(57)【要約】【課題】切り屑が繋がり易い被削材であっても切り屑を細かく分断してチッピングを抑制し、良好にねじの切削加工を行うことができるようにする。【解決手段】加工すべきねじ山に対応する凹凸形状の切れ刃２６の凸形状部分のすくい面の中央部に凹所４０が設けられ、チップブレーカとして機能するため、凸形状の先端だけでなく両側部で切削された切り屑についても、その凹所４０によってカール、分断作用が得られるようになり、切り屑が繋がり易い被削材に対しても、切り屑詰まりや噛み込みが抑制されてチッピングが防止され、良好にねじを切削加工できるようになる。【選択図】      図１
2004291104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工すべきねじ山に対応する凹凸形状の切れ刃が外周部に設けられているねじ切りフライスにおいて、
前記切れ刃の凸形状部分のすくい面には、少なくとも該凸形状の側部に沿って凹所が設けられている
ことを特徴とするねじ切りフライス。
【請求項２】
前記凹所は、前記切れ刃の凸形状部分のすくい面の中央部に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のねじ切りフライス。
【請求項３】
前記凹所は、前記凸形状の先端および両側部に存在する切れ刃から連続して徐々に深くなるように設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載のねじ切りフライス。
【請求項４】
軸心まわりに回転駆動される工具本体と、該工具本体に着脱可能に取り付けられるねじ切削用チップとを有し、該ねじ切削用チップに前記凹凸形状の切れ刃および凹所が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のねじ切りフライス。
【請求項５】
軸心まわりに回転駆動される工具本体に着脱可能に取り付けられるとともに、該工具本体から外周側へ突き出す先端部に、加工すべきねじ山に対応する凹凸形状の切れ刃が設けられているねじ切削用チップにおいて、
前記切れ刃の凸形状部分のすくい面には、少なくとも該凸形状の側部に沿って凹所が設けられている
ことを特徴とするねじ切削用チップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はねじ切りフライスに係り、特に、切り屑が繋がり易い材料に対しても切り屑を細かく分断して良好に切削加工を行うことができるねじ切りフライスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加工すべきねじ山に対応する凹凸形状の切れ刃が外周部に設けられているねじ切りフライスが、めねじなどのねじ山の切削加工に広く用いられている。特許文献１に記載のねじ切りフライスはその一例で、（ａ）  軸心まわりに回転駆動される工具本体と、（ｂ）  その工具本体に着脱可能に取り付けられるとともに、その工具本体から外周側へ突き出す先端部に上記凹凸形状の切れ刃が設けられているねじ切削用チップと、を有して構成されている。図６はねじ切削用チップの一例で、このねじ切削用チップ１００は略台形形状を成しているとともに、その長辺側に凹凸形状が設けられて板厚方向の両端縁に一対の切れ刃１０２が設けられている。また、切れ刃１０２の近傍には、切れ刃１０２の刃先角が６０°〜８５°程度の鋭角になるように、所定の傾斜角度ψで傾斜する凹溝１０４が台形形状の長辺に沿って設けられ、優れた切れ味が得られるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平８−１１３３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記凹溝１０４は、切り屑をカールさせたり分断したりする作用が得られるが、切れ刃１０２は凹凸形状を成していて、凸形状部分の先端と両側部（フランクとの稜線部分）とでは切り屑の発生メカニズムが相違するのに対し、凹溝１０４は凸形状部分の先端（チップ１００の先端）から全体的に傾斜しているだけであるため、凸形状部分の両側部で切削された切り屑については必ずしも適切なカール、分断作用が得られず、切り屑が繋がり易い被削材の場合、切り屑詰まりが生じたり長く伸びた切り屑を噛み込んだりしてチッピングを発生することがあった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、切り屑が繋がり易い被削材であっても切り屑を細かく分断してチッピングを抑制し、良好にねじの切削加工を行うことができるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、加工すべきねじ山に対応する凹凸形状の切れ刃が外周部に設けられているねじ切りフライスにおいて、前記切れ刃の凸形状部分のすくい面には、少なくともその凸形状の側部に沿って凹所が設けられていることを特徴とする。
なお、凸形状の側部とは、すくい面とフランクとが交差する稜線のことである。
【０００７】
第２発明は、第１発明のねじ切りフライスにおいて、前記凹所は、前記切れ刃の凸形状部分のすくい面の中央部に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、第２発明のねじ切りフライスにおいて、前記凹所は、前記凸形状の先端および両側部に存在する切れ刃から連続して徐々に深くなるように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのねじ切りフライスにおいて、軸心まわりに回転駆動される工具本体と、その工具本体に着脱可能に取り付けられるねじ切削用チップとを有し、そのねじ切削用チップに前記凹凸形状の切れ刃および凹所が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
第５発明は、軸心まわりに回転駆動される工具本体に着脱可能に取り付けられるとともに、その工具本体から外周側へ突き出す先端部に、加工すべきねじ山に対応する凹凸形状の切れ刃が設けられているねじ切削用チップにおいて、前記切れ刃の凸形状部分のすくい面には、少なくともその凸形状の側部に沿って凹所が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
第１発明のねじ切りフライスは、切れ刃の凸形状部分のすくい面にその凸形状の側部に沿って凹所が設けられているため、その側部で切削された切り屑が凹所によってカールさせられるとともに分断されるようになり、切り屑が繋がり易い被削材に対しても、切り屑詰まりや噛み込みが抑制されてチッピングが防止され、良好にねじを切削加工できるようになる。
なお、ねじ切削用チップに関する第５発明についても、実質的に同様の作用効果が得られる。
【００１２】
第２発明では、切れ刃の凸形状部分のすくい面の中央部に凹所が設けられているため、凸形状部分の先端および両側部で切削された切り屑が、何れもその凹所によってカールさせられるとともに分断されるようになり、切り屑詰まりや噛み込みが一層効果的に抑制されてチッピングが防止されるとともに、例えば凸形状部分の先端および両側部に沿ってコの字形状等の凹所を設ける場合に比較して、凹所の形状が簡単で安価に構成される。
【００１３】
第３発明では、凸形状の先端および両側部に存在する切れ刃から連続して徐々に深くなるように凹所が設けられているため、切れ刃が鋭くなって切れ味が向上するとともに、その切れ刃に連続して設けられた凹所によって切り屑が一層効果的にカールさせられ、且つ分断される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のねじ切りフライスは、めねじの切削加工に好適に用いられるが、おねじを切削加工することも可能である。工具本体は、通常は円柱形状或いはテーパ形状のものが用いられ、ねじ切削用チップの切れ刃の凹凸形状は、１山であっても良いが２山或いは３山以上の多山であっても良い。このねじ切削用チップは１個だけでも良いが、工具本体の周方向や軸方向に複数設けることも可能である。
【００１５】
また、ねじ切りフライスは、凸形状の切れ刃の先端および両側部だけでねじ溝を切削加工するものでも良いが、凹凸形状の凹部も含めて総形切削でねじ山を切削加工するものでも良い。
【００１６】
第２発明では、凸形状部分の中央部に凹所が設けられ、凸形状の先端および両側部で切削された切り屑が何れもその凹所でカールさせられ且つ分断されるが、第１発明の実施に際しては、例えば凸形状部分の先端および両側部に沿ってコの字形状等の凹所を設けることも可能である。
【００１７】
第３発明では、凸形状の先端および両側部に存在する切れ刃から連続して徐々に深くなるように凹所が設けられているが、他の発明の実施に際しては、凸形状の先端および両側部に存在する切れ刃から所定の寸法だけ内側へ入った部分に、角形や円形、楕円形などの所定形状の凹所を設けるようにしても良い。
【００１８】
第４発明のねじ切りフライスは、切れ刃を有するねじ切削用チップが工具本体と別体に構成されているが、他の発明の実施に際しては、凹凸形状の切れ刃が一体に設けられたむくフライスに適用することもできる。
【００１９】
第５発明のねじ切削用チップについても、第２発明のように凸形状部分の中央部に凹所を設けたり、第３発明のように凸形状の先端および両側部に存在する切れ刃から連続して徐々に深くなる凹所を設けたりすることができる。凸形状の先端および両側部に存在する切れ刃から所定の寸法だけ内側へ入った部分に、角形や円形、楕円形などの所定形状の凹所を設けたり、凸形状部分の先端および両側部に沿ってコの字形状等の凹所を設けたりすることも可能である。
【００２０】
ねじ切削用チップは、例えば前記特許文献１に記載のように凹溝を設けて凸形状の先端の刃先を鋭角にしたものを採用することも可能で、その場合は凹溝内の所定部位に更に凹所を設ければ良い。凸形状先端の刃先角が略直角で断面が略矩形のねじ切削用チップや、両端面が全体的に傾斜させられて凸形状先端の刃先が鋭角とされているものなど、種々のねじ切削用チップに本発明は適用され得る。特許文献１では平板形状のねじ切削用チップの板厚方向の両端に切れ刃が設けられているが、本発明は、板厚方向の一端にのみ切れ刃が設けられているねじ切削用チップにも適用され得る。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例であるねじ切りフライス１０を示す図で、（ａ）  は軸心Ｏと直角方向から見た正面図、（ｂ）  は（ａ）  におけるＢ−Ｂ断面図であり、円柱形状の工具本体１２の先端部には単一のねじ切削用チップ１４が取付ボルト１６により着脱可能に取り付けられている。工具本体１２は、大径のシャンク１８と首部２０とを軸方向に一体に備えており、シャンク１８が図示しない主軸などに把持されて軸心Ｏまわりに回転駆動されるとともに、首部２０の先端部には凹所２２が形成されてチップ取付座２４が設けられ、ねじ切削用チップ１４が軸心Ｏと平行な姿勢に位置決めされて取付ボルト１６により一体的に固定されている。
【００２２】
図２は、上記ねじ切削用チップ１４を単独で拡大して示す図で、（ａ）  は正面図、（ｂ）  は（ａ）  の右側面図、（ｃ）  は（ａ）  におけるＣ−Ｃ断面図である。ねじ切削用チップ１４は、平板状で略台形形状を成しているとともに、その台形の長辺側に加工すべきねじ山に対応する多数の凹凸形状が設けられ、板厚方向の両端の稜線がそれぞれ切れ刃２６、２８として用いられるようになっており、その凹凸形状が設けられた先端部が前記工具本体１２から外周側へ突き出し且つ軸心Ｏと略平行になる姿勢で前記チップ取付座２４に固定されている。また、凹凸形状が設けられた先端部から後端すなわち台形の短辺側に向かうに従って薄くなるように、一対の切れ刃２６、２８に連続する両端面３０、３２がそれぞれ同じ傾斜角度θで対称的に後端縁まで直線的に傾斜させられ、一対の切れ刃２６、２８の刃先角が何れも鋭角とされている。傾斜角度θは、例えば０°＜θ≦１０°の範囲内で、本実施例では約５°とされており、両切れ刃２６、２８の刃先角は何れも約８５°である。
【００２３】
端面３０、３２のうち切れ刃２６、２８の近傍部分はすくい面として機能し、そのすくい面のうち切れ刃２６、２８の凸形状部分の中央に位置する部分には、それぞれ円乃至楕円形状の凹所４０、４２が設けられている。凹所４０、４２は、切り屑をカールさせたり分断したりするチップブレーカとして機能するもので、比較的浅い滑らかな円弧の断面形状を成しており、凸形状の先端および両側部に存在する切れ刃２６、２８から所定の寸法だけ内側へ入った部分に設けられている。
【００２４】
上記ねじ切削用チップ１４には、取付ボルト１６を挿通させる挿通穴３４が中央部に設けられているとともに、その挿通穴３４の両端開口部には、それぞれ他方の端面３２、３０に対して垂直になるように、板厚の中心線に対して対称的にテーパ面３６、３８が設けられている。これにより、他方の端面３２または３０がチップ取付座２４に対して密着する状態で、そのチップ取付座２４に対して垂直にねじ込まれる取付ボルト１６の頭部が、そのテーパ面３６または３８に密着させられ、切れ刃２６、２８のどちらを使う場合でもねじ切削用チップ１４が強固に工具本体１２に取り付けられる。取付ボルト１６の頭部には、テーパ面３６、３８に対応するテーパ面が設けられて、テーパ嵌合されるようになっている。なお、図１は、切れ刃２６を使って切削加工を行う場合である。
【００２５】
また、上記チップ取付座２４は、ねじ切削用チップ１４が工具本体１２に取り付けられた状態において、切れ刃２６または２８のすくい角αが所定の値になるように、前記傾斜角度θに応じて所定の傾斜角度βで傾斜して設けられている。すなわち、軸心Ｏとチップ取付座２４の外周縁とを結ぶ直線に対するチップ取付座２４の傾斜角度βは、２θ−αとなるように定められる。すくい角αは、例えば−１０°≦α＜０°の範囲内で定められ、本実施例では約−５°で、傾斜角度βは約１５°とされている。
【００２６】
このようなねじ切りフライス１０においては、切れ刃２６、２８の凸形状部分のすくい面の中央部に凹所４０、４２が設けられ、チップブレーカとして機能するようになっているため、凸形状の先端だけでなく両側部で切削された切り屑についても、その凹所４０、４２によってカール、分断作用が得られるようになり、切り屑が繋がり易い被削材に対しても、切り屑詰まりや噛み込みが抑制されてチッピングが防止され、良好にねじを切削加工できるようになる。
【００２７】
また、切れ刃２６、２８の凸形状部分のすくい面の中央部に凹所４０、４２が設けられているため、例えば凸形状部分の先端および両側部に沿ってコの字形状等の凹所を設ける場合に比較して、凹所４０、４２の形状が簡単で安価に構成される。
【００２８】
因みに、切れ刃２６、２８の多数の凸形状部分にそれぞれ凹所４０、４２が設けられた上記ねじ切りフライス１０（本発明品）と、凹所４０、４２を設けていない比較品とを用いて、以下の加工条件でねじ切削加工を行って工具寿命を調べたところ、図３に示す結果が得られた。かかる図３から明らかなように、本発明品によれば、切り屑が繋がり易い被削材（ＳＵＳ３０４）に対しても、切り屑詰まり等による刃欠けが抑制されて十分な工具寿命が得られるようになる。
（加工条件）
めねじ：Ｍ２４×２．０（ねじ立て：２４ｍｍ）
下穴：φ２２×２５ｍｍ（通り穴）
被削材：ＳＵＳ３０４
切削速度：２０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．０５ｍｍ／ｔ
切削油剤：水溶性
加工機：横型マシニングセンタ
【００２９】
なお、上記実施例ではすくい角αが約−５°で、ねじ切削用チップ１４の端面３０、３２の傾斜角度θが約５°であったが、すくい角αは正も含めて適宜定められるとともに、傾斜角度θは０°（刃先角が９０°）を含めて適宜定められる。
【００３０】
また、前記実施例では凸形状の先端および両側部に存在する切れ刃２６、２８から所定の寸法だけ内側へ入った部分に凹所４０、４２が設けられていたが、例えば図４に示すように切れ刃２６の凸形状の先端２６ａおよび両側部２６ｂ、２６ｃからそれぞれ連続して徐々に深くなる角形（台形）の凹所４４を設けることもできる。その場合は、切れ刃２６の先端２６ａだけでなく両側部２６ｂ、２６ｃも鋭くなって切れ味が向上するとともに、その切れ刃２６に連続して設けられた凹所４４によって切り屑が一層効果的にカールさせられ、且つ分断される。図４の（ａ）  は、切れ刃２６をすくい面側から見た正面図で、（ｂ）  は（ａ）  におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）  は（ａ）  におけるＣ−Ｃ断面図である。
【００３１】
また、図５は、凹凸形状の切れ刃２６の凸形状部分だけでなく凹部２６ｄも含めて総形切削によりねじ山が切削加工される場合で、その凹部２６ｄから連続して徐々に深くなる凹溝４６が前記凹所４４に連続して設けられており、凹部２６ｄで切削加工された切り屑についても凹溝４６により良好にカールさせられ且つ分断される。
【００３２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるねじ切りフライスを示す図で、（ａ）  は正面図、（ｂ）  は（ａ）  におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図１のねじ切りフライスに取り付けられているねじ切削用チップを単独で示す図で、（ａ）  は正面図、（ｂ）  は（ａ）  の右側面図、（ｃ）  は（ａ）  におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図３】図１の本発明品と凹所が無い比較品とを用いて、めねじの切削加工を行って工具寿命を調べた結果を示す図である。
【図４】本発明の別の実施例を示す図で、切れ刃のすくい面に設けられた凹所を説明する図であり、（ａ）  は正面図、（ｂ）  は（ａ）  におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）  は（ａ）  におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図５】本発明の更に別の実施例を示す図で、切れ刃のすくい面に設けられた凹所を説明する図であり、（ａ）  は正面図、（ｂ）  は（ａ）  におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）  は（ａ）  におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】従来のねじ切削用チップの一例を示す図で、（ａ）  は正面図、（ｂ）  は（ａ）  の右側面図である。
【符号の説明】
１０：ねじ切りフライス    １２：工具本体    １４：ねじ切削用チップ    ２６、２８：切れ刃    ２６ａ：先端    ２６ｂ、２６ｃ：側部    ４０、４２、４４：凹所
【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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【図６】
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