねじ溝加工に適用されるものであり、その利用範囲は広い。

本発明の雌ねじ部材のマシニングセンタによる切削加工方法の一例を示す模式図。本発明の雌ねじ部材のマシニングセンタによる切削加工方法に使用される切削工具の刃部の形状を示す部分拡大断面図。本発明の雌ねじ部材のマシニングセンタによる切削加工方法が適用される雌ねじ部材の一例を示す軸断面図。一般的なねじ加工のフローを示すフローチャート。従来の旋盤によるねじ溝加工の一例を示す模式図。

符号の説明

１Ｒねじ溝
２刃部
２ａ略Ｒ形状部
２ｂ傾斜面形状部
３切削工具
４主軸頭
５テーブル
６ホルダ
７加工孔
１００雌ねじ部材

Claims

ねじリードの大きなＲねじ溝を有する部材の荒加工方法であって、該方法は、前記部材の軸線方向と一致するＺ軸と該Ｚ軸と直交するＸ軸及びＹ軸とを同時に自動制御し、前記Ｚ軸に沿って固持されている切削工具を回転移動して静止状態に保持されている前記部材の前記Ｒねじ溝を切削加工することを特徴とするＮＣ機械により切削工具を回転移動して部材のねじ溝を加工するねじ溝加工方法。
前記切削工具の刃部が、複数のＲ半径の弧状面を連接した略Ｒ形状部を先端側に形成するものからなることを特徴とする請求項１に記載のＮＣ機械により切削工具を回転移動して部材のねじ溝を加工するねじ溝加工方法。
前記切削工具が、前記Ｒねじ溝のコーナ部の面取りのために前記略Ｒ形状部の基端側に連接する傾斜面形状部を有するものからなることを特徴とする請求項２に記載のＮＣ機械により切削工具を回転移動して部材のねじ溝を加工するねじ溝加工方法。
前記傾斜面形状部が、前記略Ｒ形状部の基端側から拡寸方向に傾斜するものからなることを特徴とする請求項３に記載のＮＣ機械により切削工具を回転移動して部材のねじ溝を加工するねじ溝加工方法。