(57)【要約】【課題】所定の切れ味を確保しながら、応力集中によるチップの欠損や剛性低下によるビビリ振動の発生を抑制して工具寿命を向上させる。【解決手段】ねじ切削用チップ１４の端面３０、３２が所定の傾斜角度（≒５°）で後端縁まで直線的に傾斜させられることにより切れ刃２６、２８の刃先角が鋭角とされているため、切れ刃の近傍に凹溝を設けて刃先を鋭角にする場合に比較して、所定の切れ味を確保しながら応力集中による欠損や剛性低下によるビビリ振動の発生が抑制され、切削負荷が大きい難削材に対して切削加工を行ったり高能率加工を行ったりする場合でも所定の工具寿命が得られるようになる。【選択図】      図１
2004291103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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とともに、該工具本体から外周側へ突き出す先端部が加工すべきねじ山に対応する凹凸形状とされ、該凹凸形状の少なくとも一端の稜線が切れ刃として用いられる平板状のねじ切削用チップと、
を有するねじ切りフライスにおいて、
前記ねじ切削用チップは、前記凹凸形状が設けられた先端部から後端に向かうに従って薄くなるように、すくい面側の端面が所定の傾斜角度θで後端縁まで直線的に傾斜させられて、前記切れ刃の刃先角が鋭角とされている
ことを特徴とするねじ切りフライス。
【請求項２】
前記傾斜角度θは、０°＜θ≦１０°の範囲内である
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】
前記ねじ切削用チップは、前記凹凸形状の両端の稜線がそれぞれ切れ刃として用いられるもので、該切れ刃に連続する両側の端面がそれぞれ同じ傾斜角度θで対称的に直線的に傾斜させられて、該一対の切れ刃の刃先角が何れも鋭角とされている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のねじ切りフライス。
【請求項４】
前記ねじ切削用チップは、前記切れ刃のすくい角が負になる姿勢で前記工具本体に取り付けられて使用される
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て、ねじ山の切削加工に用いられるねじ切削用チップであって、
請求項１〜３の何れか１項に記載されてい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、ねじ切削用チップが着脱可能に取り付けられてねじ山を切削加工するねじ切りフライスの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（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が加工すべきねじ山に対応する凹凸形状とされ、その凹凸形状の少なくとも一端の稜線が切れ刃として用いられる平板状のねじ切削用チップと、を有す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、例えば図４に示すように略台形形状のねじ切削用チップ１００を備えているとともに、その長辺側に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１０２として用いられるようになっている。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】
しかしながら、このように切れ刃１０２の近傍に凹溝１０４が設けられると、その凹溝１０４付近に応力集中が生じて欠損し易くなるとともに、剛性が低下してビビリ振動が発生し、チッピングが生じたり加工面精度が損なわれたりすることがあった。このような問題は、切削負荷が大きい難削材に対して切削加工を行ったり高能率加工を行ったりする場合に顕著になる。また、両端面に凹溝１０４が設けられると、くびれた状態になって上記問題が一層顕著になる。
【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、所定の切れ味を確保しながら応力集中による欠損や剛性低下によるビビリ振動の発生を抑制して工具寿命を向上させることにある。
【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、（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が加工すべきねじ山に対応する凹凸形状とされ、その凹凸形状の少なくとも一端の稜線が切れ刃として用いられる平板状のねじ切削用チップと、を有するねじ切りフライスにおいて、（ｃ）  前記ねじ切削用チップは、前記凹凸形状が設けられた先端部から後端に向かうに従って薄くなるように、すくい面側の端面が所定の傾斜角度θで後端縁まで直線的に傾斜させられて、前記切れ刃の刃先角が鋭角とされていることを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、第１発明のねじ切りフライスにおいて、前記傾斜角度θは、０°＜θ≦１０°の範囲内であることを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、第１発明または第２発明のねじ切りフライスにおいて、前記ねじ切削用チップは、前記凹凸形状の両端の稜線がそれぞれ切れ刃として用いられるもので、その切れ刃に連続する両側の端面がそれぞれ同じ傾斜角度θで対称的に直線的に傾斜させられて、その一対の切れ刃の刃先角が何れも鋭角とさ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、前記ねじ切削用チップは、前記切れ刃のすくい角が負になる姿勢で前記工具本体に取り付けられて使用され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て、ねじ山の切削加工に用いられるねじ切削用チップであって、第１発明〜第３発明の何れかに記載されているものであ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のねじ切削用チップは、凹凸形状が設けられた先端部から後端に向かうに従って薄くなるように、すくい面側の端面が所定の傾斜角度θで後端縁まで直線的に傾斜させられて、切れ刃の刃先角が鋭角とされているため、所定の切れ味を確保しながら応力集中による欠損や剛性低下によるビビリ振動の発生が抑制され、切削負荷が大きい難削材に対して切削加工を行ったり高能率加工を行ったりする場合でも所定の工具寿命が得られるようになる。
【００１２】
第２発明では、傾斜角度θが０°＜θ≦１０°の範囲内で、切れ刃の刃先角が９０°より小さく且つ８０°以上になるため、所定の切れ味を確保しながら刃先の損傷が抑制される。
【００１３】
第３発明は、凹凸形状の両端の稜線がそれぞれ切れ刃として用いられるものであるが、その切れ刃に連続する両側の端面がそれぞれ同じ傾斜角度θで対称的に直線的に傾斜させられて、その一対の切れ刃の刃先角が何れも鋭角とされているため、両側の端面に凹溝を設けて刃先角を鋭角にする場合に比較して、応力集中による欠損や剛性低下によるビビリ振動の発生が一層効果的に防止される。
【００１４】
第４発明では、切れ刃のすくい角が負になる姿勢でねじ切削用チップが工具本体に取り付けられて使用されるため、刃先の損傷が一層効果的に抑制され、切削負荷が大きい難削材に対する切削加工や高能率加工に好適に用いられる。
【００１５】
第５発明のねじ切削用チップは、実質的に第１発明〜第３発明と同様の作用効果が得られる。
【００１６】
【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。
【００１７】
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。
【００１８】
第２発明では傾斜角度θが０°より大きく１０°以下で、１０°より大きくなると刃先強度が低下して好ましくないが、第１発明の実施に際しては１０°より大きな傾斜角度θで傾斜させることも可能である。
【００１９】
第３発明では、一対の切れ刃が設けられて、両側の端面がそれぞれ同じ傾斜角度θで対称的に直線的に傾斜させられているが、他の発明の実施に際しては、凹凸形状の一端の稜線のみが切れ刃として用いられ、そのすくい面と反対側の端面は傾斜角度θ＝０°の平坦面であっても良い。また、一対の切れ刃を備えている場合に、両側の端面の傾斜角度θを積極的に相違させて異なる刃先角とすることも可能である。
【００２０】
第４発明では、切れ刃のすくい角が負になる姿勢でねじ切削用チップが工具本体に取り付けられているが、他の発明の実施に際しては、すくい角が０°或いは正となる姿勢で切削用チップを取り付けて使用するも可能である。
【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）  の右側面図である。ねじ切削用チップ１４は、図２に拡大して示すように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、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。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する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
このようなねじ切りフライス１０においては、ねじ切削用チップ１４の端面３０、３２が傾斜角度θで後端縁まで直線的に傾斜させられることにより切れ刃２６、２８の刃先角が鋭角とされているため、図４のように凹溝１０４を設けて鋭角とする場合に比較して、所定の切れ味を確保しながら応力集中による欠損や剛性低下によるビビリ振動の発生が抑制され、切削負荷が大きい難削材に対して切削加工を行ったり高能率加工を行ったりする場合でも所定の工具寿命が得られるようになる。
【００２６】
また、傾斜角度θが約５°で切れ刃２６、２８の刃先角が約８５°とされているため、所定の切れ味を確保しながら刃先の損傷が抑制される。
【００２７】
また、本実施例では板厚方向の両端に一対の切れ刃２６、２８が設けられ、その切れ刃２６、２８に連続する両側の端面３０、３２がそれぞれ同じ傾斜角度θで対称的に直線的に傾斜させられているため、図４のように両側の端面にそれぞれ凹溝１０４を設けて刃先角を鋭角にする場合に比較して、応力集中による欠損や剛性低下によるビビリ振動の発生が一層効果的に防止される。
【００２８】
また、本実施例では切れ刃２６または２８のすくい角αが負になる姿勢でねじ切削用チップ１４が工具本体１２に取り付けられて使用されるため、刃先の損傷が一層効果的に抑制され、切削負荷が大きい難削材に対する切削加工や高能率加工に好適に用いられる。
【００２９】
因みに、傾斜角度θ≒５°、すくい角α≒−５°の上記ねじ切りフライス１０（本発明品）と、前記図４において傾斜角度ψ≒１５°で凹溝１０４以外の両端面が略平行なねじ切削用チップ１００を図５に示すように本実施例と同じ工具本体１２に取り付けた比較品（すくい角は約０°）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、切削負荷が大きい難削材に対しても十分な工具寿命が得られるとともに、ビビリ振動が抑制されて良好な加工面精度が得られる。
（加工条件）
めねじ：Ｍ２６×１．５（ねじ立て：１５ｍｍ）
下穴：φ２４．５×１６ｍｍ（通り穴）
被削材：ＳＣＭ４４０（３０ＨＲＣ）
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
【００３０】
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）  の右側面図である。
【図３】図１の本発明品と図５に示す比較品とを用いて、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】従来のねじ切削用チップの一例を示す図で、図２に対応する図である。
【図５】図４のねじ切削用チップを図１の工具本体に取り付けた比較品を示す図で、図１に対応する図である。
【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    ３０、３２：端面    θ：傾斜角度    α：すくい角
【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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