(57)【要約】 【課題】  高速切削時における刃物寿命の向上を図る。【解決手段】  ねじを切削する粗刃２と仕上げ刃３の２つの刃部を直列状に形成したチェザー１である。前記粗刃２と仕上げ刃３における、側面切削稜２ｂ，２ｃ及び３ｂ，３ｃと、正面切削稜２ａ及び３ａの各々の逃げ角γ1〜γ3を２〜１０°とした。粗刃２の面積が、仕上げ刃３の面積の８０〜９５％となるようにする。【効果】  刃部の個数や各刃部の形状を適正に決定することで、高速切削時における刃部の寿命延長が図れる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじを切削する２又は３山の粗刃と仕上げ刃を直列状に形成したチェザーであって、
前記粗刃と仕上げ刃の側面切削稜と正面切削稜の各々の逃げ角を２〜１０°としたことを特徴とするチェザー。
【請求項２】
前記仕上げ刃の直前の粗刃の面積が、仕上げ刃の面積の８０〜９５％であることを特徴とする請求項１に記載のチェザー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油井管の端部に、ねじ継手の台形ねじ（いわゆるＡＰＩバットレス）や角ねじ等を切削加工する場合のように、高い精度が要求されるねじ切削加工に使用するチェザーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、油井管の端部に台形ねじを切削加工する場合について説明する。
油井管同士を接続するための継手（カップリング）のねじを切削するには、図３に示すような、１つの刃部１１ａを形成したチェザー１１だけでなく、図４に示すような、例えば５つの刃部２１ａ〜２１ｅを直列状に配置したチェザー２１のように、複数の刃部を配置したチェザーが使用されている。
【０００３】
このようなチェザーを用いたねじ切削は、一般の切削加工に較べて、実質上の送り速度が速い。また、台形ねじを切削する場合には、一般的な山型ねじを切削する場合に較べて、ねじの底部及び山部が長くなるので、切り屑との接触長さ、つまり実質的な刃部の長さが長くなり、刃部に作用する負荷が大きくなる。
【０００４】
また、近年では、油井環境が厳しくなり、ガス井化及び深井戸化が進むにつれ油井管材料として、高強度材や耐食性Ｃｒ鋼等の難切削材料の需要が増大してきていることから、チェザーの寿命低下や生産性の低下の問題が発生している。
【０００５】
そこで、このようなチェザーの寿命改善や生産性向上を目的として、例えばコーティング超硬合金チェザーにおいて、刃物の寿命向上を図るために、切り刃近傍のコーティング膜厚を部分的に薄くして靱性低下を防ぐようにしたものが提案されている。
【特許文献１】特開昭６０−１７２４０３号公報
【０００６】
また、コーティングされたチェザーの刃先処理（ホーニング）方法を改善することにより、切れ味、耐チッピング性、耐摩耗性を向上させた管ねじ切り用チップが提案されている。
【特許文献２】特開平５−２７７８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、台形ねじの切削においては、図５に示すように、刃部側面の角度α，βによって、ねじ山の深さ方向の切込み量ｃと幅方向の切込み量ａ，ｂが異なる。従って、難切削材の切削時には、刃先の欠損を避けるために、ねじ山の深さ方向の切込み量ｃを小さくし、切削パス回数を増加させて対応しているが、この場合、ねじ山の幅方向の切込み量ａ，ｂがねじ山の深さ方向の切込み量ｃに較べて極端に小さくなり、摩擦熱によって刃先が早期に摩耗し、チェザーの寿命が低下するという問題が生じることは、前記特許文献で提案された技術も同様であった。
【０００８】
本発明が解決しようとする問題点は、従来のチェザーでは、刃部の個数や各刃部の形状が適正でなく、高速切削時における摩擦熱によって寿命が低下するという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のチェザーは、
高速切削時における摩擦熱による寿命低下を防止するために、
ねじを切削する２又は３山の粗刃と仕上げ刃を直列状に形成したチェザーであって、
前記粗刃と仕上げ刃の側面切削稜と正面切削稜の各々の逃げ角を２〜１０°としたことを最も主要な特徴としている。
【００１０】
複数の刃部を直列状に形成したチェザーでは、チェザー全体としての切り込み量を同一とした場合、刃部１つ当たりの切り込み量が少なくなって切削抵抗が軽減されるために、より高速での切削が可能になる。
【００１１】
しかしながら、刃部の数を増加し過ぎると、刃部１つ当たりの切削抵抗は軽減できても、チェザー全体の切削抵抗が増大するので、製品の寸法精度が悪くなる。
そこで、本発明では、高速切削と、製作精度の兼ね合いから、ねじを切削する刃部を２又は３山とした。
【００１２】
このように刃部を２又は３山の粗刃と仕上げ刃とした本発明のチェザーにおいて、粗刃と仕上げ刃の側面切削稜と正面切削稜の各々の逃げ角を２〜１０°としたのは、これらの逃げ角が２°未満の場合は、刃部の側面切削稜及び正面切削稜の各逃げ面と切り屑が擦れることにより、切削時の抵抗増加が大きくなるからである。一方、逃げ角が１０°を超えると刃部の先端が尖り過ぎて切削時に欠損が発生しやすくなるからである。発明者らの実験によれば、逃げ角が５〜６°の場合に最良の結果が得られた。
【００１３】
なお、チェザーに形成する刃部の数によって各刃部に作用する切削抵抗が異なるため、刃部が２又は３山の粗刃と仕上げ刃以外の場合には、前記逃げ角の最適範囲が異なることは言うまでもない。
【００１４】
前記本発明のチェザーでは、１パスで切削を完了する場合は、仕上げ刃の直前の粗刃の面積が仕上げ刃の面積の８０〜９５％となるように、仕上げ刃の直前の粗刃と仕上げ刃の面積を決定することが望ましいが、複数パスで切削を完了する場合は、各パスの切込み量によって仕上げ刃の直前の粗刃と仕上げ刃の面積の割合は変化する。なお、本発明において、刃の面積とは、正面切削稜と側面切削稜を乗算した値を言う。
【００１５】
発明者等の実験によれば、１パスで切削を完了する場合に、仕上げ刃の直前の粗刃の面積が、仕上げ刃の面積の８０％未満になると仕上げ刃の切削面積が多くなって摩耗し易くなり、また、９５％を超えると仕上げ刃の切削面積が少なくなりすぎて摩擦熱によって摩耗が促進したり、パス毎にピッチずれが発生しやすくなるからである。
【００１６】
但し、台形ねじを切削加工する場合は、前述のように、ねじ山の深さ方向の切込み量に較べて幅方向の切込み量が少なくなり、摩擦熱による摩耗が増大するので、仕上げ刃の切込み量は、ねじ山の深さ方向の切込み量が幅方向の切込み量の合計よりも小さくなるように、粗刃の形状を決定することが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のチェザーは、刃部の個数や各刃部の形状や面積を適正に決定したので、高速切削と製作精度の両立を可能としつつ、刃部の寿命延長が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図１および図２に基づいて説明する。
図１は台形ねじを切削加工する本発明のチェザーの一例を示した図、図２は図１のチェザーの刃部を拡大した詳細図である。
【００１９】
１は油井管の端部に形成するねじ継手の台形ねじを切削加工する本発明のチェザーであり、例えば図１（ａ）（ｃ）に示すように、略相似形の粗刃２と仕上げ刃３の２つの刃部を直列状に形成している。
【００２０】
このように、粗刃２と仕上げ刃３の２つの刃部を直列状に形成することで、各刃部に作用する切削抵抗を減少させつつ、チェザー１全体に作用する切削抵抗の増大を抑えて、高速切削と切削精度の向上を両立している。
【００２１】
そして、本発明では、これら粗刃２と仕上げ刃３の刃部を、前記台形ねじのねじ底部を切削加工する正面切削稜２ａ及び３ａと、ねじ側面を切削加工する側面切削稜２ｂ，２ｃ及び３ｂ，３ｃとで形成し、これら正面切削稜２ａ及び３ａと側面切削稜２ｂ，２ｃ及び３ｂ，３ｃの逃げ角γ1，γ2，γ3を、例えば５°となるようにしている。なお、２ｄ〜２ｆ及び３ｄ〜３ｆは正面切削稜２ａ及び３ａと側面切削稜２ｂ，２ｃ及び３ｂ，３ｃの逃げ面を示す。
【００２２】
このように、各切削稜２ａ〜２ｃ及び３ａ〜３ｃの逃げ角γ1〜γ3を例えば５°とすることで、切削加工時における切削抵抗の増大と各刃部の欠損を効果的に防止するようにしている。
【００２３】
また、本例は１パスで切削を完了する場合のチェザー１を示しているので、粗刃２の面積（正面切削稜２ａ×側面切削稜２ｂ又は２ｃ）を仕上げ刃３の面積（正面切削稜３ａ×側面切削稜３ｂ又は３ｃ）の例えば８８％とすることで、切削加工完了時の全切削面積の例えば８８％の面積を粗刃２によって切削し、残りの１２％（図２にハッチングで示した部分）を仕上げ刃３によって切削し、高速切削した際にも、仕上げ刃３を極力摩耗させないようにしたものを示している。
【００２４】
このような台形ねじを切削加工する、図１及び図２に示したチェザー１の場合、前記仕上げ刃３の切込み量は、摩擦熱による摩耗増大を防止するために、ねじ山の深さ方向の切込み量ｃが、幅方向の切込み量ａ，ｂの合計ｂ＋ｃよりも小さくなるようにしておくことが望ましい。
【００２５】
例えば、図２に示した例では、仕上げ刃３のねじ山深さ方向の切込み量ｃを０．１ｍｍ、ねじ山幅方向の切込み量ａ，ｂをそれぞれ０．０８ｍｍとしたものを示している。但し、切削加工する材料や、使用するチェザーの材料、表面加工などによって、最適な切り込み量が変化することは言うまでもない。
【００２６】
以上のような構成の本発明のチェザー１では、高速切削する際に、過度の切込みによる特に仕上げ刃３の刃先欠損や切込み不足による摩擦熱による摩耗を効果的に防止することができ、刃物寿命を向上させることができる。
【００２７】
なお、本発明のチェザー１は、上記の例では、油井管用の台形ねじを切削加工する際に適用するものについて説明したが、これに限らず、例えば他の角ねじ等の切削に使用しても良い。
【００２８】
また、上記の例では、２つの刃部を直列状に形成したものについて説明したが、３つの刃部を直列状に形成したものでも良い。この場合、粗刃とは第１番目と第２番目の刃部をいい、仕上げ刃はこれに続く最終刃である第３番目の刃部をいう。従って、この場合、請求項２に係る発明では、粗刃である第２番目の刃部の面積を仕上げ刃である第３番目の刃部の面積の８０〜９５％とすべく、第２番目の粗刃と第３番目の仕上げ刃の面積を決定する。なお、第１番目の刃部と第２番目の刃部の面積割合も、前記と同様に、第１番目の刃部の面積が第２番目の刃部の面積の８０〜９５％となるように決定することが望ましい。
【００２９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において適宜変更可能なことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上の本発明は、油井管の端部にねじ切削を行うチェザーに限らず、被加工材を切削加工するものであればどのような切削工具にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】油井管に形成するねじ継手の台形ねじを切削加工する本発明のチェザーの一例を示した図で、（ａ）はチェザーの正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）の右側面図である。
【図２】図１のチェザーの刃部を正面から見た詳細図である。
【図３】従来の、刃部を１山有したチェザーを示す正面図である。
【図４】従来の、刃部を５山有したチェザーを示す正面図である。
【図５】従来の、刃部を１山有したチェザーによる切込み量を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    チェザー
２    粗刃
２ａ    正面切削稜
２ｂ，２ｃ  側面切削稜
３    仕上げ刃
３ａ    正面切削稜
３ｂ，３ｃ    側面切削稜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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