WO2018134924A1 - ねじ切りフライス - Google Patents

ねじ切りフライス Download PDF

Info

Publication number
WO2018134924A1
WO2018134924A1 PCT/JP2017/001605 JP2017001605W WO2018134924A1 WO 2018134924 A1 WO2018134924 A1 WO 2018134924A1 JP 2017001605 W JP2017001605 W JP 2017001605W WO 2018134924 A1 WO2018134924 A1 WO 2018134924A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
blade
thread
bottom blade
axis
thread cutting
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/001605
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智紀 依田
Original Assignee
オーエスジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オーエスジー株式会社 filed Critical オーエスジー株式会社
Priority to EP17892514.5A priority Critical patent/EP3520943B1/en
Priority to US16/349,683 priority patent/US11453072B2/en
Priority to PCT/JP2017/001605 priority patent/WO2018134924A1/ja
Priority to JP2018562791A priority patent/JP6692932B2/ja
Priority to CN201780067559.8A priority patent/CN109963678B/zh
Priority to CA3046167A priority patent/CA3046167C/en
Publication of WO2018134924A1 publication Critical patent/WO2018134924A1/ja
Priority to IL266193A priority patent/IL266193A/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G5/00—Thread-cutting tools; Die-heads
    • B23G5/18—Milling cutters
    • B23G5/182—Milling cutters combined with other tools
    • B23G5/184—Milling cutters combined with other tools combined with drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G2200/00—Details of threading tools
    • B23G2200/14—Multifunctional threading tools
    • B23G2200/143—Tools comprising means for drilling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G2210/00—Details of threads produced
    • B23G2210/04—Internal threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G2225/00—Materials of threading tools, workpieces or other structural elements
    • B23G2225/28—Hard metal, i.e. cemented carbides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G5/00—Thread-cutting tools; Die-heads
    • B23G5/20—Thread-cutting tools; Die-heads combined with other tools, e.g. drills

Definitions

  • the present invention relates to a thread milling cutter, and more particularly to a thread milling cutter that performs drilling and threading simultaneously.
  • a thread milling tool as a tool for cutting a female thread on a workpiece.
  • This thread cutting mill is provided with a thread cutting blade on the outer periphery of the tool body, and performs thread cutting by rotating relative to the workpiece while being rotated around an axis by a driving device such as an NC milling machine.
  • Some thread cutting mills are provided with a bottom blade on the tip of the tool body, eliminating the need for pilot hole drilling using a separate tool as a pre-process for thread cutting, and simultaneously performing drilling and thread cutting. (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 there is a problem that the thread cutting mill easily falls down with respect to the central axis of the female screw due to the radial force received from the workpiece, and the tool life of the thread cutting mill is short.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a threading miller that can extend the tool life.
  • the threading mill of the present invention cuts a female screw on the workpiece by being moved relative to the workpiece while being rotated around an axis by a driving device.
  • a bottom blade formed on the first cutting edge, the first cutting edge is connected to the tip side of the thread cutting blade, and an angle formed with a virtual plane perpendicular to the axis is set to 6 ° or less;
  • a second bottom blade connected to the axial center side of the first bottom blade and inclined toward the rear end side of the first bottom blade, and a virtual plane perpendicular to the axial center and the second bottom blade An angle formed is larger than an angle formed between a virtual plane perpendicular to the axis and the first bottom blade. It is constant.
  • the angle formed by the virtual plane perpendicular to the axis of the tool body and the first bottom blade is set to 6 ° or less. For this reason, it is possible to increase the axial tension generated in the thread milling cutter between the workpiece and the driving device. As a result, it is possible to prevent the thread cutting mill from falling over the central axis of the female screw.
  • the angle formed between the virtual plane perpendicular to the axis and the second bottom blade is set larger than the angle formed between the virtual plane perpendicular to the axis and the first bottom blade. Therefore, the cutting resistance between the second bottom blade and the workpiece can be reduced as compared with the cutting resistance between the first bottom blade and the workpiece. Therefore, there is an effect that it is possible to prolong the tool life of the thread cutting mill by reducing the cutting resistance by the second bottom blade and making the thread cutting mill difficult to fall by the first bottom blade.
  • the diameter centering on the axis at the boundary between the threading blade and the first bottom blade is not less than the valley diameter between the threads.
  • the strong axial force generated in the thread milling cutter between the first bottom blade and the drive device is such that the boundary between the thread cutting blade and the first bottom blade is located on the inner side in the axial direction from the valley bottom between the threads. Compared with the case, it can be located on the axially outer side.
  • the thread cutting mill can be more easily tilted with respect to the central axis of the female thread, so that in addition to the effect of the first aspect, the tool life of the thread cutting mill can be further increased.
  • the axial direction dimension of the first bottom blade is set to 10% or less with respect to the valley diameter between the screw threads.
  • the angle formed by the first bottom blade and the virtual plane perpendicular to the axis is set to be larger than 0 °.
  • FIG. 1 It is a front view of the thread cutting mill in one embodiment of the present invention. It is an enlarged view of the thread cutting milling which expanded the II part of FIG. It is a bottom view of a thread cutting mill. It is typical explanatory drawing of the cutting process using a thread cutting mill.
  • FIG. 1 is a front view of a thread milling cutter according to an embodiment of the present invention.
  • a thread milling cutter 1 has a female thread 4 (see FIG. 4) applied to a workpiece W (see FIG. 4) by a rotational force transmitted from a driving device 2 (see FIG. 4) such as an NC milling machine or a machining center. ) Is a tool for cutting.
  • the thread cutting mill 1 is made of a cemented carbide obtained by pressure-sintering tungsten carbide or the like.
  • the thread milling cutter 1 is not limited to a cemented carbide alloy.
  • the thread milling cutter 1 may be composed of a high-speed tool steel.
  • the thread cutting mill 1 includes a cylindrical tool body 10 centering on an axis C1, and a first blade portion 20 and a second blade portion 30 for cutting the workpiece W.
  • the tool body 10 is provided with a shank 11 provided on the rear end side (upper side in FIG. 1) in the direction of the axis C1 and on the front end side (lower side in FIG. 1) of the tool body 10 in the direction of the axis C1.
  • the shank 11 is a part held by the driving device 2.
  • the thread cutting miller 1 cuts the female thread 4 on the workpiece W by the driving force transmitted from the driving device 2 held via the shank 11.
  • the driving force from the driving device 2 rotates the threading milling cutter 1 around the axis C1 and helically feeds the threading milling cutter 1 to move the threading milling cutter 1 relative to the workpiece W.
  • the helical feed is to lead-feed the thread cutting miller 1 in the direction of the axis C1 while revolving the thread cutting miller 1 with respect to the central axis C2 of the female screw 4 to be formed.
  • the shank 11 is formed in a cylindrical shape having a constant outer diameter along the axis C1.
  • the shank 11 is not limited to having a constant outer diameter along the axis C1, and for example, the shank 11 is formed in a tapered shape in which the outer diameter is reduced from the front end side to the rear end side of the tool body 10. You may do it.
  • the body 12 is a part where the first blade part 20 and the second blade part 30 are provided.
  • the body 12 is formed in a cylindrical shape having a constant outer diameter along the axis C1, and a plurality of groove portions 13 and 14 are formed by cutting out a part thereof (see FIG. 3 for the groove portion 14).
  • the outer diameter of the body 12 is set smaller than the outer diameter of the shank 11.
  • the groove portions 13 and 14 are grooves for discharging chips generated by cutting the workpiece W by the first blade portion 20 and the second blade portion 30.
  • the groove 13 is provided on the outer peripheral surface of the body 12.
  • the groove portion 14 is provided on the front end surface of the body 12.
  • the 1st blade part 20 and the 2nd blade part 30 become a shape divided
  • FIG. 2 is an enlarged view of the thread cutting mill 1 in which the portion II in FIG. 1 is enlarged.
  • FIG. 3 is a bottom view of the thread milling cutter 1.
  • the 1st blade part 20 is a site
  • the first blade portion 20 includes a plurality of thread portions protruding from the outer periphery of the tool body 10 to the outside in the axial direction.
  • the plurality of screw thread portions are formed from the front end of the outer periphery of the tool body 10 toward the rear end side.
  • one thread on the most distal end side of the tool body 10 is the tip thread portion 21, and two threads other than the tip thread portion 21 are the rear end thread portion 26.
  • the tip screw thread portion 21 includes a tip rake face 22, a tip flank face 23, and a tip rake face 22 formed on the rake line of the tip rake face 22 and the tip flank face 23.
  • the rear end thread portion 26 includes a rear end rake face 27, a rear end flank face 28, and a rear end blade 29 formed on the ridgeline of the rear end rake face 27 and the rear end flank face 28.
  • the leading edge rake face 22 and the trailing edge rake face 27 are parts for generating and discharging chips when the workpiece W is cut by the leading edge 24 and the trailing edge 29, respectively.
  • the leading edge rake face 22 and the trailing edge rake face 27 are surfaces on the front side in the cutting rotation direction of the outer surfaces of the leading edge thread part 21 and the trailing edge thread part 26, respectively.
  • the front flank 23 and the rear flank 28 are portions for reducing the contact area between the first blade portion 20 and the workpiece W when the workpiece W is cut by the front edge 24 and the rear edge 29, respectively. It is.
  • the front flank 23 and the rear flank 28 are outer peripheral surfaces of the outer surfaces of the front thread 21 and the rear thread 26, respectively.
  • the leading edge 24 and the trailing edge 29 are thread-like portions that cut into the workpiece W by cutting into the workpiece W.
  • the tip blade 24 includes a peak 24a, a flank 24b continuous to the tip side (second blade part 30 side) of the peak 24a, and a flank 24c connected to the rear end side (shank 11 side) of the peak 24a.
  • the rear end blade 29 includes a peak 29a, a flank 29b connected to the tip end side of the peak 29a, and a flank 29c connected to the rear end side of the peak 29a.
  • a ridge line connecting the flank 24c and the flank 29b in the axial direction between the flank 29c of the rear end blade 29 of the front end side and the flank 29b of the rear end blade 29 of the rear end side of the two rear end blades 29 is a valley bottom. 20a.
  • the valley bottom 20 a is a valley bottom between a plurality of screw threads formed by the front edge 24 and the rear edge 29.
  • the leading edge blade 24, the trailing edge blade 29, and the valley bottom 20a are thread cutting blades for threading the female thread 4 (see FIG. 4) to the workpiece W.
  • the height from the valley bottom 20 a to the peak 24 a of the leading edge 24 is set to be smaller than the height from the valley 20 a to the peak 29 a of the trailing edge 29.
  • the thread cutting mill 1 having the thread cutting blades 20a, 24, 29 set in this manner is helically fed to cut the female thread 4 on the workpiece W.
  • the workpiece W is roughly cut with the leading edge 24, and then the part that has not been cut with the leading edge 24 is finish-cut with the trailing edge 29 to thread the workpiece W.
  • the leading edge 24 is roughly cut and the trailing edge 29 is finish-cut, the load on the trailing edge 29 can be reduced.
  • the wear of the rear end blade 29 can be suppressed, the cutting accuracy by the thread cutting blades 20a, 24, 29 can be improved.
  • the second blade part 30 is a part for cutting a prepared hole corresponding to the inner diameter of the female screw 4.
  • the second blade portion 30 is provided on the tip surface of the tool body 10, that is, the bottom surface of the tool body 10.
  • the second blade portion 30 includes a bottom rake surface 31, a bottom flank surface 32, and a bottom blade 33 formed on the ridgeline of the bottom rake surface 31 and the bottom flank surface 32.
  • the bottom rake face 31 is a part for generating and discharging chips when the workpiece W is cut by the bottom blade 33.
  • the bottom rake surface 31 is a surface facing the front side in the cutting rotation direction among the outer surfaces of the second blade portion 30.
  • the bottom relief surface 32 is a portion for reducing the contact area between the second blade portion 30 and the workpiece W when the workpiece W is cut by the bottom blade 33.
  • the bottom relief surface 32 is a part of the tip surface of the tool body 10.
  • the bottom blade 33 is a part that cuts into the workpiece W by cutting into the workpiece W.
  • the bottom blade 33 is formed rotationally symmetrical around the axis C1.
  • the bottom blade 33 includes a first bottom blade 34 that is continuous with the flank 24b on the front end side of the front end blade 24, and a second bottom blade 35 that is continuous with the axis C1 side of the first bottom blade 34.
  • the angle ⁇ 1 formed by the first bottom blade 34 and the virtual plane P perpendicular to the axis C1 is set to 6 ° or less (0 ° in this embodiment).
  • the angle ⁇ 3 formed by the virtual plane P and the flank 24b is set to 30 ° in the present embodiment.
  • the angle ⁇ 3 is not limited to 30 ° and is set according to the shape of the female screw 4 to be cut.
  • the width d1 (dimension in the direction perpendicular to the axis) of the first bottom blade 34 is set to 10% or less of the diameter (hereinafter referred to as “valley diameter”) d2 around the axis C1 in the valley bottom 20a.
  • the ratio of the width d1 to the valley diameter d2 is set to 6%.
  • the diameter d3 centering on the axis C1 at the boundary B between the first bottom blade 34 and the flank 24b is set to be equal to or larger than the valley diameter d2 of the valley bottom 20a.
  • the valley diameter d2 and the diameter d3 are set to be the same.
  • the second bottom blade 35 is a part that reduces the cutting resistance of the bottom blade 33.
  • the second bottom blade 35 is inclined more toward the rear end side of the tool body 10 than the first bottom blade 34.
  • An angle ⁇ 2 formed by the second bottom blade 35 and the virtual plane P is set to be larger than the angle ⁇ 1. In the present embodiment, the angle ⁇ 2 is set to 10 °.
  • FIG. 4 is a schematic explanatory view of cutting using the thread milling cutter 1.
  • the first bottom blade 34 is not provided in the present embodiment, and the flank 41 in which the flank 24 b of the tip blade 24 extends downward, and the second bottom blade 42 in which the second bottom blade 35 extends downward. Is shown by a two-dot chain line in the prior art (for example, Patent Document 1).
  • the workpiece W is fixed to a fixing device (not shown), and the shank 11 of the thread milling cutter 1 is attached to the driving device 2. Then, the driving device 2 helically feeds the threading milling cutter 1 around the axis C1 to cut the pilot hole in the workpiece W by the bottom blade 33, and the inner peripheral surface of the pilot hole is changed. It is threaded by the thread cutting blades 20a, 24, 29. Thereby, the internal thread 4 is formed on the workpiece W.
  • the intersection 43 first comes into contact with the workpiece W.
  • the vicinity of the tapered intersection 43 defined by the angle ⁇ 3 formed by the virtual plane P perpendicular to the axis C1 and the flank 24b, 41 and the angle ⁇ 2 formed by the virtual plane P and the second bottom blades 35, 42 is durable. The properties are relatively low and wear easily.
  • the thread milling cutter 1 of the present embodiment when the workpiece W starts to be cut, the shape of the first contact portion is formed by the virtual plane P and the first bottom blade 34 whose angle is smaller than the angle ⁇ 2. It is defined by the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 or the angle ⁇ 2. Therefore, the thread cutting mill 1 can make the bottom blade 33 more durable than the thread cutting mill 40 and can be less likely to be worn. In particular, as the angle ⁇ 1 is closer to 0 °, when the workpiece W is started to be cut by the thread milling cutter 1, the entire first bottom blade 34 comes into contact with the workpiece W almost once. The second bottom blade 35 can be made harder to wear.
  • the bottom blade 33 is in contact with the workpiece W to cut the prepared hole. Further, since the bottom blade 33 is formed rotationally symmetrically around the axis C1, the axial force that the bottom blade 33 receives from the workpiece W cancels each other.
  • the thread cutting blades 20a, 24, 29 are threaded with part of the circumferential direction coming into contact with the workpiece W. That is, the thread cutting blades 20a, 24, and 29 are not in contact with the workpiece W on the opposite side of the axis C1 from the portion in contact with the workpiece W.
  • the flank 24b of the tip blade 24 receives a force F2 from the workpiece W in a direction perpendicular to the flank 24b.
  • the axial direction component F2b of the force F2 contributes to the falling of the thread milling cutter 1.
  • the thread cutting mill 1 held by the driving device 2 via the shank 11 can be pressed against the driving device 2 by the axial component F2a of the force F2.
  • the threading milling cutter 1 is stretched between the workpiece W and the driving device 2, and the falling of the threading milling cutter 1 with respect to the central axis C ⁇ b> 2 of the female screw 4 is suppressed.
  • the first bottom blade 34 receives a force F1 in a direction perpendicular to the first bottom blade 34 from the workpiece W.
  • the angle ⁇ 1 formed by the first bottom blade 34 and the virtual plane P is set to 6 ° or less, substantially all of the force F1 is an axial force.
  • the flank 24b can be shortened with respect to a prior art, and force F2 can be made small.
  • the axial direction component F2b of the force F2 can be reduced as compared with the prior art, the thread cutting mill 1 can be more unlikely to fall down.
  • the axial tension generated in the threaded milling cutter 1 can be positioned outward in the axial direction. .
  • the thread cutting mill 1 can be more unlikely to fall down with respect to the central axis C2 of the female screw 4.
  • flank 24b can be shortened as the diameter d3 increases, the axial direction component F2b of the force F2 can be reduced. Thereby, it is possible to make the thread cutting mill 1 more difficult to fall with respect to the central axis C2 of the female screw 4.
  • flank 24b of the tip blade 24 the more concentrated the load on the flank 24b. For this reason, the flank 24b is likely to be worn, and the durability of the tip blade 24 is reduced, so that the tool life of the thread milling cutter 1 may be shortened.
  • the cutting amount of the workpiece W by the flank 24b is reduced.
  • the portion that cannot be cut by the flank 24b is cut instead by the flank 29b on the front end side of the rear end blade 29. Therefore, the load on the trailing edge 29 increases. As a result, the trailing edge 29 is likely to be worn out and the durability of the trailing edge 29 is reduced, which may shorten the tool life of the thread milling cutter 1.
  • the diameter d3 of the boundary B is set to be equal to or larger than the valley diameter d2, so that the axial tensile force generated in the threaded milling cutter 1 is reduced as compared with the case where the diameter d3 is set smaller than the valley diameter d2.
  • the axial direction component F2b of the force F2 can be reduced. Thereby, it is possible to make the thread cutting mill 1 more difficult to fall with respect to the central axis C2 of the female screw 4. As a result, the number of corrections of the thread milling cutter 1 by the driving device 2 can be reduced and the tool life of the thread milling cutter 1 can be extended.
  • the difference between the diameter d3 and the valley diameter d2 is small while the diameter d3 is set to be not less than the valley diameter d2, and it is more preferable that there is no difference.
  • the load concentration on the flank 24b can be reduced, and the amount of cutting of the workpiece W by the flank 24b can be made appropriate.
  • the tool life of the thread cutting mill 1 can be extended by ensuring the durability of the leading edge blade 24 and the trailing edge blade 29 and suppressing the tilting of the thread cutting mill 1, and the number of corrections of the thread cutting mill 1 by the driving device 2 can be increased. Less.
  • the width d1 of the first bottom blade 34 is preferably set to 10% or less of the valley diameter d2 of the valley bottom 20a.
  • the width d1 is larger than 10% of the valley diameter d2, the cutting resistance between the first bottom blade 34 and the workpiece W increases. Therefore, the vibration of the thread cutting mill 1 during cutting increases, and the processing accuracy of the thread cutting mill 1 decreases, and the thread cutting blades 20a, 24, 29 and the bottom blade 33 are worn or broken due to vibration. There is a fear.
  • the width d1 is set to 10% or less of the valley diameter d2
  • the cutting resistance between the first bottom blade 34 and the workpiece W can be sufficiently reduced.
  • the second bottom blade 35 is inclined toward the rear end side with respect to the first bottom blade 34, and the angle ⁇ 2 formed between the virtual plane P and the second bottom blade 35 rather than the angle ⁇ 1 formed between the virtual plane P and the first bottom blade 34. Is set larger. Therefore, the cutting resistance between the bottom blade 33 and the workpiece W can be reduced as compared with the case where there is no second bottom blade 35 and all the bottom blades 33 are the first bottom blades 34. As a result, it is possible to extend the tool life of the thread cutting mill 1 by ensuring wear and breakage of the thread cutting blades 20a, 24, 29 and the bottom blade 33 while ensuring the processing accuracy by the thread cutting mill 1.
  • Example 1 having the first bottom blade 34 and a comparative example having no first bottom blade 34 will be compared.
  • the angle ⁇ 1 is 0 ° to + 1 °
  • the width d1 is 0.19 mm
  • the valley diameter d2 is 3.17 mm, that is, the ratio d1 / d2 of the width d1 to the valley diameter d2 is 6% (error ⁇ 0.4%) is used.
  • “+” of the angle ⁇ 1 indicates a case where the first bottom blade 34 is inclined toward the rear end side toward the axis C1 side.
  • the error of the width d1 was set to be ⁇ 0.02 mm, and the error of the width d1 was similarly set in all the examples.
  • the error of the ratio d1 / d2 was set to ⁇ 0.4% common to all the examples.
  • the comparative example is configured in the same manner as in Example 1 except that a conventional threading milling cutter 40 having no first bottom blade 34 is used.
  • the vertical diameter of the vertical machining center (drive device 2) is M5 ⁇ 0.8, the tapping length is 9.6 mm, and the JIS standard grade is 6H.
  • SKD11 60HRC
  • an endurance test of the thread cutting mill was performed. More specifically, the tool radius offset was adjusted so that the effective diameter +0.080 step gauge entered 12 turns and the effective diameter +0.100 step gauge entered 12 turns or more, and the durability test was started.
  • the pass-side thread plug gauge hereinafter referred to as “GP gauge”
  • the durability test was stopped, the tool radius was corrected, and the durability test was restarted. The number of passes was one.
  • a water-soluble cutting oil was used as the cutting oil, the cutting speed was 45 m / min, and the feed per tooth was 0.023 mm / t.
  • Table 1 shows the durability test results representing the number of screws processed by this durability test. As shown in Table 1, in Example 1 having the first bottom blade 34, the number of corrections by the drive device 2 can be reduced and the number of female threads processed compared to Comparative Example 1 having no first bottom blade 34. It became clear that the tool life can be extended by increasing
  • Example 2 having different widths d1 are compared.
  • the angle ⁇ 1 is 0 ° to + 1 °
  • the valley diameter d2 is 4.86 mm
  • the width d1 is 0.1 mm, that is, the ratio d1 / d2 of the width d1 to the valley diameter d2 is 2%.
  • the threaded milling machine produced in the above is used.
  • Example 3 is configured in the same manner as Example 2 except that the width d1 is 0.2 mm and the ratio d1 / d2 is 4%.
  • Example 4 is configured in the same manner as Example 2 except that the width d1 is 0.3 mm and the ratio d1 / d2 is 6%.
  • Example 5 is configured in the same manner as Example 2 except that the width d1 is 0.5 mm and the ratio d1 / d2 is 10%.
  • a threading milling durability test was conducted. More specifically, the tool radius offset was adjusted so that the step gauge with an effective diameter +0.080 entered 10 revolutions and the step gauge with an effective diameter +0.100 entered 10 revolutions or more, and the durability test was started. The durability test was stopped when the GP gauge could not enter the female thread, the tool radius was corrected, and the durability test was restarted. The number of passes was one. Also, air was blown without using cutting oil, the cutting speed was 45 m / min, and the feed per tooth was 0.04 mm / t.
  • the number of processing of the female thread in this durability test is 130 in Example 2 where the ratio d1 / d2 is 2%, 145 in Example 3 where the ratio d1 / d2 is 4%, and Example 4 where the ratio d1 / d2 is 6%. 152 in Example 5 with a ratio d1 / d2 of 10%. The number of corrections was all 0.
  • Example 6 the angle ⁇ 1 is 0 ° to + 1 °, the valley diameter d2 is 4.86 mm, the width d1 is 0.3 mm, that is, the ratio d1 / d2 of the width d1 to the valley diameter d2 is 6%.
  • the threaded milling machine produced in the above is used.
  • the width (circumferential dimension) of the groove 14 on the front end surface of the body 12 is made larger than the fourth embodiment, and the distance from the axis C1 to the bottom relief surface 32 is about 1.5 times. Is set.
  • Example 7 is configured in the same manner as Example 6 except that the angle ⁇ 1 is 1 ° to 2 °.
  • Example 8 is configured in the same manner as Example 6 except that the angle ⁇ 1 is 3 ° to 4 °.
  • Example 9 was configured in the same manner as Example 6 except that the angle ⁇ 1 was made to be 5 ° to 6 °.
  • Example 2 the number of corrections is the same in each of Examples 6 to 9, but the peak of Example 7 in which the angle ⁇ 1 is 1 ° to 2 ° is the peak, and the female thread increases as the distance from 1 ° to 2 ° increases. It became clear that the number of processing decreased. This is because as the angle ⁇ 1 approaches 0 °, the axial tensile force generated in the thread cutting mill can be increased, while the cutting between the first bottom blade 34 and the workpiece W when the angle ⁇ 1 is 0 °. This is presumably because the resistance becomes particularly large.
  • the tool life can be further extended by setting the angle ⁇ 1 to 1 ° to 3 °, more preferably the angle ⁇ 1 to 1 ° to 2 °.
  • the rear end thread portion 26 may be one or three or more.
  • the shape of the front thread portion 21 and the rear thread portion 26 may be the same.
  • first blade portion 20 and the second blade portion 30 are each divided into four in the circumferential direction by the plurality of groove portions 13 and 14 has been described, but the present invention is not necessarily limited thereto.
  • the first blade portion 20 and the second blade portion 30 may be divided into two, three, five or more in the circumferential direction by the plurality of groove portions 13 and 14.
  • the case where the first bottom blade 34 is perpendicular to the axis C1 or the case where the first bottom blade 34 is inclined toward the rear end side of the tool body 10 toward the axis C1 side has been described. However, it is not necessarily limited to this. You may make it incline to the front end side of the tool main body 10 as the 1st bottom blade 34 goes to the axial center C1 side. Since the bottom blade 33 is formed rotationally symmetrically about the axis C1, the angle ⁇ 1 is 6 ° or less regardless of whether the angle ⁇ 1 formed by the virtual plane P perpendicular to the axis C1 and the first bottom blade 34 is positive or negative. If there is, the axial tension generated in the thread milling cutter 1 between the workpiece W and the driving device 2 can be increased. As a result, it is possible to make the thread cutting mill 1 difficult to fall with respect to the central axis C2 of the female screw 4.
  • Thread cutting mill 2 Drive apparatus 10 Tool main body 20a Valley bottom (a part of thread cutting blade) 24 Tip blade (part of thread cutting blade, thread) 29 Rear edge blade (part of thread cutting blade, thread) 33 Bottom blade 34 First bottom blade 35 Second bottom blade C Axis center P Virtual plane W Workpiece

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

工具寿命を長くできるねじ切りフライスを提供する。工具本体（１０）の外周の先端側から軸直方向に複数のねじ山が突出してねじ切り刃（２０ａ，２４，２９）が形成される。工具本体の先端面に形成される底刃（３３）は、ねじ切り刃の先端側に連なる第１底刃（３４）と、第１底刃の軸心（Ｃ）側に連なって第１底刃よりも後端側へ傾斜する第２底刃（３５）とを備える。軸心に垂直な仮想平面（Ｐ）と第１底刃とのなす角（θ１）が６°以下に設定される。第２底刃と軸心に垂直な仮想平面とのなす角（θ２）は、第１底刃と軸心に垂直な仮想平面とのなす角よりも大きく設定される。

Description

ねじ切りフライス
　本発明はねじ切りフライスに関し、特に穴あけ加工とねじ切り加工とを同時に行うねじ切りフライスに関するものである。
　従来より、被加工物にめねじを切削加工するための工具としてねじ切りフライスがある。このねじ切りフライスは、工具本体の外周にねじ切り刃が設けられ、ＮＣフライス盤等の駆動装置により軸心まわりに回転されつつ被加工物に対して相対移動させることでねじ切り加工を行う。
　ねじ切りフライスの中には、工具本体の先端面に底刃を設けることで、ねじ切り加工の前工程として別の工具を使って行う下穴加工を不要とし、穴あけ加工とねじ切り加工とを同時に行うものがある（特許文献１）。
特開２０１２－８６２８６号公報
　しかしながら、特許文献１では、被加工物から受ける径方向の力によってめねじの中心軸に対してねじ切りフライスが倒れ易く、ねじ切りフライスの工具寿命が短いという問題点がある。
　本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、工具寿命を長くできるねじ切りフライスを提供することを目的とする。
　この目的を達成するために本発明のねじ切りフライスは、駆動装置により軸心まわりに回転されつつ被加工物に対して相対移動されることで前記被加工物にめねじを切削加工するものであって、前記駆動装置に保持されて軸心まわりに回転される工具本体と、前記工具本体の外周の先端側から軸直方向に複数のねじ山が突出するねじ切り刃と、前記工具本体の先端面に形成される底刃とを備え、前記底刃は、前記ねじ切り刃の先端側に連なり、前記軸心に垂直な仮想平面とのなす角が６°以下に設定される第１底刃と、前記第１底刃の前記軸心側に連なって前記第１底刃よりも後端側へ傾斜する第２底刃とを備え、前記軸心に垂直な仮想平面と前記第２底刃とのなす角は、前記軸心に垂直な仮想平面と前記第１底刃とのなす角よりも大きく設定される。
　請求項１記載のねじ切りフライスによれば、工具本体の軸心に垂直な仮想平面と第１底刃とのなす角が６°以下に設定される。そのため、被加工物と駆動装置との間でねじ切りフライスに生じる軸方向の突っ張り力を強くできる。その結果、めねじの中心軸に対してねじ切りフライスを倒れ難くできる。
　また、軸心に垂直な仮想平面と第２底刃とのなす角は、軸心に垂直な仮想平面と第１底刃とのなす角よりも大きく設定される。そのため、第１底刃と被加工物との間の切削抵抗に比べて、第２底刃と被加工物との間の切削抵抗を低減できる。よって、第２底刃により切削抵抗を低減しつつ、第１底刃によりねじ切りフライスを倒れ難くしてねじ切りフライスの工具寿命を長くできる効果がある。
　請求項２記載のねじ切りフライスによれば、ねじ切り刃と第１底刃との境界における軸心を中心とした直径は、ねじ山間の谷径以上である。これにより、第１底刃と駆動装置との間でねじ切りフライスに生じる軸方向の強い突っ張り力を、ねじ切り刃と第１底刃との境界がねじ山間の谷底よりも軸直方向内側に位置する場合に比べて、軸直方向外側に位置させることができる。その結果、めねじの中心軸に対してねじ切りフライスを更に倒れ難くできるので、請求項１の効果に加え、ねじ切りフライスの工具寿命を更に長くできる効果がある。
　請求項３記載のねじ切りフライスによれば、第１底刃の軸直方向寸法は、ねじ山間の谷径に対して１０％以下に設定される。これにより、第１底刃と被加工物との接触面積を抑制して第１底刃と被加工物との間の切削抵抗を抑制できる。その結果、ねじ切り刃および底刃の摩耗や折損を抑制できるので、請求項１又は２の効果に加え、ねじ切りフライスの工具寿命を更に長くできる効果がある。
　請求項４記載のねじ切りフライスによれば、第１底刃と軸心に垂直な仮想平面とのなす角度が０°より大きく設定される。これにより、第１底刃と被加工物との間の切削抵抗を低減できる。その結果、請求項１から３のいずれかの効果に加え、ねじ切りフライスの工具寿命を更に長くできる効果がある。
本発明の一実施形態におけるねじ切りフライスの正面図である。 図１のＩＩ部分を拡大したねじ切りフライスの拡大図である。 ねじ切りフライスの底面図である。 ねじ切りフライスを用いた切削加工の模式的な説明図である。
　以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態におけるねじ切りフライス１について説明する。図１は本発明の一実施形態におけるねじ切りフライスの正面図である。
　図１に示すように、ねじ切りフライス１は、ＮＣフライス盤やマシニングセンタ等の駆動装置２（図４参照）から伝達される回転力により被加工物Ｗ（図４参照）にめねじ４（図４参照）を切削加工するための工具である。ねじ切りフライス１は、タングステンカーバイド等を加圧焼結した超硬合金から構成される。なお、ねじ切りフライス１は超硬合金から構成される場合に限らず、例えば、ねじ切りフライス１を高速度工具鋼などから構成しても良い。
　ねじ切りフライス１は、軸心Ｃ１を中心とする円柱状の工具本体１０と、被加工物Ｗを切削するための第１刃部２０及び第２刃部３０を備える。工具本体１０は、その軸心Ｃ１方向の後端側（図１上側）に設けられるシャンク１１と、そのシャンク１１に連なって工具本体１０の軸心Ｃ１方向の先端側（図１下側）に設けられるボデー１２とを備える。
　シャンク１１は、駆動装置２に保持される部位である。ねじ切りフライス１は、シャンク１１を介して保持された駆動装置２から伝達される駆動力によって、被加工物Ｗにめねじ４を切削加工する。この駆動装置２からの駆動力は、ねじ切りフライス１を軸心Ｃ１まわりに回転させると共に、ねじ切りフライス１をヘリカル送りさせて被加工物Ｗに対してねじ切りフライス１を相対移動させる。なお、ヘリカル送りとは、形成予定のめねじ４の中心軸Ｃ２に対してねじ切りフライス１を公転させつつ、ねじ切りフライス１を軸心Ｃ１方向へリード送りさせることである。
　シャンク１１は、軸心Ｃ１に沿って一定の外径を有する円柱状に形成される。しかし、シャンク１１は、軸心Ｃ１に沿って一定の外径を有する場合に限らず、例えば、シャンク１１を工具本体１０の先端側から後端側へ向かうにつれて外径が縮小するテーパ状に形成しても良い。
　ボデー１２は、第１刃部２０及び第２刃部３０が設けられる部位である。ボデー１２は、軸心Ｃ１に沿って一定の外径を有する円柱状に形成されると共に、その一部を切り欠いて複数の溝部１３，１４が形成される（溝部１４は図３参照）。ボデー１２の外径は、シャンク１１の外径よりも小さく設定されている。
　溝部１３，１４は、第１刃部２０及び第２刃部３０によって被加工物Ｗが切削されて生じた切り屑を排出するための溝である。溝部１３はボデー１２の外周面に設けられる。溝部１４はボデー１２の先端面に設けられる。第１刃部２０及び第２刃部３０は、この複数の溝部１３，１４により工具本体１０の周方向に複数（本実施形態では４つ）に分断された形状となる。
　次に図２及び図３を参照して、第１刃部２０及び第２刃部３０について説明する。図２は図１のＩＩ部分を拡大したねじ切りフライス１の拡大図である。図３はねじ切りフライス１の底面図である。
　図２に示すように、第１刃部２０は、下穴の内周面にめねじを切削する部位である。第１刃部２０は、工具本体１０の外周から軸直方向外側へ張り出す複数のねじ山部を備える。複数のねじ山部は、工具本体１０の外周の先端から後端側へ向かって形成される。複数のねじ山部のうち、最も工具本体１０の先端側の１山が先端ねじ山部２１であり、先端ねじ山部２１以外の２山が後端ねじ山部２６である。
　先端ねじ山部２１は、先端すくい面２２と、先端逃げ面２３と、先端すくい面２２及び先端逃げ面２３の稜線に形成される先端刃２４とを備える。後端ねじ山部２６は、後端すくい面２７と、後端逃げ面２８と、後端すくい面２７及び後端逃げ面２８の稜線に形成される後端刃２９とを備える。
　先端すくい面２２及び後端すくい面２７は、それぞれ先端刃２４及び後端刃２９による被加工物Ｗの切削加工時に切り屑を生成および排出するための部位である。先端すくい面２２及び後端すくい面２７は、それぞれ先端ねじ山部２１及び後端ねじ山部２６の外面のうち切削回転方向の前方側の面である。
　先端逃げ面２３及び後端逃げ面２８は、それぞれ先端刃２４及び後端刃２９による被加工物Ｗの切削加工時に第１刃部２０と被加工物Ｗとの接触面積を低減するための部位である。先端逃げ面２３及び後端逃げ面２８は、それぞれ先端ねじ山部２１及び後端ねじ山部２６の外面のうち外周側の面である。
　先端刃２４及び後端刃２９は、被加工物Ｗに食い込んで被加工物Ｗを切削するねじ山状の部位である。先端刃２４は、山頂２４ａと、山頂２４ａの先端側（第２刃部３０側）に連なるフランク２４ｂと、山頂２４ａの後端側（シャンク１１側）に連なるフランク２４ｃとを備える。後端刃２９は、山頂２９ａと、山頂２９ａの先端側に連なるフランク２９ｂと、山頂２９ａの後端側に連なるフランク２９ｃとを備える。
　フランク２４ｃとフランク２９ｂとを、２つの後端刃２９のうち先端側の後端刃２９のフランク２９ｃと、後端側の後端刃２９のフランク２９ｂとを、それぞれ軸方向に繋ぐ稜線が谷底２０ａである。谷底２０ａは、先端刃２４及び後端刃２９による複数のねじ山の間の谷底である。これら先端刃２４、後端刃２９及び谷底２０ａが、被加工物Ｗにめねじ４（図４参照）をねじ切りするためのねじ切り刃である。谷底２０ａから先端刃２４の山頂２４ａまでの高さは、谷底２０ａから後端刃２９の山頂２９ａまでの高さよりも小さく設定される。
　このように設定されたねじ切り刃２０ａ，２４，２９を有するねじ切りフライス１がヘリカル送りされて被加工物Ｗにめねじ４を切削加工する。まず、先端刃２４で被加工物Ｗを荒切削し、その後、先端刃２４で切削されなかった部分を後端刃２９で仕上げ切削して被加工物Ｗがねじ切りされる。先端刃２４が荒切削して後端刃２９が仕上げ切削することで、後端刃２９への負荷を低減できる。その結果、後端刃２９の摩耗を抑制できるので、ねじ切り刃２０ａ，２４，２９による切削精度を向上できる。
　図２及び図３に示すように、第２刃部３０は、めねじ４の内径に該当する下穴を切削加工する部位である。第２刃部３０は、工具本体１０の先端面、即ち、工具本体１０の底面に設けられる。第２刃部３０は、底すくい面３１と、底逃げ面３２と、底すくい面３１及び底逃げ面３２の稜線に形成される底刃３３とを備える。
　底すくい面３１は、底刃３３による被加工物Ｗの切削加工時に切り屑を生成および排出するための部位である。底すくい面３１は、第２刃部３０の外面のうち切削回転方向の前方側に向いた面である。底逃げ面３２は、底刃３３による被加工物Ｗの切削加工時に第２刃部３０と被加工物Ｗとの接触面積を低減するための部位である。底逃げ面３２は、工具本体１０の先端面の一部である。
　底刃３３は、被加工物Ｗに食い込んで被加工物Ｗを切削する部位である。底刃３３は軸心Ｃ１周りに回転対称に形成される。底刃３３は、先端刃２４の先端側のフランク２４ｂに連なる第１底刃３４と、第１底刃３４の軸心Ｃ１側に連なる第２底刃３５とを備える。
　第１底刃３４は、軸心Ｃ１に垂直な仮想平面Ｐとのなす角θ１が６°以下（本実施形態では０°）に設定される。また、この仮想平面Ｐとフランク２４ｂとのなす角θ３は、本実施形態では３０°に設定される。なお、角θ３は、３０°に限らず、切削予定のめねじ４の形状に合わせて設定される。
　第１底刃３４の幅ｄ１（軸直方向寸法）は、谷底２０ａにおける軸心Ｃ１を中心とした直径（以下「谷径」と称す）ｄ２の１０％以下に設定されることが好ましい。なお、本実施形態では、谷径ｄ２に対する幅ｄ１の比が６％に設定される。第１底刃３４とフランク２４ｂとの境界Ｂにおける軸心Ｃ１を中心とした直径ｄ３は、谷底２０ａの谷径ｄ２以上に設定される。なお、本実施形態では、谷径ｄ２と直径ｄ３とが同一に設定される。
　第２底刃３５は、底刃３３の切削抵抗を低減させる部位である。第２底刃３５は、第１底刃３４よりも工具本体１０の後端側へ傾斜する。第２底刃３５と仮想平面Ｐとのなす角θ２は、角θ１よりも大きく設定される。なお、本実施形態では、角θ２が１０°に設定される。
　次に、図２及び図４を参照してねじ切りフライス１の切削加工時の作用について説明する。図４はねじ切りフライス１を用いた切削加工の模式的な説明図である。図４には、本実施形態に対して第１底刃３４がなく、先端刃２４のフランク２４ｂを下方へ延長したフランク４１と、第２底刃３５を下方へ延長した第２底刃４２とが交点４３で連なる従来技術（例えば、特許文献１）のねじ切りフライス４０が二点鎖線で図示される。
　図２及び図４に示すように、被加工物Ｗを図示しない固定装置に固定し、ねじ切りフライス１のシャンク１１を駆動装置２に装着する。そして、駆動装置２により、ねじ切りフライス１を軸心Ｃ１まわりに自転させながらヘリカル送りさせることで、底刃３３により被加工物Ｗに下穴が切削加工されつつ、その下穴の内周面がねじ切り刃２０ａ，２４，２９によってねじ切りされる。これにより被加工物Ｗにめねじ４が形成される。
　従来技術のねじ切りフライス４０では、被加工物Ｗを切削開始するときに、まず交点４３が被加工物Ｗに接触する。軸心Ｃ１に垂直な仮想平面Ｐとフランク２４ｂ，４１とのなす角θ３と、仮想平面Ｐと第２底刃３５，４２とのなす角θ２とにより規定される先細り形状の交点４３付近は耐久性が比較的低く摩耗し易い。
　これに対し、本実施形態のねじ切りフライス１では、被加工物Ｗを切削開始するときにまず接触する部分の形状が、角θ２よりも角度が小さい仮想平面Ｐと第１底刃３４とのなす角θ１と、角θ２又は角θ２とにより規定される。そのため、ねじ切りフライス４０よりもねじ切りフライス１の方が底刃３３の耐久性を高くでき、摩耗し難くできる。特に、角θ１が０°に近い程、ねじ切りフライス１で被加工物Ｗを切削開始するとき、第１底刃３４全体が被加工物Ｗに略一度に接触するので、第１底刃３４及び第２底刃３５をより摩耗し難くできる。
　底刃３３は、被加工物Ｗに全体が接触して下穴を切削加工している。更に底刃３３が軸心Ｃ１周りに回転対称に形成されるので、底刃３３が被加工物Ｗから受ける軸直方向の力は互いに相殺される。
　一方、ねじ切り刃２０ａ，２４，２９は、周方向の一部が被加工物Ｗに接触してねじ切りしている。即ち、ねじ切り刃２０ａ，２４，２９は、被加工物Ｗに接触している部分とは軸心Ｃ１を挟んで反対側の部分が被加工物Ｗに接触していない。
　そのため、ねじ切りフライス１には、めねじ４の内周面からめねじ４の中心軸Ｃ２へ向かう力が生じる。この力が大きいと、ねじ切りフライス１がめねじ４の中心軸Ｃ２へ向かって倒れ易くなる。ここで、めねじ４の中心軸Ｃ２に対してねじ切りフライス１が倒れる程、めねじ４の有効径が小さくなる。そのため、有効径が一定量以上小さくなった段階で駆動装置２により補正する必要がある。よって、ねじ切りフライス１がめねじ４の中心軸Ｃ２へ向かって倒れ易い程、頻繁に補正を行う必要がある。
　先端刃２４のフランク２４ｂは、フランク２４ｂに垂直な方向の力Ｆ２を被加工物Ｗから受ける。力Ｆ２の軸直方向成分Ｆ２ｂは、ねじ切りフライス１の倒れに寄与する。一方、力Ｆ２の軸方向成分Ｆ２ａによって、シャンク１１を介して駆動装置２に保持されるねじ切りフライス１を駆動装置２に押し付けることができる。これにより、被加工物Ｗと駆動装置２との間でねじ切りフライス１が突っ張って、めねじ４の中心軸Ｃ２に対するねじ切りフライス１の倒れが抑制される。
　第１底刃３４は、第１底刃３４に垂直な方向の力Ｆ１を被加工物Ｗから受ける。本実施形態では、第１底刃３４と仮想平面Ｐとのなす角θ１が６°以下に設定されるので、その力Ｆ１の略全てが軸方向の力となる。これにより、被加工物Ｗと駆動装置２との間でねじ切りフライス１に生じる軸方向の突っ張り力を強くできるので、めねじ４の中心軸Ｃ２に対してねじ切りフライス１を倒れ難くできる。
　更に、本実施形態では、第１底刃３４を設けることで、従来技術に対してフランク２４ｂを短くでき、力Ｆ２を小さくできる。その結果、本実施形態では、従来技術に対して力Ｆ２の軸直方向成分Ｆ２ｂも小さくできるので、ねじ切りフライス１をより倒れ難くできる。
　フランク２４ｂと第１底刃３４との境界Ｂにおける軸心Ｃ１を中心とした直径ｄ３が大きく設定される程、ねじ切りフライス１に生じる軸方向の突っ張り力を軸直方向外側に位置させることができる。その結果、めねじ４の中心軸Ｃ２に対してねじ切りフライス１を一層倒れ難くできる。
　更に、直径ｄ３が大きい程、フランク２４ｂを短くできるので、力Ｆ２の軸直方向成分Ｆ２ｂを小さくできる。これにより、めねじ４の中心軸Ｃ２に対してねじ切りフライス１を一層倒れ難くできる。
　しかし、先端刃２４のフランク２４ｂが短い程、フランク２４ｂへの負荷が集中する。そのため、フランク２４ｂが摩耗し易くなり、先端刃２４の耐久力が低下するので、ねじ切りフライス１の工具寿命が短くなるおそれがある。
　また、直径ｄ３が谷底２０ａの谷径ｄ２よりも大きい場合には、フランク２４ｂによる被加工物Ｗの切削量が少なくなる。フランク２４ｂで切削できなくなった部分は、後端刃２９の先端側のフランク２９ｂが代わりに切削する。そのため、後端刃２９への負荷が大きくなる。これにより、後端刃２９が摩耗し易くなって後端刃２９の耐久力が低下するので、ねじ切りフライス１の工具寿命が短くなるおそれがある。
　以上の結果、境界Ｂの直径ｄ３は、谷径ｄ２以上に設定されることで、直径ｄ３が谷径ｄ２よりも小さく設定される場合に比べて、ねじ切りフライス１に生じる軸方向の突っ張り力を軸直方向外側に位置できると共に、力Ｆ２の軸直方向成分Ｆ２ｂを小さくできる。これにより、めねじ４の中心軸Ｃ２に対してねじ切りフライス１を一層倒れ難くできる。その結果、駆動装置２によるねじ切りフライス１の補正回数を少なくできると共に、ねじ切りフライス１の工具寿命を長くできる。
　但し、直径ｄ３が谷径ｄ２以上に設定されつつ、直径ｄ３と谷径ｄ２との差が小さい方が好ましく、その差がないことがより好ましい。これらの差が小さい程、フランク２４ｂへの負荷の集中を緩和できると共に、フランク２４ｂによる被加工物Ｗの切削量を適切にできる。これらの結果、先端刃２４及び後端刃２９の耐久力の確保と、ねじ切りフライス１の倒れ抑制と、によってねじ切りフライス１の工具寿命を長くできると共に、駆動装置２によるねじ切りフライス１の補正回数を少なくできる。
　第１底刃３４の幅ｄ１は、谷底２０ａの谷径ｄ２の１０％以下に設定されることが好ましい。幅ｄ１が谷径ｄ２の１０％より大きい場合には、第１底刃３４と被加工物Ｗとの間の切削抵抗が大きくなる。そのため、切削加工中のねじ切りフライス１の振動が大きくなり、ねじ切りフライス１による加工精度が低下したり、振動に起因してねじ切り刃２０ａ，２４，２９及び底刃３３が摩耗したり折損したりするおそれがある。
　幅ｄ１が谷径ｄ２の１０％以下に設定されることで、第１底刃３４と被加工物Ｗとの間の切削抵抗を十分に小さくできる。その結果、ねじ切りフライス１による加工精度を確保しつつ、ねじ切り刃２０ａ，２４，２９及び底刃３３の摩耗や折損を抑制してねじ切りフライス１の工具寿命を長くできる。
　第１底刃３４よりも後端側へ第２底刃３５が傾斜し、仮想平面Ｐと第１底刃３４とのなす角θ１よりも仮想平面Ｐと第２底刃３５とのなす角θ２が大きく設定される。そのため、第２底刃３５がなく底刃３３が全て第１底刃３４である場合に比べて、底刃３３と被加工物Ｗとの間の切削抵抗を低減できる。その結果、ねじ切りフライス１による加工精度を確保しつつ、ねじ切り刃２０ａ，２４，２９及び底刃３３の摩耗や折損を抑制してねじ切りフライス１の工具寿命を長くできる。
　以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例では、上記実施形態で説明したねじ切りフライス１の幅ｄ１、角θ１の値を具体化したものを用いた。全ての実施例および比較例では、角θ２を１０°、角θ３を３０°とした。
　まず、第１底刃３４を有する実施例１と、第１底刃３４を有しない比較例とについて比較する。実施例１には、角θ１が０°～＋１°となり、幅ｄ１が０．１９ｍｍ、谷径ｄ２が３．１７ｍｍ、即ち、谷径ｄ２に対する幅ｄ１の比ｄ１／ｄ２が６％（誤差±０．４％）となるように作製したねじ切りフライスを用いる。なお、角θ１の「＋」とは、第１底刃３４が軸心Ｃ１側へ向かうにつれて後端側へ傾斜する場合を示す。また、幅ｄ１の誤差は±０．０２ｍｍとなるように設定し、全ての実施例において幅ｄ１の誤差を同様に設定した。比ｄ１／ｄ２の誤差は、全ての実施例で共通の±０．４％に設定した。
　比較例は、第１底刃３４を有しない従来技術のねじ切りフライス４０を用いた以外は、実施例１と同様に構成したものである。
　実施例１および比較例におけるねじ切りフライスを用いて、立型マシニングセンタ（駆動装置２）により呼び径がＭ５×０．８、ねじ立て長さが９．６ｍｍ、ＪＩＳ規格の定める等級が６Ｈであるめねじが、被加工物ＷであるＳＫＤ１１（６０ＨＲＣ）にいくつ加工できるか評価することで、ねじ切りフライスの耐久試験を行った。更に詳しくは、有効径＋０．０８０のステップゲージが１２回転入り、有効径＋０．１００のステップゲージが１２回転以上入らないように工具半径オフセットを調整し、耐久試験をスタートさせた。通り側ねじプラグゲージ（以下「ＧＰゲージ」と称す）がめねじに入らなくなった時点で耐久試験をストップして、工具半径補正を行い、耐久試験を再開させた。なお、パス回数は１回とした。また、切削油には水溶性切削油を用い、切削速度を４５ｍ／ｍｉｎ、１刃当たりの送りを０．０２３ｍｍ／ｔとした。
　表１は、この耐久試験により加工されためねじの数を表した耐久試験結果である。表１に示すように、第１底刃３４を有する実施例１では、第１底刃３４を有しない比較例１と比べて、駆動装置２による補正回数を少なくできると共に、めねじの加工数を多くして工具寿命を長くできることが明らかとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次に、幅ｄ１を異ならせた実施例２～５を比較する。実施例２には、角θ１が０°～＋１°となり、谷径ｄ２が４．８６ｍｍ、幅ｄ１が０．１ｍｍ、即ち、谷径ｄ２に対する幅ｄ１の比ｄ１／ｄ２が２％となるように作製したねじ切りフライスを用いる。実施例３は、幅ｄ１を０．２ｍｍ、比ｄ１／ｄ２を４％となるように作製した以外は、実施例２と同様に構成したものである。実施例４は、幅ｄ１を０．３ｍｍ、比ｄ１／ｄ２を６％となるように作製した以外は、実施例２と同様に構成したものである。実施例５は、幅ｄ１を０．５ｍｍ、比ｄ１／ｄ２を１０％となるように作製した以外は、実施例２と同様に構成したものである。
　実施例２～５におけるねじ切りフライスを用いて、立型マシニングセンタ（駆動装置２）により呼び径がＭ８×１．２５、ねじ立て長さが８ｍｍ、ＪＩＳ規格の定める等級が６Ｈであるめねじが、被加工物ＷであるＳＫＤ１１（５９～６１ＨＲＣ）にいくつ加工できるか評価することで、ねじ切りフライスの耐久試験を行った。更に詳しくは、有効径＋０．０８０のステップゲージが１０回転入り、有効径＋０．１００のステップゲージが１０回転以上入らないように工具半径オフセットを調整し、耐久試験をスタートさせた。ＧＰゲージがめねじに入らなくなった時点で耐久試験をストップして、工具半径補正を行い、耐久試験を再開させた。なお、パス回数は１回とした。また、切削油は用いず、エアブローを行い、切削速度を４５ｍ／ｍｉｎ、１刃当たりの送りを０．０４ｍｍ／ｔとした。
　この耐久試験におけるめねじの加工数は、比ｄ１／ｄ２が２％の実施例２で１３０、比ｄ１／ｄ２が４％の実施例３で１４５、比ｄ１／ｄ２が６％の実施例４で１５２、比ｄ１／ｄ２が１０％の実施例５で１３６であった。また、補正回数は全て０回であった。
　この試験結果から、比ｄ１／ｄ２が６％付近までは比ｄ１／ｄ２が大きくなるにつれてめねじの加工数が多くなり、比ｄ１／ｄ２が６％付近よりも大きくなるにつれてめねじの加工数が少なくなることが明らかとなった。これは、比ｄ１／ｄ２が大きくなる程、第１底刃３４が受ける軸方向の力Ｆ１を大きくできるが、第１底刃３４と被加工物Ｗとの間の切削抵抗が大きくなるためであると推察される。よって、比ｄ１／ｄ２を４％～１０％に設定することで、めねじの加工数を多くして工具寿命をより長くできる。更に、比ｄ１／ｄ２を５％～８％に設定することで、工具寿命をより一層長くできる。
　次に、角θ１を異ならせた実施例６～９を比較する。実施例６には、角θ１が０°～＋１°となり、谷径ｄ２が４．８６ｍｍ、幅ｄ１が０．３ｍｍ、即ち、谷径ｄ２に対する幅ｄ１の比ｄ１／ｄ２が６％となるように作製したねじ切りフライスを用いる。なお、実施例６は、実施例４に対して、ボデー１２の先端面の溝部１４の幅（周方向寸法）を大きくし、軸心Ｃ１から底逃げ面３２までの距離を約１．５倍に設定したものである。
　実施例７は、角θ１が１°～２°となるように作製した以外は、実施例６と同様に構成したものである。実施例８は、角θ１が３°～４°となるように作製した以外は、実施例６と同様に構成したものである。実施例９は、角θ１が５°～６°となるように作製した以外は、実施例６と同様に構成したものである。
　角θ１を異ならせた実施例６～９における耐久試験の方法は、幅ｄ１を異ならせた実施例２～５における耐久試験の方法と同様にした。表２は、この耐久試験により加工されためねじの数を表した耐久試験結果である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、実施例６～９のいずれも補正回数は同じだが、角θ１が１°～２°の実施例７の場合をピークに、１°～２°から離れるにつれてめねじの加工数が少なくなることが明らかとなった。これは、角θ１を０°に近づける程、ねじ切りフライスに生じる軸方向の突っ張り力を大きくできる一方で、角θ１が０°の場合に第１底刃３４と被加工物Ｗとの間の切削抵抗が特に大きくなるためであると推察される。
　よって、角θ１を０°より大きく設定することで、めねじの加工数を多くして工具寿命をより長くできる。更に、角θ１を１°～３°、より好ましくは角θ１を１°～２°に設定することで工具寿命をより一層長くできる。
　以上、実施形態および実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施形態および上記実施例で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
　上記実施形態では、１山の先端ねじ山部２１と、２山の後端ねじ山部２６が設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、後端ねじ山部２６を１山または３山以上にしても良い。また、先端ねじ山部２１の形状と後端ねじ山部２６の形状とを同一にしても良い。
　上記実施形態では、第１刃部２０及び第２刃部３０がそれぞれ複数の溝部１３，１４により周方向に４つに分断される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、第１刃部２０及び第２刃部３０を複数の溝部１３，１４により周方向に２つ、３つまたは５つ以上に分断しても良い。
　上記各実施例では、第１底刃３４が軸心Ｃ１と垂直な場合、又は、第１底刃３４が軸心Ｃ１側へ向かうにつれて工具本体１０の後端側へ傾斜する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１底刃３４が軸心Ｃ１側へ向かうにつれて工具本体１０の先端側へ傾斜させても良い。底刃３３が軸心Ｃ１周りに回転対称に形成されるので、軸心Ｃ１に垂直な仮想平面Ｐと第１底刃３４とのなす角θ１の正負に係わらず、角θ１が６°以下であれば、被加工物Ｗと駆動装置２との間でねじ切りフライス１に生じる軸方向の突っ張り力を強くできる。その結果、めねじ４の中心軸Ｃ２に対してねじ切りフライス１を倒れ難くできる。
　１　ねじ切りフライス
　２　駆動装置
　１０　工具本体
　２０ａ　谷底（ねじ切り刃の一部）
　２４　先端刃（ねじ切り刃の一部、ねじ山）
　２９　後端刃（ねじ切り刃の一部、ねじ山）
　３３　底刃
　３４　第１底刃
　３５　第２底刃
　Ｃ　軸心
　Ｐ　仮想平面
　Ｗ　被加工物

Claims (4)

  1. 　駆動装置により軸心まわりに回転されつつ被加工物に対して相対移動されることで前記被加工物にめねじを切削加工するねじ切りフライスであって、
    　前記駆動装置に保持されて軸心まわりに回転される工具本体と、
    　前記工具本体の外周の先端側から軸直方向に複数のねじ山が突出するねじ切り刃と、
    　前記工具本体の先端面に形成される底刃とを備え、
    　前記底刃は、前記ねじ切り刃の先端側に連なり、前記軸心に垂直な仮想平面とのなす角が６°以下に設定される第１底刃と、
    　前記第１底刃の前記軸心側に連なって前記第１底刃よりも後端側へ傾斜する第２底刃とを備え、
    　前記軸心に垂直な仮想平面と前記第２底刃とのなす角は、前記軸心に垂直な仮想平面と前記第１底刃とのなす角よりも大きく設定されることを特徴とするねじ切りフライス。
  2. 　前記ねじ切り刃と前記第１底刃との境界における前記軸心を中心とした直径は、前記ねじ山間の谷径以上であることを特徴とする請求項１記載のねじ切りフライス。
  3. 　前記第１底刃の軸直方向寸法は、前記ねじ山間の谷径に対して１０％以下に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ切りフライス。
  4. 　前記第１底刃は、前記軸心に垂直な仮想平面とのなす角が０°より大きく設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のねじ切りフライス。
PCT/JP2017/001605 2017-01-18 2017-01-18 ねじ切りフライス WO2018134924A1 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17892514.5A EP3520943B1 (en) 2017-01-18 2017-01-18 Thread milling cutter
US16/349,683 US11453072B2 (en) 2017-01-18 2017-01-18 Thread milling cutter
PCT/JP2017/001605 WO2018134924A1 (ja) 2017-01-18 2017-01-18 ねじ切りフライス
JP2018562791A JP6692932B2 (ja) 2017-01-18 2017-01-18 ねじ切りフライス
CN201780067559.8A CN109963678B (zh) 2017-01-18 2017-01-18 螺纹铣刀
CA3046167A CA3046167C (en) 2017-01-18 2017-01-18 Thread milling cutter
IL266193A IL266193A (en) 2017-01-18 2019-04-23 Thread cutting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/001605 WO2018134924A1 (ja) 2017-01-18 2017-01-18 ねじ切りフライス

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018134924A1 true WO2018134924A1 (ja) 2018-07-26

Family

ID=62907971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/001605 WO2018134924A1 (ja) 2017-01-18 2017-01-18 ねじ切りフライス

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11453072B2 (ja)
EP (1) EP3520943B1 (ja)
JP (1) JP6692932B2 (ja)
CN (1) CN109963678B (ja)
CA (1) CA3046167C (ja)
IL (1) IL266193A (ja)
WO (1) WO2018134924A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109530825A (zh) * 2018-12-06 2019-03-29 贵州劲锋精密工具有限公司 一种带端齿螺纹铣刀

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024047725A1 (ja) * 2022-08-30 2024-03-07 オーエスジー株式会社 スレッドミル

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4930949A (en) * 1988-03-16 1990-06-05 Prototyp-Werke GmbH Fabrik fur Prazisionswerkzeuge Thread milling cutter
JPH09225743A (ja) * 1996-02-23 1997-09-02 Toshiba Tungaloy Co Ltd ネジ切り工具
JPH1034441A (ja) * 1996-06-18 1998-02-10 O S G Kk ねじ切りフライス
JP2001198724A (ja) * 2000-01-21 2001-07-24 Mitsubishi Materials Corp スローアウェイチップ及びスローアウェイ式転削工具
DE10162430A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-10 Ernst Reime Vertriebs Gmbh Gewinde-Zirkularfräser
WO2004022274A1 (de) * 2002-08-10 2004-03-18 Felix Leeb Bohrgewindefräser
JP2012086286A (ja) 2010-10-18 2012-05-10 Hitachi Tool Engineering Ltd 高硬度材加工用ねじ切りフライス
WO2015104703A1 (en) * 2014-01-09 2015-07-16 Iscar Ltd. Double-sided indexable cutting insert and cutting tool therefor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE103219T1 (de) * 1989-12-13 1994-04-15 Reime Ernst Gmbh Co Kg Gewinde-zirkularfraeser.
US5678962A (en) * 1994-09-06 1997-10-21 Makino Inc. Integral boring and threading tool and method
CN207942025U (zh) * 2018-02-08 2018-10-09 常熟阿诺切削工具有限公司 一种钻铰铣螺纹倒角刀具

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4930949A (en) * 1988-03-16 1990-06-05 Prototyp-Werke GmbH Fabrik fur Prazisionswerkzeuge Thread milling cutter
JPH09225743A (ja) * 1996-02-23 1997-09-02 Toshiba Tungaloy Co Ltd ネジ切り工具
JPH1034441A (ja) * 1996-06-18 1998-02-10 O S G Kk ねじ切りフライス
JP2001198724A (ja) * 2000-01-21 2001-07-24 Mitsubishi Materials Corp スローアウェイチップ及びスローアウェイ式転削工具
DE10162430A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-10 Ernst Reime Vertriebs Gmbh Gewinde-Zirkularfräser
WO2004022274A1 (de) * 2002-08-10 2004-03-18 Felix Leeb Bohrgewindefräser
JP2012086286A (ja) 2010-10-18 2012-05-10 Hitachi Tool Engineering Ltd 高硬度材加工用ねじ切りフライス
WO2015104703A1 (en) * 2014-01-09 2015-07-16 Iscar Ltd. Double-sided indexable cutting insert and cutting tool therefor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3520943A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109530825A (zh) * 2018-12-06 2019-03-29 贵州劲锋精密工具有限公司 一种带端齿螺纹铣刀

Also Published As

Publication number Publication date
CN109963678A (zh) 2019-07-02
US11453072B2 (en) 2022-09-27
EP3520943A4 (en) 2020-07-01
IL266193A (en) 2019-06-30
EP3520943B1 (en) 2021-05-19
EP3520943A1 (en) 2019-08-07
JP6692932B2 (ja) 2020-05-13
CA3046167C (en) 2020-11-17
JPWO2018134924A1 (ja) 2019-06-27
CN109963678B (zh) 2021-10-22
CA3046167A1 (en) 2018-07-26
US20190358717A1 (en) 2019-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5194637B2 (ja) エンドミル
WO2010084805A1 (ja) ラジアスエンドミル
US10926344B2 (en) Taper reamer
JP2011073129A (ja) 穴あけ用ドリル
JP6428406B2 (ja) ドリル
US11623286B2 (en) Tapered end mill
WO2018134924A1 (ja) ねじ切りフライス
KR101849445B1 (ko) 나사 절삭용 탭
JP5237659B2 (ja) 切削タップ
JP5786991B2 (ja) ラジアスエンドミル
US20190184475A1 (en) Single-Edged Milling Tool
JP7040039B2 (ja) ラジアスエンドミル
JP2005246492A (ja) ラジアスエンドミル
JP2013208655A (ja) エンドミル
US20240001463A1 (en) End mill
WO2022064595A1 (ja) エンドミル
JP2008290176A (ja) 刃先交換式ボールエンドミル
KR101851528B1 (ko) 플랫 드릴
JP2023140808A (ja) エンドミル
JP2019155545A (ja) ボールエンドミル

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17892514

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018562791

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017892514

Country of ref document: EP

Effective date: 20190503

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3046167

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE