JP5720080B2

JP5720080B2 - ねじ切り用切削工具

Info

Publication number: JP5720080B2
Application number: JP2011229447A
Authority: JP
Inventors: 周子小島; 光英岡野; 禮三村上
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: MX2014003989A; EP2769795A1; BR112014007446A2; US20140248968A1; CN103889629A; JP2013086209A; CN103889629B; EP2769795A4; WO2013058110A1; RU2014115727A; MX350624B; AR088473A1

Description

この発明は、チェザーと称されるねじ切り用切削工具、詳しくは、単一の工具が仕上げ刃を含む複数の切れ刃を備え、その複数の切れ刃でねじを段階的に切削してねじ山を生じさせる切削工具に関する。

複数の切れ刃を備えたねじ切り用切削工具の従来例として、例えば、下記特許文献１に開示されたものがある。

同文献のねじ切りカッタは、ねじ切り用の粗刃チップと仕上げチップ（この発明で言うねじ切り用切削工具）に複数の切れ刃を工具軸方向に等間隔で並列配置となるように設置している（同文献の第７図参照）。複数の切れ刃の設置間隔は、加工するねじのピッチと等しい。また、各切れ刃は、その刃の中心線を境にした送り方向前側と送り方向後側の取代（切削代）が等しくなるように、前記中心線を基準にして左右対称形状にしている（同文献の第８図参照）。

なお、ここで言う工具軸方向は、ねじを切るときに工具とねじ切り対象のワークを相対移動させる方向である。

特公平７−９０４２１号公報

前記特許文献１に開示されたねじ切りカッタは、複数の切れ刃の設置間隔を全て加工するねじのピッチと同一にし、なおかつ、各切れ刃を中心対称形状にしているため、各切れ刃によって生成される切屑が全てカッタの中心側に向けて流れる。

そのために、特に、ワークの内径面に雌ねじを加工するときに切屑の排出性が問題になることがある。油井管のような特殊な材質のワークを加工するときには、分断され難い切屑が発生することから、切屑がカッタの中心側に向けて流れ続ける構造であると、流出した切屑がワークの内径面に衝突し易くなり、その衝突によって加工面の品質が低下する。

この発明は、かかる問題を解決するために、切屑の流れに方向性が付与されるようにすること、具体的には切屑が工具軸方向に誘導されるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、並列配置の複数の切れ刃を備え、その複数の切れ刃でねじを段階的に切削してねじ山を生じさせるねじ切り用切削工具を改善の対象にして、その工具の仕上げ刃と仕上げ刃のひとつ手前の切れ刃を除く切れ刃の全てを、工具の送り方向側（被削材に対して工具が喰いつく側）又は反送り方向側（送り方向とは反対側）に偏在させた。ここで言う送り方向は被削材に対して工具を送り込む方向である。

また、切れ刃を偏在させる方向は、送り方向であってもよいが、反送り方向に偏在させた方が好ましい。

複数の切れ刃をそれぞれの切れ刃の偏在量を異ならせて偏在させたり、少なくともひとつの切れ刃の偏在量を他の切れ刃の偏在量と異ならせたりするのも有効である。

なお、仕上げ刃又は終段の２刃を除く切れ刃のうち、一部の切れ刃のみを偏在させるときには、できるだけ偏在方向前方の切れ刃を偏在させるのがよい。例えば、仕上げ刃のある反送り方向側に偏在させるときには仕上げ刃に近い切れ刃を偏在させると好結果が期待できる。

この発明のねじ切り用切削工具は、仕上げ刃を除く切れ刃の中の少なくともひとつが特定の方向に偏在しており、その偏在した切れ刃によって生成される切屑が偏在方向と反対側に流れ出す。

このときの流出方向は工具軸方向であり、このために、ワークの内径面に雌ねじを加工するときにもワーク内径面に対する切屑の衝突が起こり難く、衝突に起因した加工面の品質低下が抑制される。

なお、上記において好ましいとした構成の作用、効果は後述する。

この発明のねじ切り用切削工具の第１形態の正面図図１のねじ切り用切削工具の左側面図図１のIII−III線に沿った位置の拡大断面図図１のねじ切り用切削工具の刃先の拡大正面図図１のねじ切り用切削工具の各切れ刃の切削負担域（取代）を示す図この発明のねじ切り用切削工具の第２形態の正面図図６のねじ切り用切削工具の刃先の拡大正面図図６のねじ切り用切削工具の各切れ刃の切削負担域（取代）を示す図

以下、添付図面の図１〜図８に基づいて、この発明のねじ切り用切削工具の実施の形態を説明する。

図１〜図５に示す第１形態のねじ切り用切削工具１は、図４に２点鎖線で示した台形ねじ（油井管用管継手のテーパねじ）１１を加工するものであって、第１〜第５までの５つの切れ刃３_−１〜３_−５を有する。第１切れ刃３_−１は、ワークＷに最初に喰いつく刃である。この第１切れ刃３_−１から第２切れ刃３_−２、第３切れ刃３_−３、第４切れ刃３_−４までがねじの粗加工を行い、第５切れ刃３_−５がねじの溝と山を仕上げる。

工具の基部２には、ブレーカ溝４が形成されており、すくい面５と逃げ面６の交差した位置の稜線が切れ刃３となっている。その切れ刃３には、必要に応じて刃先の強化処理が施される。ブレーカ溝４を省いて別部品のブレーカピース（図示せず）と組み合わせて使用する工具にしてもよい。

第５切れ刃３_−５を除く他の切れ刃のうち、第１切れ刃３_−１〜第３切れ刃３_−３までの各切れ刃は、第５切れ刃３_−５のある側に偏らせている。第４切れ刃３_−４も同じ方向に偏らせることができるが、仕上げ刃（ここでは第５切れ刃３_−５）のひとつ手前の切れ刃を偏在していない刃にすると仕上げ刃の各部の取代が平均化されて好ましい。

仕上げ刃は、耐久性と仕上げ精度を考えると他の刃に比べて切削負担が小さくて各部が平均的切削を行うものが好ましく、例示の工具は、第４切れ刃３_−４を偏在していない刃にすることでその要求を満たしている。

図５のＳ１〜Ｓ５は、第１切れ刃３_−１〜第５切れ刃３_−５の取代を表している。この図５から判るように、第１切れ刃３_−１〜第３切れ刃３_−３は、それぞれの取代が平均化される刃型にしているが、これ等の切れ刃の径方向切り込み量や軸方向偏在量は異ならせてもよい。第３切れ刃３_−３の左端のエッジ（第５切れ刃３_−５側のエッジ）と第２切れ刃３_−２の左端のエッジが重なる位置に配置されることも必須の要件ではない。

なお、図４に示すように、第１〜第３切れ刃３_−１〜３_−３を、第５切れ刃３_−５側に偏在させると、第１〜第３切れ刃３_−１〜３_−３によって生成される切屑は、図４の矢印方向（工具の送り方向）に流れる。その流出方向は仕上げ刃の無い側であるので、仕上げられたねじが切屑によって傷つけられる問題が発生し難い。

この構造の場合、今、第３切れ刃３_−３のみを第５切れ刃３_−５側に偏在させたとすると、その第３切れ刃３_−３によって生成された切屑が第２切れ刃３_−２と第１切れ刃３_−１によって生成された切屑を引き連れて図４の矢印方向に流出しようとする。その誘導作用が得られるため、偏在させる切れ刃が１刃のみの場合にも、発明の効果を期待できる。

特定の方向に偏在させる切れ刃の偏在量は同一であってもよいが、その偏在量を異ならせると、偏在量の異なった切れ刃によって厚みの異なる切屑が生成される。そのために、切屑の流出方向に若干のずれが生じ、切屑の相互干渉が起こり難くなる。この効果は、ひとつの切れ刃の偏在量が異なる場合にも期待できる。

図６〜図８は、第２形態のねじ切り用切削工具である。この第２形態は、図７に２点鎖線で示した三角ねじ１２を加工するものであって、第１〜第７までの７つの切れ刃３_−１〜３_−７を有する。第１切れ刃３_−１は、ワークＷに最初に喰いつく刃である。この第１切れ刃３_−１から第２切れ刃３_−２、第３切れ刃３_−３、第４切れ刃３_−４、第５切れ刃３_−５、第６切れ刃３_−６までがねじの粗加工を行い、第７切れ刃３_−７がねじの溝と山を仕上げる。

工具の基部２は、チップブレーカの無い構造にしている。この構造でも、必要があれば、別部品のブレーカピースと組み合わせて切屑の処理機能を付与することができるが、第１形態と同様、チップブレーカのある基部２を用いてもよい。

この第２形態の切削工具１は、第７切れ刃３_−７を除く他の切れ刃のうち、第１切れ刃３_−１〜第５切れ刃３_−５までの各切れ刃を、第７切れ刃３_−７のある側に偏らせている。第６切れ刃３_−６も同じ方向に偏らせることができるが、第１形態と同じ理由から第６切れ刃３_−６は偏在していない刃にするのがよい。

仕上げ刃は、先に述べた通り、切削負担が小さくて各部が平均的切削を行うものが好ましく、第２形態の工具も、第６切れ刃３_−６を偏在していない刃にすることでその要求を満たしている。

なお、この発明を適用するねじ切り切削用工具の切れ刃数や切れ刃形状は特に限定されない。また、第１形態で好ましいとした構成は、第２形態にも好ましい構成として採用することができる。また、上述した実施例では、台形ねじや三角ねじを例に挙げて説明したが、バットレスねじ等、その他の形状のねじ切りにも使えることは言うまでもない。

１ねじ切り用切削工具
２基部
３_−１〜３_−７切れ刃
４ブレーカ溝
５すくい面
６逃げ面
１１台形ねじ
１２三角ねじ

Claims

並列配置の複数の切れ刃を備え、その複数の切れ刃でねじを段階的に切削してねじ山を生じさせるねじ切り用切削工具であって、その工具の仕上げ刃と仕上げ刃のひとつ手前の切れ刃を除く切れ刃の全てを、工具の送り方向側又は反送り方向側に偏在させたねじ切り用切削工具。
偏在させる切れ刃の偏在方向を、全て同一方向、かつ、工具の反送り方向とした請求項１に記載のねじ切り用切削工具。
特定方向に偏在した切れ刃が複数存在し、その偏在した切れ刃の中の少なくともひとつの切れ刃の偏在量を他の切れ刃の偏在量と異ならせた請求項１又は請求項２に記載のねじ切り用切削工具。