專利名稱：高速加工用螺絲攻的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種使用螺紋部的切削刃而切削加工內螺紋的高速加工用螺絲攻。
背景技術：
螺紋具有緊固物體的“緊固功能”、與推動物體前進的“推送功能”，其中，任一種功能均如圖5a所示，當外螺紋M與內螺紋F此兩側為面接觸時可發揮最大效果。然而，實際上，外螺紋、內螺紋之間存在容許誤差，而且在對其進行加工的工具或工作機械中亦存在容許誤差，因此成為面接觸的可能性非常低，即便是緊密嵌合的螺紋，嚴格地講，只不過會產生圖5b所示的狀態外螺紋M與內螺紋F兩側面的接觸只是圖中符號P所表示的部分中的點接觸，于緊固時，由于在軸方向上作用有較強的應力，從而會因螺紋材料的彈性變形而接近面接觸。大多數情況下，如圖5c所示，呈松動嵌合的狀態。
但，如上所述的點接觸狀態或松動嵌合的狀態，對于機械零件不能說是絕對良好的狀態。因此，經過本申請發明者的調查，判斷出點接觸狀態或松動嵌合狀態的原因大體可分為以下幾種螺絲攻的推送操作不正確、螺絲攻切削刃的形狀損壞、切削時螺絲攻的跳動。而且，關于螺絲攻的推送操作得出以下結論近年來利用工作機械的NC化(numerical control)等已實現高精度化，從而若通過工作機械而旋轉且同時被推送移動，則可實施正確的推送，因此只要解決螺絲攻切削刃的形狀損壞、以及切削時螺絲攻的跳動問題，螺絲攻則可長時間地實施如面接觸的高精度的內螺紋加工。
然而，如圖6所示的先前的螺絲攻1中，螺紋部2的導錐部2a的形狀，如于圖7中擴大表示圖6中該導錐部2a的B部，首先，形成山頂面2e低于完全螺紋山的外螺紋形狀，并且于如圖7a所示的槽4形成加工面4a，然后，沿如圖7b所示的該加工面4a與螺紋山的退刀面2c、進刀面2d(圖7中未圖示)以及山頂面2e的交線即切削刃E、與螺紋山的退刀面2c以及進刀面2d與山頂面2e的棱線R實施搪磨加工，使得切削刃E與棱線R最終全部成為圓弧形。
因而，先前的螺絲攻1，在內螺紋切削加工時，上述切削刃E與棱線R相交的切削刃角部受到極大的切削負荷而產生高溫，于此，內螺紋材料容易熔敷，因此于此角部反復進行積屑瘤(built up edge)的裝卸從而會產生磨耗或缺損甚至切削刃形狀損壞，為防止此情形產生而多利用耐熔敷性較高的硬質被膜涂層(coating)在螺紋部的表面，但此硬質被膜也會導致磨耗以及缺損的問題。

發明內容
因此，本發明目的在于提供一種可解決螺絲攻切削刃形狀損壞的問題、而且可解決切削時螺絲攻跳動的問題、并能夠以高速順利地進行高精度地內螺紋加工的螺絲攻。
本發明有利于解決上述問題，其中所述的高速加工用螺絲攻是隨工作機械而旋轉且同時被推送移動、并利用螺紋部的切削刃而切削加工內螺紋，在螺紋部的導錐部，自切削刃開始沿螺紋山的退刀面以及進刀面與山頂面間的棱線設有倒角部。
上述高速加工用螺絲攻中，螺紋部的導錐部中，自切削刃沿螺紋山的退刀面以及進刀面與山頂面間的棱線而設置有倒角部，此倒角部可減少對于切削刃與其棱線相交而成的切削刃角部的切削負荷，并能防止切削刃角部產生積屑瘤。而且利用連接于螺紋部的導錐部后端的完全螺紋山部的直線部、或無該直線部時連接于導錐部后端的完全螺紋山部的倒錐部的上述棱線部分，該兩部分切除順延于導錐部棱線的倒角部的切削剩余的角落部分。另外，上述倒角部可設置至連接于導錐部后部的直線部或倒錐部的前端部分的棱線。
從而，根據本發明所述的高速加工用螺絲攻，可減輕對于切削刃角部的負荷且可防止該切削刃角部產生積屑瘤，并可控制切削刃角部的磨耗或缺損甚至切削刃形狀的損壞，因而，能夠維持螺絲攻導錐部切削刃形狀的穩定，亦可高速且順利地進行高精度內螺紋加工并且可使螺絲攻維持較長的使用壽命。
另外，本發明中所述的高速加工用螺絲攻中，較好的是螺紋部的同芯度以柄為基準，在螺紋部的導錐部前端面上的公差為小于等于IT8，且螺紋部的跳動以螺絲攻兩端中央為基準，在螺紋部的導錐部中央的切削刃上為小于等于IT8公差的1/2。根據所述結構，其與僅于中央基準下將同心度納入公差內的先前的螺絲攻不同，當利用工作機械的夾頭等把持住柄而進行切削時可抑制螺絲攻的跳動，因而可以更快的速度順利地進行高精度的內螺紋加工并且可使螺絲攻維持更長的使用壽命。
而且，本發明中所述的高速加工用螺絲攻中，較好的是柄的外周面與鉆頭的直柄相同，直至后端部形成具有固定外徑的圓筒狀。根據所述結構，與柄的后端部具有四角部的先前的螺絲攻不同，可進一步提高柄加工時柄的真圓度以及螺紋部的同芯度，并且可在規定的柄全長的范圍內使把持部的更長，可進一步減少利用工作機械的夾頭等把持住柄而進行切削時螺絲攻的跳動。
而且，本發明所述的高速加工用螺絲攻中，較好的是至少螺紋部由高速度工具鋼或超硬合金制成，而且至少利用硬質被膜而涂層螺紋部。根據所述結構，可進一步延遲螺絲攻的使用壽命。


圖1a、圖1b、圖1c、圖1d為表示將圖2中的A部擴大且沿槽表示的側面圖以及、該側面圖中分別自箭頭U、V、W方向表示的側面圖。
圖2a、圖2b為表示本發明中高速加工用螺絲攻的一實施例的側面圖以及正視圖。
圖3a、圖3b、圖3c為表示上述實施例中螺絲攻上棱線的倒角部的形成順序的說明圖。
圖4a、圖4b為表示上述實施例中高速加工用螺絲攻1進行加工的第一孔以及第1000孔的內螺紋的剖面形狀的剖面圖。
圖5a、圖5b、圖5c為表示螺紋的三種加工狀態下的嵌合狀態的說明圖。
圖6為表示先前螺絲攻的導錐部的側面圖。
圖7a、圖7b為表示上述先前螺絲攻的切削刃以及棱線的形成順序的說明圖。
1螺絲攻 2螺紋部2a導錐部 2b完全螺紋山部2c退刀面 2d進刀面2e山頂面 3柄3a把持部 3b平行面4槽 4a加工面A局部 B局部CF倒角部 C中心軸線R棱線 E切削刃F內螺紋 M外螺紋P點接觸 U、V、W箭頭方向具體實施方式
以下通過實施例對本發明的實施形態參照圖式加以詳細說明。在此，圖1a、圖1b、圖1c、圖1d表示圖2中擴大本發明的高速加工用螺絲攻的一實施例中的A部后且沿槽表示的側面圖、以及分別自圖中箭頭U、V、W方向所視的側面圖，且圖2a、圖2b中表示本發明的側面圖以及正視圖；圖3a、圖3b、圖3c表示上述實施例中沿螺絲攻棱線而成的倒角部的形成順序的說明圖，圖中對于與先前例相同的部分使用相同的符號表示。
即，本實施例中的高速加工用螺絲攻1如圖1所示，具有右螺紋的螺紋部2與連接于其后的柄3成為一體，通過工作機械而旋轉且同時被推送移動并利用螺紋部2的切削刃而切削加工內螺紋，位于此螺紋部2前端部的導錐部2a擴大后如圖3所示，首先，山頂面2e形成低于完全螺紋山的外螺紋形狀，同時如圖3a所示，由左螺紋中的多條(例如3條)槽4形成加工面4a。其次，如圖3b所示，自此加工面4a與螺紋山的退刀面2c、進刀面2d(圖3中未圖示)以及山頂面2e間的交線即切削刃E，沿螺紋山的退刀面2c以及進刀面2d與山頂面2e間的棱線R，通過例如研削而形成倒角部(例如由成為以上述中心軸線C作為中心軸線的圓錐面的一部分的面所構成的倒角部)CF，其對于螺絲攻1的中心軸線C具有傾斜角θ(于圖示例中為約45度)，其次，如圖3c所示，沿此倒角部CF以及棱線R與上述切削刃E實施搪磨加工，使得切削刃E與倒角部CF的兩邊緣部與棱線R最終全部形成圓弧形。
并且，本實施例中的高速加工用螺絲攻1中，螺紋部2的同芯度是以柄3為基準、在螺紋部2的導錐部2a的前端面的位置，公差為小于等于IT8(JISB0401-1)，且螺紋部2的跳動是以螺絲攻兩端中央為基準、在螺紋部2的導錐部2a中央的切削刃E上為小于等于IT8公差的1/2，而且，為提高柄3的剛性，柄3的外徑，即便公稱直徑為大于等于M8，其粗度亦與螺紋部2大體相等。
而且，本實施例中所述的高速加工用螺絲攻1中，連接于柄3的把持部3a之后的后端部上，設有此螺絲攻1制造時所使用的平行面3b。
并且，本實施例所述的高速加工用螺絲攻1中，全部由高速度工具鋼(高速)或超硬合金構成，此螺紋部2通過由例如PVD(物理蒸著法)形成的鈦等硬質被膜而涂層。
而且，本實施例中的高速加工用螺絲攻1是通過工作機械而旋轉且同時被推送移動，因此未設置連接于螺紋部2的導錐部2a后部的完全螺紋山部2b的用于推送導引的直線部，且完全螺紋山部2b全部成為接近于柄3粗細的倒錐部。
所述實施例中的高速加工用螺絲攻1中，在螺紋部2的導錐部2a，自切削刃E開始沿螺紋山的退刀面2c以及進刀面2d與山頂面2e間的棱線R而設有倒角部CF，該倒角部CF可減少對于切削刃E與其棱線R相交的切削刃角部的負荷，且可防止對于此切削刃角部產生積屑瘤。而且，連接于螺紋部2的導錐部2a后部的完全螺紋山部2b的上述棱線R部分，可削除順延于導錐部2a的棱線R的倒角部CF的切削殘余的角落部分。
從而，根據本實施例中的高速加工用螺絲攻1，通過減少對于切削刃角部的切削負荷且防止對切削刃角部產生積屑瘤，可抑制切削刃角部的磨耗或缺損甚至切削刃形狀的損壞，因此可保持螺絲攻導錐部2a的切削刃形狀穩定，且能夠高速且順利地進行高精度的內螺紋加工并且可使螺絲攻維持較長的使用壽命。
而且，根據本實施例中的高速加工用螺絲攻1，螺紋部2的同芯度以柄3為基準，在螺紋部2的導錐部2a的前端面的公差為小于等于IT8，且螺紋部2的跳動是以螺絲攻兩端中央為基準、在螺紋部2的導錐部2a中央的切削刃E上為小于等于IT8公差的1/2，因此，與僅以中央基準而將同心度納入公差內的先前的螺絲攻不同，可抑制當利用工作機械的柄等把持住柄3而進行切削時螺絲攻1的跳動，從而，可提高柄3的剛性，且能夠以更快的速度順利地進行高精度的內螺紋加工，并且可進一步延長螺絲攻的使用壽命。
而且，根據本實施例中的高速加工用螺絲攻1，螺絲攻完全由高速度工具鋼或超硬合金構成、且螺紋部通過硬質被膜而涂層，因而可進一步延長螺絲攻的壽命。
另外，圖4a表示利用上述實施例中的高遠加工用螺絲攻1進行加工的第1個孔的內螺紋F的剖面形狀，圖4b表示利用相同的上述實施例中的高速加工用螺絲攻1進行加工的第1000個孔內螺紋F的剖面形狀，根據結果得知，通過使用上述實施例中的高速加工用螺絲攻1，從第1孔至第1000孔幾乎一樣，兩螺紋側面可進行光滑且高精度的內螺紋加工。
以上，基于圖示例加以說明，但本發明并非僅限于上述示例，例如，圖例中的螺絲攻表示是使用右螺紋而具有左向螺旋槽的螺旋型螺絲攻，本發明亦適用于使用右螺紋而具有右向螺旋槽的螺旋型螺絲攻或具有直線型槽的直槽螺絲攻或螺旋錐尖螺絲攻、以及使用左螺紋而具有相同的槽的螺絲攻等中，并且，圖示例中的柄是直柄，但本發明中的所述螺絲攻中亦可為錐形柄。
而且，圖示例中的柄于后端部具有平行面，但本發明中的螺絲攻中，柄外周面亦可與鉆頭的直柄同樣，直至柄后端部均為具有固定外徑的圓筒狀，從而直至柄后端部為止均作為把持部。而且，本發明中所述的螺絲攻亦可不利用硬質被膜而涂層，并且，本發明中的螺絲攻中亦可于導錐部的側面或山頂面適當地具有鏟齒。
因此，根據本發明中所述的高速加工用螺絲攻，可減少對于切削刃角部的負荷且可防止對其產生積屑瘤，從而可抑制切削刃角部的磨耗或缺損或切削刃形狀的損壞，因此，可維持螺絲攻導錐部切削刃形狀的穩定，且能夠高速且順利地進行高精度的內螺紋加工，并且可使螺絲攻維持較長的使用壽命。
權利要求
1.一種高速加工用螺絲攻，其通過工作機械而旋轉且同時被推送移動并利用螺紋部的切削刃而切削加工內螺紋，其特征在于在螺紋部的導錐部，自切削刃開始沿螺紋山的退刀面以及進刀面與山頂面間的棱線設有倒角部。
2.根據權利要求1所述的高速加工用螺絲攻，其特征在于螺紋部的同芯度以柄為基準、在螺紋部的導錐部前端面的公差為小于等于IT8，且螺紋部的跳動是以螺絲攻兩端中央為基準、在螺紋部的導錐部中央的切削刃上為小于等于IT8公差的1/2。
3.根據權利要求1或2中所述的高遠加工用螺絲攻，其特征在于柄的外周面直至后端部成為具有固定外徑的圓筒狀。
4.根據權利要求1至3中任一項權利要求所述的高速加工用螺絲攻，其特征在于至少螺紋部是由高速度工具鋼或超硬合金制成。
5.根據權利要求1至4中任一項權利要求所述的高速加工用螺絲攻，其特征在于至少螺紋部利用硬質被膜而涂層。
全文摘要
本發明是一種高速加工用螺絲攻，其為通過工作機械而旋轉且同時被推送移動、并利用螺紋部(2)之切削刃(E)而切削加工內螺紋，在螺紋部(2)中的導錐部(2a)，自切削刃(E)開始，沿螺紋山的退刀面(2c)以及進刀面(2d)與山頂面(2e)之間的棱線(R)，設有倒角部(CF)。從而，可以穩定地保持螺絲攻導錐部的切削刃形狀，使其可高速且順利地進行高精度的內螺紋加工，并且可使螺絲攻具有較長的使用壽命。
文檔編號B23G5/06GK1787893SQ20048001317
公開日2006年6月14日 申請日期2004年3月2日 優先權日2003年3月14日
發明者赤木貞之, 三井雅夫, 威廉德·E·韓德爾 申請人:株式會社彌滿和制作所, 肯納金屬刀具公司