JP2023519004A - 工作物におけるタップ孔の加工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
3 孔底
5 工作物
7 ねじザグリ
8 面取
9 内ねじ
13 環状の逃げ溝
14 ドリルランド
15 クランプシャンク
17 タップ本体
14、16 ドリルランド
S1、S2 孔あけ切刃
23 切り屑空間
25 縦切刃
29 横切刃
30 端部逃げ面
33 切刃コーナ
35 周辺ドリルランド逃げ面
37 ガイドチャンファ
38 回転方向
39 工具ねじ生成部
40、41、42 ねじ生成部の切削歯
43 代替歯
44 支持ウェブ
45 孔あけ切刃の円形経路
47 ねじ生成部39の包絡線
49 工具クリアランス
51 下孔
53 円形経路
tB 目標孔深さ
dK 下孔の直径
u 工具周方向
α 刃先どうしの角度
A 孔軸心
W 工具軸心
B 孔あけストローク
G ねじ加工ストローク
F 自由切削ストローク
V1、V2 オフセットストローク
Δr1、Δr2 径方向変位量
ΔH 高さオフセット
H1、H2 高さ位置
β1、β2 先端角
vf 送り
tG 有効ねじ深さ
Claims (19)
- 回転するタッピング工具を工作物(5)に目標孔深さ(tB)まで孔あけ方向に駆動する孔あけストローク(B)を有する、タッピング工具による工作物へのタップ孔(1)の加工であり、
ねじなし下孔(51)を形成し、
ねじ送り(vf)およびねじ回転速度(n)と同期してタッピング工具が下孔(51)に内ねじ(9)を形成するねじ加工ストローク(G)を有する前記加工方法において、
ねじ加工ストローク(G)を準備するために、孔あけストローク(B)の後に反転ストローク(R1)を行い、この反転ストローク(R1)中に、タッピング工具がオフセットストローク(V1)で径方向に変位(Δr1)する程度に、孔あけ方向とは反対の反転方向に前記タッピング工具を下孔(51)から案内し、
オフセットストローク(V1)において前記タッピング工具を径方向に変位(Δr1)させ、
ねじ加工ストローク(G)において、径方向に変位して回転するタッピング工具を、孔中心(A)を中心とする円形経路(53)に沿って円形回転運動するように案内し、
ねじ加工ストローク(G)において、工具の回転と工具の円運動とを、同じ回転方向と同じ速度で行うことを特徴とする工作物におけるタップ孔の加工方法。 - ねじ加工ストローク(G)と孔あけストローク(B)とが同一のストローク方向を有するようにし、および/または、
ねじ加工ストローク(G)において、タッピング工具のねじ生成部(39)にて有効ねじ深さ(tG)まで内ねじ(9)を形成し、および
特に、有効ねじ深さ(tG)に達したときに、ねじ加工ストローク(G)を自由切削ストローク(F)に延長し、この自由切削ストローク(F)において、送り(vf)およびタッピング工具の回転速度(n)をもはや互いに同期させず、特に、内ねじ(9)に連続する、ねじピッチを持たない周方向の環状の逃げ溝(13)を生成することを特徴とする請求項1記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。 - 自由切削ストローク(F)を行った後に、反転ストローク(R2)の準備として、第2のオフセットストローク(V2)を行い、その際に、タッピング工具を、内ねじ(9)からまたは逃げ溝(13)から径方向変位量(Δr2)だけ自由に移動させ、それによって、反転ストローク(R2)において、タッピング工具を、負荷なしに、すなわち、ねじ合わせまたは切り屑の噛み込みなしに、工作物のタップ孔(1)から取り出し可能とすることを特徴とする請求項1または2記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。
- 孔あけストローク(B)において、タッピング工具の孔あけ切刃(S1、S2)を工作物(5)に噛み込ませるとともに、ねじ生成部(39)を無負荷で移送させ、および/または、ねじ加工ストローク(G)において、ねじ生成部(39)を下孔内壁と形成噛み合わせおよび/または切断噛み合わせさせるとともに、孔あけ切刃(S1、S2)を無負荷で移送させることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。
- 孔あけストローク(B)において、工具軸心(W)と孔軸心(A)とを互いに同軸とすること、および/または、ねじ加工ストローク(G)において、工具軸心(W)と孔軸心(A)とを互いに軸平行、すなわち径方向変位量(Δr1)に相当する軸方向距離を有するようにすることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。
- タッピング工具の孔あけ切刃(S1、S2)が、工具周方向(u)に刃先どうしの角度(α)だけ互いに離間した、少なくとも第1切刃(S1)と第2切刃(S2)とを有するようにし、
ねじ加工ストローク(G)において、2つの孔あけ切刃(S1、S2)を、負荷なく、かつ生成された内ねじ(9)との噛み合いを外れて、工作物のタップ孔(1)に導入できるように、刃先どうしの角度(α)を寸法設定することを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。 - 工具ねじ生成部(39)を、2つの孔あけ切刃(S1、S2)がまたがる回転角度範囲(α)よりも、工具周方向(u)における外側に配置することを特徴とする請求項6記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。
- 第1および第2の孔あけ切刃(S1、S2)を、工具回転中において、工具切径(dK)を有する共通のドリル刃の円形経路(45)上に沿って移動させ、特に孔あけストローク(B)において、工具ねじ生成部(39)を、下孔径(dVB)よりも小さい外径で移動させることを特徴とする請求項6または7記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。
- 工具ねじ生成部(39)が、少なくとも1つの、特にいくつかの、切削歯(40、41、42)を有し、および/または、
各切削歯(40、41、42)がそれぞれの歯の輪郭を形成する直径上に配置され、それらの差は、連続する2つのねじ切削歯の間の許容公差を表し、および/または、
回転方向(38)に沿った最後の切削歯(42)として遅れて加工する切削歯が、先行する切削歯(41、42)よりも歯形径が大きい仕上げ歯であり、および/または、
切削歯(40、41、42)が包絡線(図4;47)上に存在することを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。 - ねじ生成部の切削歯(40、41、42)の切削形状が、タッピング動作中に切削歯(40、41、42)が下孔の壁の材料に引き込まれるような形状であって、この形状によって、タッピング工具が横方向のたわみ力を受け、
前記たわみ力を補償するために、工具ねじ生成部(39)が少なくとも1つの支持ウェブ(44)を備え、前記支持ウェブ(44)は、ねじ形成中にその外径部が下孔径(dVB)上にほぼ位置して、ねじ形成中に下孔の壁に対して支持されることを特徴とする請求項9記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。 - 軸心方向から見て、切削歯(40、41、42)の両側に少なくとも1つの支持ウェブ(44)が形成されていることを特徴とする請求項10記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。
- 第1および第2の孔あけ切刃(S1、S2)が、工具の軸心方向において異なる高さ位置(H1、H2)に、すなわち、互いに軸心方向の高さオフセット(ΔH)を有して配置され、
特に、孔あけ切刃(S1、S2)1個あたりの刃先荷重が孔あけストローク(B)においてほぼ等しくなるように、孔あけ切刃(S1、S2)間の軸心方向の高さオフセット(ΔH)が寸法設定されていることを特徴とする請求項6から11までのいずれか1項記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。 - 各孔あけ切刃(S1、S2)が、工具先端部に形成された少なくとも1つの端面横方向の切刃(29)を有し、特に、両孔あけ切刃(S1、S2)の横切刃(29)が、工具軸心方向に高さオフセット(ΔH)だけ相対的に高さがずれていることを特徴とする請求項6から12までのいずれか1項記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。
- 各孔あけ切刃(S1、S2)の横切刃(29)が、径方向外側の切刃コーナ(33)で縦切刃(図14:27)に合流し、
前記孔あけ切刃(S1、S2)が、タッピング工具の長手方向に延びるドリルランド(14)にそれぞれ形成されており、
ドリルランド(14)が切り屑空間(23)を介して工具周方向(u)に互いに距離をおいており、および/または、
切り屑空間(23)を境界とするすくい面が、縦切刃(27)において周辺ドリルランド逃げ面(35)に合流し、および/または、
ガイドチャンファ(37)が、周辺ドリルランド逃げ面(35)のそれぞれから突出しており、および/または、
工具ねじ生成部(39)は、周方向のドリルランド逃げ面(35)に形成されていることを特徴とする請求項13記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。 - 各孔あけ切刃(S1、S2)の横切刃(29)が、工具軸心(W)に対して先端角(β1、β2)を形成しており、
孔あけ切刃(S1、S2)の先端角(β1、β2)は、互いに等しいか、または
孔あけ切刃(S1、S2)の先端角(β1、β2)が互いに異なることにより、工具周面すなわちち孔あけ切刃(S1、S2)の切刃コーナ(33)における軸心方向高さのオフセット(ΔH)、つまり孔あけ切刃(S1、S2)についての異なる高さ位置(H1、H2)が生じていることを特徴とする請求項14記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。 - 工具先端において、切り屑空間(23)を囲むすくい面が、端部の横切刃(29)において、工具軸心(W)の方向に傾斜する端部逃げ面(30)に合流していることを特徴とする請求項15記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。
- ねじ孔を形成するための工程をCNC制御によって行うことを特徴とする請求項1から16までのいずれか1項記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。
- タップ孔を加工するためのいくつかの工程を、工具を機械的に制御することができるホルダによって実施し、
特に、タッピング工具の回転方向の反転を、ねじ加工ストローク(G)の前に、たとえば第1反転ストローク(R1)の間に行い、
特に、回転方向の反転を、径方向変位(△r1)を行うための信号として使用することを特徴とする請求項1から16までのいずれか1項記載の工作物におけるタップ孔の加工方法。 - 請求項1から18までのいずれか1項記載の工作物におけるタップ孔の加工方法を実施するためのタッピング工具。
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