WO2018235712A1 - タップ - Google Patents
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- Y10T408/9046—Tool or Tool with support with pitch-stabilizing ridge including tapered section
- Y10T408/90467—Tool or Tool with support with pitch-stabilizing ridge including tapered section and relieved cutting edge
Definitions
- the present invention relates to a tap for internally threading a work material such as a titanium alloy.
- a tap corresponding to the nominal diameter and pitch of the internal thread is used. Further, the form of the tap used is determined by various factors such as the type of work material and the drilled hole depth of the screw.
- the chip generated at the time of internal thread processing is longer than in the case of other materials to be cut because it is a relatively ductile material. As a result, there is a tendency that chips are easily clogged in the groove of the tap, and the chip discharging performance is lowered.
- Patent Documents 1 to 3 further provide sub-grooves in addition to the conventional grooves (twisted grooves) to divide chips generated during female thread processing, thereby separating chip discharge performance and taps.
- a tap is disclosed that improves the performance upon withdrawal.
- the work material is a material having a relatively smaller ductility than the steel material, such as a titanium alloy, for example, chips are cut into relatively small pieces at the time of internal thread screw processing. Therefore, the problem that the chip discharge characteristics deteriorate due to the long series of chips as described above does not occur.
- the present invention is a tap for improving the performance at the time of drawing from a work material after internal thread processing even when the work material is a material having a relatively lower ductility than a steel material represented by a titanium alloy etc.
- the challenge is to provide
- the tap according to the present invention is continuous with a screw portion having a barbed portion and a full ridge portion, a groove portion formed to divide the screw portion, a screw portion and a groove portion.
- the groove portion includes at least a first groove formed on the cutting edge side of the screw portion, and a second groove formed continuously with the first groove.
- the distance from the central axis of the tap to the ridge line portion is the distance from the central axis to the groove bottom of the first groove and the distance from the central axis to the ridge line which is the boundary between the first groove and the second groove. It is characterized in that it is longer than the distance to the bottom of the second groove. In this case, the distance from the central axis to the groove bottom of the first groove may be shorter than the distance from the central axis to the groove bottom of the second groove.
- the relief angle of the bite portion may be less than 2 °, or the number of peaks of the bite portion may be 2 or more.
- the groove may be in the form of a straight groove (straight) or a twist groove (spiral), but it is more preferable that the groove is in the shape of a twist groove.
- the tap according to the present invention even when female threads are processed on a work material such as a titanium alloy whose ductility is lower than that of steel materials, due to the divided chips after the female thread processing The effect of preventing the biting of the tap and improving the performance when the tap is reversely rotated and pulled out from the work material is exhibited.
- FIG. 1 It is a front view of the tap 1 which shows one Embodiment of this invention. It is an enlarged view of the tip part of tap 1 shown in FIG.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the tap 1 shown in FIG. 1 at the XX line position. It is the elements on larger scale of the groove part 3 periphery shown in FIG. It is an enlarged view explaining the physical relationship of tap 1 and work material W at the time of cutting.
- FIG. It is sectional drawing of the conventional product 2 (tap 200) used by test 1.
- FIG. It is a photograph which shows the chip (long thing) which generate
- FIG. 1 It is a photograph which shows the chip (short thing) which generate
- FIG. It is a photograph which shows the chip (long thing) which generate
- FIG. It is a photograph which shows the chip (short thing) which generate
- FIG. It is a photograph which shows the chip (long thing) which generate
- FIG. It is a photograph which shows the chip (short thing) which generate
- FIG. 1 A front view of the tap 1 showing one embodiment of the present invention is shown in FIG.
- the tip end side of the tap 1 is formed of a screw portion 2 which is spiral and has a plurality of cutting edges, and a groove portion 3 formed to divide the screw portion 2.
- the shank 4 is formed continuously with the screw 2 and the groove 3 on the rear end side as in the conventional tap.
- FIG. 2 an enlarged view of the tip end side of the tap 1 shown in FIG. 1 is shown in FIG.
- the screw portion 2 of the tap 1 is divided into a barbed portion 21 and a complete mountain portion 22 from the tip end side of the tap 1.
- the bite portion 21 is formed with a first mountain 21 a and a second mountain 21 b from the tip end side of the tap 1.
- the groove portion 3 is divided into a first groove 31, a second groove 32 and a ridge portion 33 which is a boundary portion between these two grooves 31 and 32.
- FIG. 3 A cross-sectional view of the tap 1 shown in FIG. 1 at the XX line position is shown in FIG. 3 and a partially enlarged view of the vicinity of the groove 3 shown in FIG. 3 is shown in FIG.
- the embodiment of the tap 1 shown in FIG. 1 is a so-called three-groove spiral tap in which three groove portions (twist grooves) 3 are formed in the circumferential direction around the central axis O as shown in FIG. .
- the groove 3 is roughly divided into the first groove 31, the second groove 32, and the ridge portion 33 as shown in FIGS.
- the first groove 31 is a groove which is formed continuously from the cutting edge 5 of the screw portion 2 as shown in FIG. 4 and which forms the rake face 6.
- the second groove 32 is a groove connected to the first groove 31 via a ridge line portion 33 described later to form the heel 7. That is, the second grooves 32 and the first grooves 31 are arranged in order from the side of the rotation direction of the tap 1 (counterclockwise in FIG. 4).
- the ridge line portion 33 is a boundary portion formed by the curved surface forming the first groove 31 and the curved surface forming the second groove 32 overlapping each other, and as shown in FIGS. 3 and 4, the axial cross section of the tap 1 It is formed in a convex shape radially outward (outside diameter side) as viewed.
- the groove depth of the first groove 31 is deeper than the groove depth of the second groove 32.
- the distance d1 to the groove bottom 31b of 31 is shorter than the distance d2 from the central axis O to the groove bottom 32b of the second groove 32.
- the groove bottom 31 b of the first groove 31 forms a first circle 31 and a virtual circle C1 (shown by a two-dot chain line) of the first groove 31 centered on the central axis O of the tap 1.
- a virtual circle C1 shown by a two-dot chain line
- the groove bottom 32b of the second groove 32 also forms an imaginary circle C2 (shown by a two-dot chain line) of the second groove 32 centered on the central axis O and an outer outline forming the second groove 32. It is a contact point with (curved surface).
- the virtual circle C1 indicates the thickness of the tap 1.
- the distance e from the central axis O to the ridge line portion 33 of the tap 1 is the distance d1 from the central axis O to the groove bottom 31 b of the first groove 31 and the central axis O to the second groove 32. It is longer than the distance d2 to the groove bottom 32b.
- FIG. 1 An enlarged view of the inner peripheral surface of the tap 1 and the workpiece W at the time of cutting of the tap 1 according to the present invention is shown in FIG.
- the relief amount is less than 2 ° as the relief angle ⁇ of the bite portion.
- the groove according to the present invention may be a straight groove.
- the groove portion of the tap according to the present invention By making the groove portion of the tap according to the present invention into a helical groove, chips are retained in the first groove even in the form in which chips generated during female thread processing are divided like a titanium alloy etc. Can be prevented from entering the second groove.
- chips generated at the time of female thread processing are prevented from entering the second groove of the tap, so when removing while rotating the tap in reverse after the female thread processing, chips from the heel side of the tap to the thread portion It penetrates and has the effect of preventing biting of chips and taps.
- ⁇ Test 1> In order to confirm the cutting performance based on the groove (cross section) shape of the tap and the relief angle of the bite portion, a cutting test of the tap was performed using a titanium alloy (Ti-6Al-4V) as a work material. The test results will be described using the drawings.
- the present invention 1 in addition to the tap according to the present invention shown in FIG. 1 etc. (hereinafter referred to as “the present invention 1”), two types of taps as a conventional tap (hereinafter referred to as “the prior art 1” A total of 3 types of taps (M9) were used, adding 2).
- FIG. 6 A schematic cross-sectional view of the tap 100 showing the groove configuration of the conventional product 1 used in this test is shown in FIG. 6, and a schematic cross-sectional view of the tap 200 showing the groove configuration of the conventional product 2 is shown in FIG.
- the grooves of the conventional product 1 and the conventional product 2 are similar in general to the normal tap, but the depth of the groove 203 of the conventional product 2 (tap 200) is the conventional product It is deeper than the groove 103 of 1 (tap 100). In other words, the distance from the thickness O100 of the tap 100 (conventional product 1) to the groove bottom 103b is longer than the distance from the thickness O200 of the tap 200 (conventional product 2) to the groove bottom 203b.
- Table 1 shows the specifications of the three types of taps used in this test.
- FIGS. 8 to 13 After conducting the cutting test using the three types of taps described above, the forms of chips discharged from the respective taps are shown in FIGS. 8 to 13.
- the chips discharged from the product 1 of the present invention one having a long chip length is shown in FIG. 8 and one having a short chip length is shown in FIG.
- the form of chips discharged from the conventional product 1 after the cutting test is shown in FIG. 10 (long chip), FIG. 11 (short chip), and the form of the chip discharged from the conventional product 2 is shown in FIG. Chips), shown in FIG. 13 (short chips).
- the form of chips generated by cutting using the product 1 of the present invention and the product of the prior art 2 was an (arc) shape which was curled without being finely divided as shown in FIGS.
- the form of chips generated by cutting of the conventional product 1 was a form that was finely divided as shown in FIG. If chips of the form shown in FIG. 11 are generated during cutting, the small chips will intrude from the heel of the tap into the thread portion side by turning the tap backward after cutting, and between the tap and the work material Cause adhesion (burning) to occur.
- the chips generated by this test are arc-shaped as shown in FIG. 8 and FIG. 9 similar to the test results of Test 1 for both the inventive product 1 and the comparative product 1, and they are formed to have a substantially constant length. there were. Moreover, in the dimension confirmation by the gauge of the screw hole machined, it is a problem about the dimension confirmation of the screw hole using two types of gauges mentioned above to the screw hole of a total of 50 holes processed using this invention 1 was not seen.
- the screw hole processed using the comparative product 1 passes the dimension check by the plug gauge from the first hole, and the gauge is inserted to the predetermined position at the fourth and fifth holes in total. I felt a great deal of resistance by then. Therefore, it was judged as "rejected" about the dimension confirmation result of a screw hole, without making a gauge insert more. The dimensional confirmation of the sixth and subsequent screw holes was completed at that point in order to prevent damage to the screw portion of the gauge.
- the number of ridges of the barbed portion of the tap is at least 2 or more. Is preferred.
- the tap according to the present invention can be widely applied to the thread processing of a relatively low ductile work material because it is possible to suppress biting of cut chips into pieces after cutting into female threads.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Milling Processes (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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Abstract
【課題】被削材がチタン合金等に代表される延性の低い材料である場合でも、めねじ加工後における被削材からの引き抜きの性能を向上させるタップを提供する。 【解決手段】ねじ部2と、ねじ部2を分断する溝部3と、ねじ部2および溝部3に連続して形成されるシャンク部4と、を有するタップ1において、溝部3は、少なくとも、ねじ部2の切れ刃5側に形成される第1溝31、第1溝31と連続して形成される第2溝32、第1溝31および第2溝32の境界である稜線部33から構成する。また、タップ1の中心軸Oから稜線部33までの距離eは、中心軸Oから第1溝31の溝底31bまでの距離d1、中心軸Oから第2溝32の溝底32bまでの距離d2のいずれよりも長くする。
Description
本発明は、主にチタン合金等の被削材料に対してめねじ加工を行うタップに関する。
一般的に、鋼材等の被削材に対してめねじ加工を行う場合にめねじの呼び径やピッチに応じたタップが用いられている。
また、使用されるタップの形態は被削材の種類やめねじの加工穴深さ等種々の要因によって決定される。
また、使用されるタップの形態は被削材の種類やめねじの加工穴深さ等種々の要因によって決定される。
被削材が炭素鋼(SC材)等の場合には、比較的に延性を有する材料であるためにめねじ加工時に発生する切りくずが他の被削材の場合に比べて長くなる。
結果として、タップの溝に切り屑が詰まりやすく、切り屑の排出性能が低下するという傾向が見られる。
結果として、タップの溝に切り屑が詰まりやすく、切り屑の排出性能が低下するという傾向が見られる。
それに加えて、めねじ加工後にタップを逆回転させて被削材から引き抜く際に長く連なった切りくずがタップに絡みつく。
そのことで加工されためねじ部分とタップの切れ刃部分とが擦れあって、お互いを損傷させるという問題があった。
そのことで加工されためねじ部分とタップの切れ刃部分とが擦れあって、お互いを損傷させるという問題があった。
この問題に対して、例えば特許文献1ないし3では従来の溝(ねじれ溝)に加えて副溝をさらに設けることでめねじ加工時に発生する切りくずを分断して、切りくずの排出性能およびタップの引き抜き時の性能を向上させるタップが開示されている。
一方、被削材が鋼材よりも相対的に延性の小さい材料、例えばチタン合金等の場合には切りくずはめねじ加工時に比較的に小さく分断される。
そのため、上述したような切りくずが長く連なることで切りくずの排出特性が低下するという問題は発生しない。
そのため、上述したような切りくずが長く連なることで切りくずの排出特性が低下するという問題は発生しない。
しかし、めねじ加工後においてタップを逆回転させながら被削材から引き抜く際に、分断された切りくずはタップの溝内でヒール側へ移動する。
その結果、ヒールと被削材の隙間に切り屑が侵入して、切り屑がねじ部で凝着(焼き付く)しやすく、タップの引き抜き時の性能が低下するという問題があった。
その結果、ヒールと被削材の隙間に切り屑が侵入して、切り屑がねじ部で凝着(焼き付く)しやすく、タップの引き抜き時の性能が低下するという問題があった。
そこで、本発明は被削材がチタン合金等に代表される鋼材等よりも相対的に延性の低い材料である場合でも、めねじ加工後における被削材からの引き抜き時の性能を向上させるタップを提供することを課題とする。
前述した課題を解決するために、本発明に係るタップは食付き部および完全山部を有するねじ部と、そのねじ部を分断するように形成された溝部と、ねじ部および溝部に連続して形成されたシャンク部と、を備えるタップにおいて、溝部は、少なくとも、ねじ部の切刃側に形成されている第1溝と、その第1溝と連続して形成されている第2溝と、第1溝および第2溝の境界である稜線部と、から構成されており、タップの中心軸から稜線部までの距離は、中心軸から第1溝の溝底までの距離および中心軸から前記第2溝の溝底までの距離よりも長くした点に特徴がある。
この場合に中心軸から第1溝の溝底までの距離については、中心軸から第2溝の溝底までの距離よりも短くしても構わない。
この場合に中心軸から第1溝の溝底までの距離については、中心軸から第2溝の溝底までの距離よりも短くしても構わない。
なお、食付き部の逃げ角を2°未満としたり、食付き部の山数を2山以上とすることもできる。
溝部は直溝(ストレート)またはねじれ溝(スパイラル)のいずれの溝形態であっても構わないが、ねじれ溝の溝形態である方がより好ましい。
溝部は直溝(ストレート)またはねじれ溝(スパイラル)のいずれの溝形態であっても構わないが、ねじれ溝の溝形態である方がより好ましい。
本発明に係るタップを用いることで、鋼材に比較して延性が低いチタン合金等の被削材に対してめねじ加工を施す場合であっても、めねじ加工後の分断された切りくずによるタップの噛み込みを防止し、タップを逆回転させて被削材から引き抜く際の性能を向上させるという効果を奏する。
1 タップ
2 ねじ部
3 溝部
4 シャンク部
5 切刃
6 すくい面
7 ヒール
21 食付き部
21a 食付き部の第1山
21b 食付き部の第2山
22 完全山部
22a 完全山部の第1山
22b 完全山部の第2山
31 第1溝
31b 第1溝の溝底
32 第2溝
32b 第2溝の溝底
33 稜線部
C1 中心軸を中心にした第1溝の溝底に接する仮想円(内接円)
C2 中心軸を中心にした第2溝の溝底に接する仮想円(内接円)
d1 タップの中心軸から第1溝の溝底までの距離
d2 タップの中心軸から第2溝の溝底までの距離
e タップの中心軸から稜線部までの距離
O タップの中心軸
θ 食付き部の逃げ角
2 ねじ部
3 溝部
4 シャンク部
5 切刃
6 すくい面
7 ヒール
21 食付き部
21a 食付き部の第1山
21b 食付き部の第2山
22 完全山部
22a 完全山部の第1山
22b 完全山部の第2山
31 第1溝
31b 第1溝の溝底
32 第2溝
32b 第2溝の溝底
33 稜線部
C1 中心軸を中心にした第1溝の溝底に接する仮想円(内接円)
C2 中心軸を中心にした第2溝の溝底に接する仮想円(内接円)
d1 タップの中心軸から第1溝の溝底までの距離
d2 タップの中心軸から第2溝の溝底までの距離
e タップの中心軸から稜線部までの距離
O タップの中心軸
θ 食付き部の逃げ角
本発明に係るタップの一実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限定されない。
本発明の一実施形態を示すタップ1の正面図を図1に示す。
タップ1の先端部側は、図1に示すようにらせん状で複数の切れ刃を備えたねじ部2と、そのねじ部2を分断するように形成された溝部3から構成されている。
また、従来のタップと同様に後端部側にシャンク部4がねじ部2および溝部3に連続して形成されている。
本発明の一実施形態を示すタップ1の正面図を図1に示す。
タップ1の先端部側は、図1に示すようにらせん状で複数の切れ刃を備えたねじ部2と、そのねじ部2を分断するように形成された溝部3から構成されている。
また、従来のタップと同様に後端部側にシャンク部4がねじ部2および溝部3に連続して形成されている。
次に、図1に示すタップ1の先端部側の拡大図を図2に示す。
タップ1のねじ部2は、図2に示すようにタップ1の先端部側より食付き部21および完全山部22に区分されている。
食付き部21は、図2に示すタップ1の形態においてタップ1の先端部側から第1山21a,第2山21bが形成されている。
完全山部22は、食付き部21側から第1山22a,第2山22b・・が形成されている。
また、溝部3は図2に示すように第1溝31,第2溝32およびこれら2つの溝31,32の境界部分である稜線部33に区分されている。
タップ1のねじ部2は、図2に示すようにタップ1の先端部側より食付き部21および完全山部22に区分されている。
食付き部21は、図2に示すタップ1の形態においてタップ1の先端部側から第1山21a,第2山21bが形成されている。
完全山部22は、食付き部21側から第1山22a,第2山22b・・が形成されている。
また、溝部3は図2に示すように第1溝31,第2溝32およびこれら2つの溝31,32の境界部分である稜線部33に区分されている。
図1に示すタップ1のX-X線位置での断面図を図3、図3に示す溝部3周辺の部分拡大図を図4にそれぞれ示す。
図1に示すタップ1の実施形態では、図3に示すように中心軸Oを中心にして周方向に3ヶ所の溝部(ねじれ溝)3が形成されている、いわゆる3溝のスパイラルタップである。
溝部3は、前述したように図3および図4に示すように大きく分けて第1溝31,第2溝32および稜線部33から形成されている。
図1に示すタップ1の実施形態では、図3に示すように中心軸Oを中心にして周方向に3ヶ所の溝部(ねじれ溝)3が形成されている、いわゆる3溝のスパイラルタップである。
溝部3は、前述したように図3および図4に示すように大きく分けて第1溝31,第2溝32および稜線部33から形成されている。
第1溝31は、図4に示すようにねじ部2の切れ刃5から連続して形成されており、すくい面6を形成している溝である。
第2溝32は、後述する稜線部33を介して第1溝31に連なり、ヒール7を形成している溝である。
つまり、タップ1の回転方向(図4において反時計周り)側より、第2溝32、第1溝31の順に配列されている。
稜線部33は、第1溝31を形成する曲面と第2溝32を形成する曲面が互いに重なり合うことで形成される境界部分であり、図3および4に示すようにタップ1の軸方向の断面視において径方向外側(外径側)に凸状に形成される。
第2溝32は、後述する稜線部33を介して第1溝31に連なり、ヒール7を形成している溝である。
つまり、タップ1の回転方向(図4において反時計周り)側より、第2溝32、第1溝31の順に配列されている。
稜線部33は、第1溝31を形成する曲面と第2溝32を形成する曲面が互いに重なり合うことで形成される境界部分であり、図3および4に示すようにタップ1の軸方向の断面視において径方向外側(外径側)に凸状に形成される。
第1溝31と第2溝32の溝の深さ、すなわちタップ1の外周面から各溝31,32の溝底31b,32bまでの距離を比較すると、図3および図4に示すように第1溝31の溝深さが第2溝32の溝深さよりも深い。
言い換えると、タップ1の中心軸Oから第1溝31と第2溝32の各溝底31b,32bまでの距離d1,d2を比較した場合、図4に示すように中心軸Oから第1溝31の溝底31bまでの距離d1は、中心軸Oから第2溝32の溝底32bまでの距離d2よりも短い。
言い換えると、タップ1の中心軸Oから第1溝31と第2溝32の各溝底31b,32bまでの距離d1,d2を比較した場合、図4に示すように中心軸Oから第1溝31の溝底31bまでの距離d1は、中心軸Oから第2溝32の溝底32bまでの距離d2よりも短い。
ここで、第1溝31の溝底31bは図4に示すようにタップ1の中心軸Oを中心とした第1溝31の仮想円C1(二点鎖線で図示)と第1溝31を形成する外郭線(曲面)との接点である。
同様に、第2溝32の溝底32bも図4に示すように中心軸Oを中心とした第2溝32の仮想円C2(二点鎖線で図示)と第2溝32を形成する外郭線(曲面)との接点である。
なお、仮想円C1はタップ1の心厚を示す。
同様に、第2溝32の溝底32bも図4に示すように中心軸Oを中心とした第2溝32の仮想円C2(二点鎖線で図示)と第2溝32を形成する外郭線(曲面)との接点である。
なお、仮想円C1はタップ1の心厚を示す。
さらに、タップ1の中心軸Oから稜線部33までの距離eは、図4に示すように中心軸Oから第1溝31の溝底31bまでの距離d1や中心軸Oから第2溝32の溝底32bまでの距離d2よりも長い。
次に、本発明に係るタップにおけるヒールの逃げについて説明する。
本発明に係るタップ1の切削加工時におけるタップ1と被削材Wの内周面の拡大図を図5に示す。
タップ1と被削材Wの内周面の間には図5に示すように逃げ(ねじ山の逃げ)が存在する。
その逃げ量は食付き部の逃げ角θとして2°未満とする。
逃げ角θを2°未満とすることで、第2溝32に切り屑が存在する場合でも第2溝32からねじ部2側(タップ1と被削材Wの隙間)への切り屑の侵入を防止できる。
本発明に係るタップ1の切削加工時におけるタップ1と被削材Wの内周面の拡大図を図5に示す。
タップ1と被削材Wの内周面の間には図5に示すように逃げ(ねじ山の逃げ)が存在する。
その逃げ量は食付き部の逃げ角θとして2°未満とする。
逃げ角θを2°未満とすることで、第2溝32に切り屑が存在する場合でも第2溝32からねじ部2側(タップ1と被削材Wの隙間)への切り屑の侵入を防止できる。
なお、図1に示す実施の形態ではタップ1の溝部3がねじれ溝(スパイラル)の場合を示しているが、本発明に係るタップは溝部が直溝(ストレート)でも構わない。
本発明に係るタップの溝部をねじれ溝とすることで、被削材がチタン合金等のようにめねじ加工時に発生する切りくずが分断される形態の場合でも切り屑を第1溝内に滞留させて、第2溝への侵入を防止できる。
つまり、めねじ加工時に発生する切りくずがタップの第2溝へ入り込むことが防止されるので、めねじ加工終了後にタップを逆回転させながら引き抜く際に切りくずがタップのヒール側からねじ部へ侵入して、切り屑とタップの噛み込みを防止するという効果を奏する。
<試験1>
タップの溝(断面)形状および食付き部の逃げ角による切削性能を確認するためにチタン合金(Ti-6Al-4V)を被削材としてタップの切削加工試験を行った。
その試験結果について図面を用いて説明する。
本試験では、図1等に示す本発明に係るタップ(以下、「本発明品1」という)の他に、従来のタップとして2種類のタップ(以下、それぞれ「従来品1」,「従来品2」という)を加えた計3種類のタップ(M9)を使用した。
本試験で用いた従来品1の溝形態を示すタップ100の模式断面図を図6、従来品2の溝形態を示すタップ200の模式断面図を図7にそれぞれ示す。
タップの溝(断面)形状および食付き部の逃げ角による切削性能を確認するためにチタン合金(Ti-6Al-4V)を被削材としてタップの切削加工試験を行った。
その試験結果について図面を用いて説明する。
本試験では、図1等に示す本発明に係るタップ(以下、「本発明品1」という)の他に、従来のタップとして2種類のタップ(以下、それぞれ「従来品1」,「従来品2」という)を加えた計3種類のタップ(M9)を使用した。
本試験で用いた従来品1の溝形態を示すタップ100の模式断面図を図6、従来品2の溝形態を示すタップ200の模式断面図を図7にそれぞれ示す。
図6および図7に示すように、従来品1および従来品2の溝部が概ね通常のタップと同様である点は共通するが、従来品2(タップ200)の溝203の深さは従来品1(タップ100)の溝103よりも深い。
言い換えると、タップ100(従来品1)の心厚O100から溝底103bまでの距離は、タップ200(従来品2)の心厚O200から溝底203bまでの距離に比べて長い。
本試験で使用した3種類のタップの仕様を表1に示す。
言い換えると、タップ100(従来品1)の心厚O100から溝底103bまでの距離は、タップ200(従来品2)の心厚O200から溝底203bまでの距離に比べて長い。
本試験で使用した3種類のタップの仕様を表1に示す。
上記に示す3種類のタップを用いて切削加工試験を行った後、各タップから排出された切り屑の形態を図8ないし図13に示す。
本発明品1から排出された切り屑の内、切り屑長さが長いものを図8、短いものを図9に示す。
同様に、切削試験後に従来品1から排出された切り屑の形態を図10(長い切り屑),図11(短い切り屑)、従来品2から排出された切り屑の形態を図12(長い切り屑),図13(短い切り屑)に示す。
本発明品1から排出された切り屑の内、切り屑長さが長いものを図8、短いものを図9に示す。
同様に、切削試験後に従来品1から排出された切り屑の形態を図10(長い切り屑),図11(短い切り屑)、従来品2から排出された切り屑の形態を図12(長い切り屑),図13(短い切り屑)に示す。
3種類のタップを用いて切削加工試験を行った結果、3種類のタップから発生した長い切り屑を比較すると、図8および図10に示すように本発明品1および従来品1を用いた切削加工により発生した切り屑は1回または2回程度のらせん状に形成された形態であった。
一方、従来品2を用いた切削加工による長い切り屑は、図12に示すように幾重にもらせん状に巻かれた形態であった。
図12に示す形態の切り屑が切削加工中に発生すると、タップの溝部に切り屑が詰まる原因となる。
一方、従来品2を用いた切削加工による長い切り屑は、図12に示すように幾重にもらせん状に巻かれた形態であった。
図12に示す形態の切り屑が切削加工中に発生すると、タップの溝部に切り屑が詰まる原因となる。
次に、上記3種類のタップから発生した短い切り屑の形態を比較する。
本発明品1および従来品2を用いた切削加工により発生した切り屑の形態は図9および図13に示すように細かく分断されずにカールされた(円弧)形状であった。
これに対して、従来品1の切削加工により発生した切り屑の形態は図11に示すように細かく分断された形態であった。
図11に示す形態の切り屑が切削加工中に発生すると、切削加工後にタップを逆回転することで細かな切り屑がタップのヒールからねじ部側へ侵入して、タップと被削材の間で凝着(焼き付き)が発生する原因となる。
本発明品1および従来品2を用いた切削加工により発生した切り屑の形態は図9および図13に示すように細かく分断されずにカールされた(円弧)形状であった。
これに対して、従来品1の切削加工により発生した切り屑の形態は図11に示すように細かく分断された形態であった。
図11に示す形態の切り屑が切削加工中に発生すると、切削加工後にタップを逆回転することで細かな切り屑がタップのヒールからねじ部側へ侵入して、タップと被削材の間で凝着(焼き付き)が発生する原因となる。
以上の試験結果より、被削材がチタン合金の場合には従来品1および2の様にタップの溝形態が通常のタップと同じ形態であると、溝の深さに関わらず切削加工時に発生する切り屑は幾重にもらせん状に巻かれた形態であったり、細かく分断された形態として排出されることがわかった。
これに対して、本発明品1の様に1溝の形態を複数に分割して形成し、一方の溝の深さを他方の溝深さよりも深くすることで、切削加工で生成する切り屑が適切な長さになることがわかった。
これに対して、本発明品1の様に1溝の形態を複数に分割して形成し、一方の溝の深さを他方の溝深さよりも深くすることで、切削加工で生成する切り屑が適切な長さになることがわかった。
<試験2>
次に、タップの食付き部におけるねじ山の数(山数)と切削性能の関係性を確認するためにタップの切削加工試験を行った。
その試験結果について図面を用いて説明する。
本試験では先の試験1で用いた本発明品1の形態と同一にして、食付き部の山数を2山半のタップ(本発明品1)および食付き部の山数を1山半に減じたタップ(以下、「比較品1」という)の2種類のタップを使用した。
次に、タップの食付き部におけるねじ山の数(山数)と切削性能の関係性を確認するためにタップの切削加工試験を行った。
その試験結果について図面を用いて説明する。
本試験では先の試験1で用いた本発明品1の形態と同一にして、食付き部の山数を2山半のタップ(本発明品1)および食付き部の山数を1山半に減じたタップ(以下、「比較品1」という)の2種類のタップを使用した。
本試験2では、本発明品1および比較品1の2種類のタップを用いて被削材に対して計50穴のねじ穴加工を行い、各タップから排出された切り屑の形態を確認した。
また、加工されたねじ穴に対してゲージによる寸法確認も行った。
ここで使用したゲージは、ねじ穴へ回転しながらねじ込んだ際に所定の位置まで挿入できることを確認するためのゲージ(いわゆる、通りプラグゲージ)、およびねじ穴へ回転しながらねじ込んだ際に所定の位置(2回転)以上は挿入できないことを確認するためのゲージ(いわゆる、止まりプラグゲージ)の2種類のゲージを用いてねじ穴の寸法確認を行った。
また、加工されたねじ穴に対してゲージによる寸法確認も行った。
ここで使用したゲージは、ねじ穴へ回転しながらねじ込んだ際に所定の位置まで挿入できることを確認するためのゲージ(いわゆる、通りプラグゲージ)、およびねじ穴へ回転しながらねじ込んだ際に所定の位置(2回転)以上は挿入できないことを確認するためのゲージ(いわゆる、止まりプラグゲージ)の2種類のゲージを用いてねじ穴の寸法確認を行った。
本試験により発生した切り屑は、本発明品1および比較品1ともに試験1の試験結果と同様に図8および図9に示すような円弧形状であり、ほぼ一定長さに形成されたものであった。
また、切削加工されたねじ穴のゲージによる寸法確認では、本発明品1を用いて加工された計50穴のねじ穴に対して上述した2種類のゲージを用いたねじ穴の寸法確認について問題は見られなかった。
また、切削加工されたねじ穴のゲージによる寸法確認では、本発明品1を用いて加工された計50穴のねじ穴に対して上述した2種類のゲージを用いたねじ穴の寸法確認について問題は見られなかった。
しかし、比較品1を用いて加工されたねじ穴は、通りプラグゲージによる寸法確認を第1穴目から開始して、通算で第4穴目および第5穴目においてゲージが所定位置まで挿入するまでに大きな抵抗が感じられた。
そのためゲージをそれ以上挿入させることなく、ねじ穴の寸法確認結果については「不合格」と判断した。
なお、第6穴目以降のねじ穴の寸法確認は、ゲージのねじ部の損傷を防止する観点からその時点で終了した。
そのためゲージをそれ以上挿入させることなく、ねじ穴の寸法確認結果については「不合格」と判断した。
なお、第6穴目以降のねじ穴の寸法確認は、ゲージのねじ部の損傷を防止する観点からその時点で終了した。
以上の試験結果より、ねじ加工されたねじ穴について日本工業規格(JIS B0205)に準じたねじ穴寸法を確保するためには、タップの食付き部の山数は少なくとも2山以上有しているのが好ましい。
本発明に係るタップは、めねじ加工後に分断された切りくずがタップに噛み込むのを抑えることができるので、相対的に延性の低い被削材のねじ加工にも広く適用できる。
Claims (5)
- 食付き部および完全山部を有するねじ部と、前記ねじ部を分断するように形成された溝部と、前記ねじ部および前記溝部に連続して形成されたシャンク部と、を備えるタップにおいて、
前記溝部は、少なくとも、
前記ねじ部の切刃側に形成されている第1溝と、
前記第1溝と連続して形成されている第2溝と、
前記第1溝および前記第2溝の境界である稜線部と、
から構成されており、
前記タップの中心軸から前記稜線部までの距離は、
前記中心軸から前記第1溝の溝底までの距離および
前記中心軸から前記第2溝の溝底までの距離よりも長い
ことを特徴とするタップ。 - 前記中心軸から前記第1溝の溝底までの距離は、
前記中心軸から前記第2溝の溝底までの距離よりも短い
ことを特徴とする請求項1に記載のタップ。 - 前記食付き部の逃げ角は、2°未満である
ことを特徴とする請求項1または2に記載のタップ。 - 前記食付き部の山数は、2山以上である
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に請求項1に記載のタップ。 - 前記溝部は、ねじれ溝である
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のタップ。
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MX2018006768A (es) | 2015-12-02 | 2018-08-01 | Osg Corp | Macho de tarraja en espiral para maquinado de rosca de tubo ahusado. |
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-
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