(57)【要約】【課題】エンドミル型タップおよびそれを用いたねじ穴加工方法において、１工程でねじ穴加工ができるとともに、加工中の工具の折損が起こりにくくすることができ、また折損したとしても容易に被削材から除去できるようにする。【解決手段】先端側からボールエンドミル部２、タップ部３を同軸に備えるエンドミル型タップ１とする。そして、工具中心軸１ａ回りに自転させながら、ねじ穴中心軸９ａ回りに公転させてワークＷ側に送る螺旋運動をさせる。ボールエンドミル部２は、下穴内周面９ｃと下穴底部９ｄを形成するエンドミルとし、タップ部３は、先端側から荒加工刃３ｃ、中荒加工刃３ｂ、仕上刃３ａを加工するねじのピッチで設けておく。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ穴を加工するためのタップ部およびエンドミル部を備えるエンドミル型タップであって、
前記エンドミル部が、ねじ下穴の底部を形成する底刃とねじ下穴の内周面を形成する外周刃とを備えて工具軸方向の先端部に設けられ、
前記タップ部が、ねじ山を形成するための刃形状を備えて、前記エンドミル部の軸方向後段側に設けられ、
工具中心軸回りに自転しつつ、該工具中心軸に平行な加工中心軸回りに螺旋運動を行うことにより、前記ねじ下穴と前記ねじ山とを連続形成せしめることが可能とされたことを特徴とするエンドミル型タップ。
【請求項２】
前記タップ部が、ねじ穴の軸方向断面のねじ山形に相当する断面形状を前記刃形状に含む仕上刃を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンドミル型タップ。
【請求項３】
前記仕上刃の工具軸方向先端側に、加工するねじのピッチに等しいピッチで配置され、前記仕上刃よりも工具径方向内側に収縮した刃形状を有する少なくとも一つの仕上前加工刃が設けられ、
該仕上前加工刃および前記仕上刃のそれぞれの最大刃先半径が、工具軸先端側ほど縮径されていることを特徴とする請求項２に記載のエンドミル型タップ。
【請求項４】
前記仕上前加工刃が、少なくとも荒加工用、中荒加工用の２段階に対応した複数の刃形状を含むことを特徴とする請求項３に記載のエンドミル型タップ。
【請求項５】
前記タップ部の刃形状において、少なくともその頂部および底部のいずれかに丸みまたは面取り形状が形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエンドミル型タップ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のエンドミル型タップを３軸加工可能な工作機械に装着し、
前記エンドミル型タップを自転させながら、その自転軸に平行な加工中心軸回りに前記エンドミル型タップを公転させ、前記エンドミル型タップのタップ部の刃先ピッチと同ピッチで前記加工中心軸方向に送る螺旋運動を行う工程によりワークにねじ穴を形成することを特徴とするエンドミル型タップを用いたねじ穴加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンドミル型タップおよびそれを用いたねじ穴加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ねじ穴加工は、ワークにドリルなどで下穴を加工し、タップ工具により雌ねじを形成していた。この場合、２種類の工具を用いるので２工程が必要であった。このため、ドリル刃の上部側にタップ刃を設けてドリルとタップを複合した工具により、１本の工具で下穴形成とねじ山形成の２工程を行う場合がある。例えば、特許文献１には、このような技術が従来技術として記載されている。さらに、先端側のドリル刃の外周面に、ねじ山と干渉せずにドリルが回転引抜き可能とされたねじ溝を備え、その後段部にタップ部が設けられたねじ加工工具が記載されている。
また、特許文献２には、ねじれ溝を有するエンドミルの外周部に、軸方向の全長にわたって完全ねじ山を有するタップ部を設け、工具中心部に貫通するクーラント供給穴を有するエンドミル付タップが記載されている。さらに、別の工具で被削材に下穴を設けてから、そのようなエンドミル付タップを工具軸を中心に回転させてねじ山を形成するねじ穴の加工方法が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１８１２０号公報（第２−３頁、図１、図５−６）
【特許文献２】
特開平１０−８６０１９号公報（第２−３頁、図１、図４−５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のねじ穴の加工工具には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、下穴形成とねじ山形成が連続して行われるものの、ねじ山形成が開始されると、穿孔方向およびねじ径方向に拘束された状態でドリル加工を行わなければならない。そのため、ドリルやタップが折損しやすくなるという問題があった。例えば、ロックウェル硬さＨＲＣ６０程度の高硬度材、焼入れ鋼などでは、特に加工が難しくなり加工時間も長くなるのできわめて折損しやすくなっていた。
このような加工では、加工中に工具が折損した場合、折損工具を被削材から除去することが困難であるという問題があった。
このような危険性を避けるために、例えば焼入れ前にねじ穴加工をする場合もあるが、この場合は、焼入れ後にねじ穴に歪が生じ、ねじ穴の精度が悪化するという問題があった。
また特許文献２に記載の技術では、ドリルに代えてエンドミルを用いているが、外周刃クーラント供給穴を設けるため、底刃が先端の全面になく、下穴を別工程で設けなければならないという問題があった。
また、工具のタップ部は完全ねじ山が形成され、ワークに螺進させることにより、ねじ山を形成するので、工具の軸方向および径方向が拘束され、加工中に工具が折損しやすくなっている。そして、工具の折損時には、折損工具の除去が難しいという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、１工程でねじ穴加工ができるとともに、切削抵抗が低減され、切くず排出が容易になり、加工中の工具の折損を起こりにくくすることができるエンドミル型タップおよびそれを用いたねじ穴加工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、ねじ穴を加工するためのタップ部およびエンドミル部を備えるエンドミル型タップであって、前記エンドミル部が、ねじ下穴の底部を形成する底刃とねじ下穴の内周面を形成する外周刃とを備えて工具軸方向の先端部に設けられ、前記タップ部が、ねじ山を形成するための刃形状を備えて、前記エンドミル部の軸方向後段側に設けられ、工具中心軸回りに自転しつつ、該工具中心軸に平行な加工中心軸回りに螺旋運動を行うことにより、前記ねじ下穴と前記ねじ山とを連続形成せしめることが可能とされた構成とする。
この発明によれば、エンドミル部の底刃および外周刃でねじ下穴を形成し、工具を螺旋運動させるヘリカル加工を行うことにより、そのねじ下穴の内周部を公転しながら自転するタップ部の刃を切り込んで、その刃形状に応じたねじ山を連続形成することができる。この場合、工具の自転軸と公転軸とが平行にずらされるので、工具が径方向に移動可能となるなど、拘束が緩和されるから、加工中に折損する恐れが少ない。また折損したとしても、径方向に間隙が生じるので折損した工具を除去することが容易である。
なお、本明細書では、工具とワークとの相対運動を説明したり図示したりする際、簡単のためにワークを固定して工具を動かしたように表現することにする。したがって、上記で工具を螺旋運動させると記載しているが、ワークが固定されている場合に限定しているわけではなく、例えば工具を公転させながら、ワークを工具側に送るという運動も当然にその中に含むものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のエンドミル型タップにおいて、前記タップ部が、ねじ穴の軸方向断面のねじ山形に相当する断面形状を前記刃形状に含む仕上刃を備える。
この発明によれば、このような仕上刃を工具中心軸を中心に自転させつつ、形成すべきねじのピッチに合わせて螺旋運動させることにより、ねじ山が形成できる。
特に、タップ部が１つの仕上刃のみの場合は、螺旋運動の送りピッチを変えることにより、ねじ山形を共通とする種々のピッチのねじ穴を加工できる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のエンドミル型タップにおいて、前記仕上刃の工具軸方向先端側に、加工するねじのピッチに等しいピッチで配置され、前記仕上刃よりも工具径方向内側に収縮した刃形状を有する少なくとも一つの仕上前加工刃が設けられ、該仕上前加工刃および前記仕上刃のそれぞれの最大刃先半径が、工具軸先端側ほど縮径されている。
この発明によれば、エンドミル型タップを螺旋運動させたときに、１ピッチの送りにより工具先端側の仕上前加工刃によって下穴内周面につるまき状の回転溝が形成され、次の１ピッチの送りによりその仕上前加工刃に同ピッチで隣接するより大きな最大刃先半径を有する仕上前加工刃または仕上刃がその回転溝を拡径加工するので、螺旋運動に伴って連続的に拡径加工することができる。その結果、ねじ山が連続的に荒加工を経て仕上げ加工される。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載のエンドミル型タップにおいて、前記仕上前加工刃が、少なくとも荒加工用、中荒加工用の２段階に対応した複数の刃形状を含む。
この発明によれば、少なくとも荒加工用、中荒加工用に対応した複数の刃形状を含むから、１本の工具であっても、荒加工、中荒加工、仕上げ加工というように徐々に加工してねじ山を仕上げることができ、加工負荷を低減して高精度にねじ山を加工することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載のエンドミル型タップにおいて、前記タップ部の刃形状において、少なくともその頂部および底部のいずれかに丸みまたは面取り形状が形成された構成とする。
この発明によれば、タップ部の欠けなどの損傷を起こりにくくすることができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、エンドミル型タップを用いたねじ穴加工方法において、請求項１〜５のいずれかに記載のエンドミル型タップを３軸加工可能な工作機械に装着し、前記エンドミル型タップを自転させながら、その自転軸に平行な加工中心軸回りに前記エンドミル型タップを公転させ、前記エンドミル型タップのタップ部の刃先ピッチと同ピッチで前記加工中心軸方向に送る螺旋運動を行う工程によりワークにねじ穴を形成する。
この発明によれば、請求項１〜５のいずれかに記載のエンドミル型タップを用いるので、請求項１〜５のいずれかに記載の発明と同様の作用を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、異なる実施形態であっても同一または相当する部分には、同一符号を付して共通する説明は省略する。
本発明の実施形態に係るエンドミル型タップについて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るエンドミル型タップ１の概略構成を説明するための正面説明図である。図２は、図１の部分拡大図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図およびＢ視側面図である。図４は、本発明の実施形態に係るエンドミル型タップ１による加工時の姿勢を説明するための正面説明図である。
【００１３】
本実施形態に係るエンドミル型タップ１は、工作機械などに取り付けることによりワークにエンドミル加工およびタップ加工を施すことが可能な切削工具であり、その概略構成は、シャンク４、首部５、タップ部３およびボールエンドミル部２（エンドミル部）がこの順で同軸上に配置された軸状工具である。
シャンク４は、工作機械などへ取り付ける工具軸で、周知の種々の形状を採用することができるが、本実施形態では円柱状とされている。
首部５は、シャンク４の一端から延ばされ、加工深さに応じた長さでシャンク４よりも小さな断面積を有する円柱状に設けられている。
タップ部３は、首部５の他端部に設けられ、工具軸方向に、工具径方向外側に向かって山形に張り出す仕上刃３ａ、中荒加工刃３ｂおよび荒加工刃３ｃが設けられ、図３（ｂ）に示したように、工具周方向には、直刃状の２枚刃を構成している。それぞれの詳細構成は後述する。
【００１４】
ボールエンドミル部２は、エンドミル型タップ１の先端部で、ボールエンドミル加工を行うためのものである。ただし、後述するように、ねじ穴加工を行う場合は、ねじ山形成に先だって下穴形成に用いることができるものである。その概略構成は、タップ部３の荒加工刃３ｃに隣接して工具の先端側に、外周刃部８、ボール刃部７が順次形成されてなる。
ボール刃部７は、ボール半径Ｒの半球を切削可能とするもので、工具中心軸を通って接続し工具中心軸に対して回転対称な２枚の右刃を構成する４分円状のボール切れ刃７Ａ、７Ａ（底刃）を備えている。それぞれのボール切れ刃７Ａの逃げ面側には、円滑な切削を行うための段階的な複数の逃げ面を構成すべく、周方向に、ボール２番面７ａ、ボール３番面７ｂおよびヒール７ｄがこの順で設けられている。
これらの逃げ面側の形状は、図４に示したように側面視では、エンドミル型タップ１をワークＷ上に垂直に立てた加工状態で、ワークＷ表面から、それぞれボール２番角α、ボール３番角β、ヒール角γで表される傾斜を備えている（ただし、α＜β＜γ）。また、図２〜４の符号７ｃ、７ｅはギャッシュを示す。
ボール切れ刃７Ａのすくい面側は、工具軸方向視で略４分円状に切り欠かれ、切くずを排出するためのフルート溝６（切くず排出溝）が形成されている。
【００１５】
外周刃部８は、直径２Ｒの円孔が切削可能な工具中心軸回りの刃先半径Ｒを有する直刃状の外周切れ刃８Ａが、ボール切れ刃７Ａの半円の終端部から工具中心軸に平行に延ばされるとともに（図２、４参照）、周方向には、ボール２番面７ａ、ボール３番面７ｂにそれぞれ対応する外周２番面８ａ、外周３番面８ｂを逃げ面として備え、フルート溝６が工具軸方向に貫通されるように構成されている。ここで、符号６ａは、外周切れ刃８Ａのすくい面を示す。
【００１６】
タップ部３の詳細構成について説明する。タップ部３は、後述する刃形状が、工具中心軸１ａに対して回転対称となるように２枚設けられたものであり、タップが螺旋状の条線をなす一般的なタップとは異なっている。
図５は、本発明の実施形態に係るエンドミル型タップ１のタップ部３の構成を説明するための模式説明図である。すなわち、エンドミル型タップ１の立体構成を省略し、ボールエンドミル部２およびタップ部３の同一面内に配置された各刃先の形状を表示した模式説明図である。なお、図５は工具中心軸１ａに対して左右対称であるので、煩雑さを避けるため符号は片側のみに付している。
【００１７】
図５に示したように、仕上刃３ａの山形は、頂角θがそれを挟む山形の傾斜に均等に振り分けられた対称な山形で、刃先頂部３Ａ（刃形状の頂部）に適宜の丸みを設けた略三角形状、または工具中心軸１ａに平行な面取り面を形成した略台形状とされている。この山形はねじ穴に形成する雌ねじの山形のねじ中心軸を含む断面における山形に相当するものである。
例えば、ＪＩＳに規定されるメートル並目ねじを加工する場合であれば、ねじ呼び径に応じてＪＩＳＢ０２０５に記載の基準寸法に沿う雌ねじの山形を含むように形成されている。すなわち、頂角θ＝６０°とされ、両側に３０°ずつ振り分けられ、外周切れ刃８Ａからの径方向に突出する山形部分の寸法を前記雌ねじの基準寸法に対応させるようにする。例えば、刃先頂部３Ａの外周切れ刃８Ａから径方向に突出する高さＨが、雌ねじの溝深さとなるようにする。Ｍ２０の場合、前記ＪＩＳＢ０２０５における雄ねじのひっかかりの高さＨ１＝１．３５３ｍｍを考慮して、少なくとも、Ｈ≧１．３５３ｍｍとし、雄ねじの逃げを設けるため、刃先頂部３Ａの丸みや面取りなどを加算した高さとする。
【００１８】
このような山形は、加工するねじの呼び径、公差やねじ山の規格が異なれば、それに応じた寸法、形状とする。例えば、メートル台形ねじ（ＪＩＳＢ０２１６）であれば、頂角θ＝３０°とし、刃先頂部３Ａの面取り量を大きくして基準寸法に沿った台形状の山形とする。
【００１９】
中荒加工刃３ｂは、山形の中心位置を仕上刃３ａから工具先端側に距離Ｐだけ移動し、仕上刃３ａの山形を径方向内側に適宜収縮させた形状とされている。その頂角は必ずしも仕上刃３ａの頂角θと一致させてもさせなくてもよいが、少なくとも、距離Ｐは、加工するねじ山のピッチに一致させる。例えば、Ｍ２０では、Ｐ＝２．５ｍｍとする。また刃先頂部３Ｂ（刃形状の頂部）は、高硬度の被削材（ワーク）を加工する場合でも工具の欠けなど防止するために適宜丸めて置くことが好ましい。
荒加工刃３ｃは、中荒加工刃３ｂから工具先端側に山形の中心位置を距離Ｐだけ移動し、中荒加工刃３ｂの山形を径方向の中心方向に適宜収縮させた形状とされている。刃先頂部３Ｃ（刃形状の頂部）は、刃先頂部３Ｂと同様に適宜丸めて置くことが好ましい。
刃先頂部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの工具径方向の位置は、この順で縮径していけば縮径の割合は適宜でよいが、本実施形態では、工具中心軸１ａに対して、工具軸先端側に向かって中心方向に角度φだけ傾斜する直線上に設け、同じ割合で縮径している（図５参照）。このため切削負荷が徐変され、ねじ山を円滑に加工できるという利点がある。
【００２０】
また、刃先頂部３Ａ、３Ｂ、３Ｃのそれぞれの間には、それらの山形の傾斜が交差して刃先溝部３Ｄ、３Ｅ（刃形状の底部）が形成されている。それぞれは刃先の欠けを防止するための丸みなどの適宜形状が付加されることが好ましい。
また、刃先溝部３Ｄ、３Ｅの径方向の位置は、外周切れ刃８Ａよりも径方向の外側に張り出して設け、雌ねじのねじ山先端形状を削り出す形状としてもよいし、外周切れ刃８Ａよりも径方向の内側に引っ込ませて設け、外周切れ刃８Ａの切削面が雌ねじの先端に残る構成としてもよい。
【００２１】
なお、上記の説明のように、荒加工刃３ｃと中荒加工刃３ｂとの差は相対的なものである。仕上前加工刃を２段階に分けているのは、従来のタップ加工において、仕上げタップの使用前に、一番タップ、二番タップを順次用いる加工と同様の加工を１本の工具でできるようにするためである。
【００２２】
タップ部３のすくい面６ａ側の周方向には、ボールエンドミル部２から工具軸方向に連続して延ばされたフルート溝６が形成されている。
また、逃げ面側の形状は、工具中心軸１ａを含む断面では、仕上刃３ａ、中荒加工刃３ｂ、荒加工刃３ｃの刃形状が得られ、工具中心軸１ａに直交する断面では、図３（ａ）に相似な断面形状となるような３次元曲面とされている。すなわち、それぞれの山形が工具中心軸１ａに直交する方向に周回して形成される３条の山状波型の曲面である。その結果、外周２番面８ａ、外周３番面８ｂに相当する周方向の逃げ面形状がタップ部３においても形成されている。
【００２３】
なお、上記、エンドミル型タップ１の形状は、エンドミル型タップ１が形成するねじ穴の下穴径をＤ１としたとき、外周切れ刃８Ａの刃先半径Ｒが、以下の式（１）、（２）を満足することが好ましい。
Ｒ＜Ｄ１／２−Ｈ                        （１）
Ｒ＞Ｄ１／４                            （２）
例えば、一例を挙げると、Ｍ２０を形成する場合、ＪＩＳＢ１００４に従って、例えばひっかかり率８５％の系列から、Ｄ１＝１７．７ｍｍを採用すると、式（１）、（２）によるＲの好ましい範囲は、次式のように計算される。
４．４２５ｍｍ＜Ｒ＜６．３５ｍｍ          （３）
式（１）を満たすことにより、仕上刃３ａの最大外径が下穴径Ｄ１より小さくなり、ねじ穴加工後にエンドミル型タップ１を下穴中心位置に戻してからねじ山にエンドミル型タップ１を触れさせることなく引き上げることができるという利点がある。
また、式（２）を満たすことにより、下穴の内周面を切削する公転を行うだけで、ボール刃部７により、ねじ下穴の底部の面積を掃くことができるから、底部を確実に形成することができるという利点がある。
【００２４】
次に、本発明の実施形態に係るエンドミル型タップ１を用いたねじ穴加工方法について説明する。
図６（ａ）は、本発明の実施形態に係るエンドミル型タップ１を用いたねじ穴加工方法を説明するための加工時の様子を示す正面部分断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
本実施形態のねじ穴加工方法は、下穴形成過程、ねじ山形成過程からなり、エンドミル型タップ１をワークに対して螺旋運動させるヘリカル加工を行うことにより、これらの過程がエンドミル型タップ１の先端部から連続的に進行し、エンドミル型タップ１の螺旋運動を終了するまでの１工程の間にねじ穴を仕上げることができる方法である。
【００２５】
エンドミル型タップ１は、ワークと工具とを相対的に３次元的に移動させて行う３軸加工が可能であれば、どのような工作機械に装着してもよい。そのため、エンドミル型タップ１が装着される工作機械の主軸を工具中心軸１ａで代表させるものとし、図６では、工作機械および工作機械への取付部であるシャンク４の図示を省略している。
本実施形態では、所定位置に形成するねじ穴の規格、呼び径が決まっており、それに対応したタップ部３が設けられたエンドミル型タップ１を工作機械に装着する。
【００２６】
エンドミル型タップ１は、ワークＷの加工面に垂直に立てられ、工具中心軸１ａを中心に所定自転速度で自転される。さらに、工具中心軸１ａに平行な所定位置に仮想されるねじ穴中心軸９ａを中心に所定公転速度で公転させ、公転周期でねじ山ピッチＰだけ送る螺旋運動を行う（ヘリカル加工）。エンドミル型タップ１は右刃であるから、駆動側から見て自転方向は右回り、またＭ２０の右ねじであるから、公転方向も右回りとする。
エンドミル型タップ１は、ボールエンドミル部２からワークＷに当接する。そして、ボール切れ刃７Ａ、外周切れ刃８Ａにより、下穴底部９ｄ、下穴内周面９ｃがそれぞれ形成される。そして、ボールエンドミル部２の送り移動とともに、下穴がワークＷ内部側に延ばされていく（下穴形成過程）。
【００２７】
ボールエンドミル部２の後段に位置するタップ部３では、荒加工刃３ｃ、中荒加工刃３ｂ、仕上刃３ａが送りピッチＰで螺旋運動することによりいずれも１条の螺旋軌道上に沿って下降される。
そして、前段でボールエンドミル部２により形成された下穴内周面９ｃに対して、１公転目で荒加工刃３ｃが２枚通過して螺旋状の小さな山形溝が形成される。２公転目で中荒加工刃３ｂが２枚通過してさらに断面積が拡大した山形溝が形成される。３公転目で仕上刃３ａが２枚通過して、基準寸法に沿った雌ねじが形成される（ねじ山形成過程）。
かくして、３公転で１条の完全ねじ部が形成され、これが送り方向に反復されて、下穴内周面９ｃの後段に不完全ねじ部ｈ２、完全ねじ部ｈ１が連続して形成される（図６（ａ）参照）。
【００２８】
このようにして、所定深さだけ下降させることにより、下穴底部９ｄを有するねじ穴９がワークＷに形成される。
次のねじ穴を形成するには、ボール径Ｒが式（１）を満たす場合、エンドミル型タップ１の自転を停止し、工具中心軸１ａとねじ穴中心軸９ａが一致する位置まで水平方向に移動し、そのまま上方に引き上げて次の加工位置に移動する。
式（１）を満たさない場合は、上記の螺旋運動を逆転させてエンドミル型タップ１を引き上げることにより次の加工位置に移動することができる。
【００２９】
このとき、平面方向では、図６（ｂ）に示したように、エンドミル型タップ１は、ねじ穴中心軸９ａから偏心した状態で、タップ部３の一方の刃先がワークＷ内に周期的に切り込まれる状態で自転および公転している。このため、刃先がワークＷに切り込まれていないときはタップ部３ではワークＷは接触していない。そして、エンドミル型タップ１の切り込み側と反対側には、ねじ穴９内の平面方向に常に間隙９Ａが形成されている。
フルート溝６内を軸方向に搬送される切くずは、周期的に間隙９Ａに面するので、切くずが増えてもフルート溝６からねじ穴９内に移動される。したがって、切くずをねじ穴９の外部に円滑に排出することができる。
また、加工中に何らかの理由で切削抵抗が大きくなりエンドミル型タップ１に過大な負荷が掛かった場合でも、径方向に容易に逃げることが可能である。また、既成のねじ山との噛み合いによる拘束もほとんどない。したがって、エンドミル型タップ１の折損事故が起こりにくくなっている。
また、仮に折損した場合でも、径方向の間隙を利用して折損工具を除去することが可能である。
【００３０】
本実施形態のエンドミル型タップ１およびそれを用いた加工方法によれば、ねじ状溝を荒加工刃３ｃ、中荒加工刃３ｂにより徐々に形成、拡大してから、仕上刃３ａによりねじ山を仕上げるので、低負荷で精度のよいねじ山を仕上げることができるという利点がある。
また、ねじ山を仕上刃３ａの自転および公転により形成しているので、従来の螺旋状のタップ工具に比べて加工速度の調整が容易である。すなわち、従来のタップ工具では、螺旋状のタップであるので、工具の送り速度と刃先の周速が一定の関係となる。したがって、荒加工を徐々に行うには、荒加工用のタップを幾条にも形成しなければならないが、本実施形態では、公転速度に対して自転速度を高速にすることで、同様の作用が得られる。したがって、ワークＷの材質や硬度に応じて、自転速度と公転速度を適宜に組み合わせて調整することにより、切削面の適切な加工速度を得ることができるという利点がある。
また、工具の運動が単純な螺旋運動なのでプログラムの手間がかからず、また加工に関係しない工具移動もないから速やかに加工することができるという利点がある。
【００３１】
なお、上記の説明は、一実施形態を説明したものであり、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記の説明では、エンドミル型タップは２枚刃工具として説明したが、何枚刃であってもよい。ただし、刃数が増加すると切くず排出溝が狭くなるので、実用的には、１枚から６枚程度が好適である。
また、上記の説明では、右ねじを右刃のエンドミル型タップで形成する例で説明したが、左刃でも工具の螺旋運動を右ねじ方向とすれば右ねじが形成できる。したがって、右刃、左刃は被削材質などにより切削しやすい方を採用できる利点がある。
また、上記の説明では、仕上刃が１つの例で説明したが、仕上刃を複数備えてもよい。そうすれば、ねじ山自体の仕上精度が向上するとともに、複数の仕上刃がねじ山と噛み合うことにより加工時の振動などが低減することができ、より高精度のねじ山を形成することができるという利点がある。
【００３２】
また、上記の説明では、エンドミル部をボールエンドミルとして説明したが、ねじ下穴の内周面および底部が形成できるエンドミルであれば、どのようなエンドミルであってもよく、例えば、本実施形態の変形例として、以下のような構成が採用できる。
図７（ａ）に概略構成を示したエンドミル型タップ１０は、エンドミル型タップ１のボールエンドミル部２に代えてラジアスエンドミル部２０（エンドミル部）を備える。ラジアスエンドミル部２０は、底刃外周部に丸みが設けられた、いわゆるラジアスエンド形状を有するエンドミルからなる。
図７（ｂ）に概略構成を示したエンドミル型タップ１１は、エンドミル型タップ１のボールエンドミル部２に代えてフラットエンドミル部２１（エンドミル部）を備える。フラットエンドミル部２１は、底刃外周部に丸みがほとんどなく有底円筒形状の底部を形成する、いわゆるフラット形状またはスクエアエンド形状を有するエンドミルからなる。
なお、これらのエンドミル部は、エンドミル部の形成範囲で切り込むように用いれば、ねじ穴加工に限らず通常のエンドミルとして利用できることは言うまでもない。すなわち、本発明のエンドミル型タップは、ねじ穴加工のみならずエンドミル加工にも用いることができるという利点がある。
【００３３】
また、上記の説明では、タップ部は、荒加工刃３ｃ、中荒加工刃３ｂの２段階の仕上前加工刃を備えた例で説明したが、場合によってはいずれかの一種類でもよい。
さらには、仕上前加工刃を備えず、単独の仕上刃からなるタップ部としてもよい。この場合、隣接する仕上前加工刃がないので、螺旋運動の送りピッチには制約がない。したがって、仕上刃の山形で任意ピッチのねじ山が形成できるので、汎用性が高まるという優れた利点がある。
【００３４】
また、上記の説明では、ねじ下穴は、例えばＪＩＳなどの推奨寸法を採用した例で説明したが、本発明では、ドリル加工と異なり、エンドミル型タップを３軸加工可能な工作機械で自由な螺旋運動をさせることができるので、ねじ下穴は自由な寸法とすることができる。その結果、同一工具でもねじの精度などを可変できるという利点がある。
【００３５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明のエンドミル型タップおよびそれを用いたねじ穴加工方法によれば、下穴形成とねじ山形成とを連続して行うことにより１工程でねじ穴加工ができるとともに、ねじ穴よりも小径のエンドミル型の切れ刃により下穴内を螺旋運動して加工するので、切削抵抗が低減され、かつ切くず排出も容易になるために加工中の工具の折損が起こりにくくすることができ、また折損したとしても容易に被削材から除去できるから、ねじ穴加工の生産性が向上でき、高硬度の被削材にも精度よくねじ穴加工することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンドミル型タップの概略構成を説明するための正面説明図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図およびＢ視側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るエンドミル型タップによる加工時の姿勢を説明するための正面説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係るエンドミル型タップのタップ部の構成を説明するための模式説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係るエンドミル型タップを用いたねじ穴加工方法を説明するための加工時の様子を示す正面部分断面図および平面断面図である。
【図７】本実施形態の変形例に係るエンドミル型タップの概略構成を説明するための模式説明図図である。
【符号の説明】
１、１０、１１  エンドミル型タップ
１ａ  工具中心軸
２  ボールエンドミル部（エンドミル部）
３  タップ部
３ａ  仕上刃
３ｂ  中荒加工刃（仕上前加工刃）
３ｃ  荒加工刃（仕上前加工刃）
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ  刃先頂部（刃形状の頂部）
３Ｄ、３Ｅ  刃先溝部（刃形状の底部）
４  シャンク（工具軸）
６  フルート溝（切くず排出溝）
７Ａ  ボール切れ刃（底刃）
８Ａ  外周切れ刃（外周刃）
９  ねじ穴
９ａ  ねじ穴中心軸（加工中心軸）
９ｃ  下穴内周面
９ｄ  下穴底部
９Ａ  間隙
２０  ラジアスエンドミル部（エンドミル部）
２１  フラットエンドミル部（エンドミル部）
Ｗ  ワーク
ｈ１  完全ねじ部
ｈ２  不完全ねじ部
【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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【図７】
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