JPH11262818A - ねじ切りダイス及びその製造方法 - Google Patents
ねじ切りダイス及びその製造方法Info
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- JPH11262818A JPH11262818A JP10311662A JP31166298A JPH11262818A JP H11262818 A JPH11262818 A JP H11262818A JP 10311662 A JP10311662 A JP 10311662A JP 31166298 A JP31166298 A JP 31166298A JP H11262818 A JPH11262818 A JP H11262818A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
- B23G5/00—Thread-cutting tools; Die-heads
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- B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
- B23G2225/00—Materials of threading tools, workpieces or other structural elements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ねじ切りダイスの切削性能を改善し、その寿
命を増大させる。 【解決手段】 動力式ねじ切り装置に使用されるねじ切
りダイス１０に窒化チタニウムの如き超硬材料の保護被
覆が形成される。保護被覆はねじ切り歯２３の歯面３０
には最初から形成されず、或いはダイスに被覆が形成さ
れた後にねじ切り歯２３の歯面３０の被覆を再度研削す
るなどの方法により歯面３０より除去される。
命を増大させる。 【解決手段】 動力式ねじ切り装置に使用されるねじ切
りダイス１０に窒化チタニウムの如き超硬材料の保護被
覆が形成される。保護被覆はねじ切り歯２３の歯面３０
には最初から形成されず、或いはダイスに被覆が形成さ
れた後にねじ切り歯２３の歯面３０の被覆を再度研削す
るなどの方法により歯面３０より除去される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ねじ切りの技術に
係り、更に詳細には改良されたねじ切りダイス及びその
製造方法に係る。
係り、更に詳細には改良されたねじ切りダイス及びその
製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】加工片とねじ切りダイヘッドに支持され
たねじ切りダイスとの間の相対回転及び軸線方向の相対
変位により加工片の端部にねじを形成することは勿論よ
く知られている。ダイヘッドは加工片に対し相対的に手
動的に回転され、或いはねじ切りされるべき加工片がダ
イヘッドに対し相対的に回転する動力式ねじ切り装置の
ツールキャリッジに取り付けられる。かかる動力式ねじ
切り装置の一例が例えば米国特許第４，６１３，２６０
号公報に記載されている。ねじ切りダイスは高速度鋼の
棒材より形成され、その一端にねじ切り歯を有し、ねじ
切り歯はダイヘッドと加工片との間の相対回転の方向に
延在している。ねじ切り歯を含むねじ切りダイスが高速
度鋼の硬さよりも高い硬さを有する窒化チタニウムの如
き超硬材料にて被覆されることにより、特に切削量が多
い場合やステンレス鋼の如く切削が困難な材料をねじ切
りする際に於けるねじ切りダイスの切削性能が改善さ
れ、またダイスの寿命が増大される。
たねじ切りダイスとの間の相対回転及び軸線方向の相対
変位により加工片の端部にねじを形成することは勿論よ
く知られている。ダイヘッドは加工片に対し相対的に手
動的に回転され、或いはねじ切りされるべき加工片がダ
イヘッドに対し相対的に回転する動力式ねじ切り装置の
ツールキャリッジに取り付けられる。かかる動力式ねじ
切り装置の一例が例えば米国特許第４，６１３，２６０
号公報に記載されている。ねじ切りダイスは高速度鋼の
棒材より形成され、その一端にねじ切り歯を有し、ねじ
切り歯はダイヘッドと加工片との間の相対回転の方向に
延在している。ねじ切り歯を含むねじ切りダイスが高速
度鋼の硬さよりも高い硬さを有する窒化チタニウムの如
き超硬材料にて被覆されることにより、特に切削量が多
い場合やステンレス鋼の如く切削が困難な材料をねじ切
りする際に於けるねじ切りダイスの切削性能が改善さ
れ、またダイスの寿命が増大される。
【０００３】
【発明の概要】従来より得られる被覆されたねじ切りダ
イスによれば上述の利点が得られるが、ねじ切りダイス
を使用する前にねじ切りダイスの歯面より被覆を除去す
ることにより、形成されるねじの品質を更に改善するこ
とができることが判った。特に乾式のねじ切り工程の場
合に振動やがたつきが低減され、これにより歯面に被覆
が存在する場合に比してねじの品質が改善される。ねじ
切りダイスを製造する際には、歯が研削により形成さ
れ、ねじ切りダイスの歯形及び軸部全体に延在するよう
被覆が形成された後、再度研削する等の方法によって歯
面より被覆が除去されることが好ましい。或いは被覆は
歯面に存在しないようねじ切りダイスに適用されてもよ
い。何れの場合にも、被覆はねじ切りダイスの軸部に残
存し、これによりねじ切り方向について見て歯のリーデ
ィングエッジに於ける硬さを増大し、これにより被覆さ
れていない高速度鋼製のねじ切りダイスの場合に比して
性能が改善されると共に寿命が増大される。またねじ切
りダイスの歯面より保護被覆を除去したり歯面に保護被
覆を形成しないことにより性能が更に改善される。
イスによれば上述の利点が得られるが、ねじ切りダイス
を使用する前にねじ切りダイスの歯面より被覆を除去す
ることにより、形成されるねじの品質を更に改善するこ
とができることが判った。特に乾式のねじ切り工程の場
合に振動やがたつきが低減され、これにより歯面に被覆
が存在する場合に比してねじの品質が改善される。ねじ
切りダイスを製造する際には、歯が研削により形成さ
れ、ねじ切りダイスの歯形及び軸部全体に延在するよう
被覆が形成された後、再度研削する等の方法によって歯
面より被覆が除去されることが好ましい。或いは被覆は
歯面に存在しないようねじ切りダイスに適用されてもよ
い。何れの場合にも、被覆はねじ切りダイスの軸部に残
存し、これによりねじ切り方向について見て歯のリーデ
ィングエッジに於ける硬さを増大し、これにより被覆さ
れていない高速度鋼製のねじ切りダイスの場合に比して
性能が改善されると共に寿命が増大される。またねじ切
りダイスの歯面より保護被覆を除去したり歯面に保護被
覆を形成しないことにより性能が更に改善される。
【０００４】従って本発明の主要な目的は、高速度鋼の
ブロックの端部に形成されたねじ切り歯を有し、硬さが
高速度鋼よりも高い材料の保護被覆を有する上述の特徴
を備えた改良されたねじ切りダイスを提供することであ
る。
ブロックの端部に形成されたねじ切り歯を有し、硬さが
高速度鋼よりも高い材料の保護被覆を有する上述の特徴
を備えた改良されたねじ切りダイスを提供することであ
る。
【０００５】本発明の他の一つの目的は、ねじ切り歯の
面に被覆材料が存在しない上述の特徴を有する改良され
たねじ切りダイスを提供することである。
面に被覆材料が存在しない上述の特徴を有する改良され
たねじ切りダイスを提供することである。
【０００６】本発明の更に他の一つの目的は、ねじ切り
歯の面を除きダイスの全ての部分に窒化チタニウムの如
き超硬材料の被覆を適用することにより上述の特徴を備
えたねじ切りダイスを製造する方法を提供することであ
る。
歯の面を除きダイスの全ての部分に窒化チタニウムの如
き超硬材料の被覆を適用することにより上述の特徴を備
えたねじ切りダイスを製造する方法を提供することであ
る。
【０００７】本発明の更に他の一つの目的は、上述の特
徴を有するねじ切りダイスを製造する方法であって、被
覆材料が歯に適用され、ねじ切りダイスが使用される前
に被覆材料が歯より除去される方法を提供することであ
る。
徴を有するねじ切りダイスを製造する方法であって、被
覆材料が歯に適用され、ねじ切りダイスが使用される前
に被覆材料が歯より除去される方法を提供することであ
る。
【０００８】本発明の更に他の一つの目的は、上述の特
徴を有する製造方法であって、研削により歯が高速度鋼
のブロックに形成され、歯を再度研削することにより被
覆材料が実質的に除去される製造方法を提供することで
ある。
徴を有する製造方法であって、研削により歯が高速度鋼
のブロックに形成され、歯を再度研削することにより被
覆材料が実質的に除去される製造方法を提供することで
ある。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１０】本発明が適用可能な特徴を有するねじ切り
ダイスを示す添付の図に於いて、符号１０にて全体的に
示されたねじ切りダイスは、Ｒｃ５８〜６８のロックウ
ェル硬さを有する高速度鋼の棒材にて形成されている。
ねじ切りダイス１０は互いに隔置され互いに平行な一対
の側壁面１２及び１４と、互いに隔置され互いに平行な
一対の端壁面１６及び１８とを有し、図示の方向に見て
それぞれ一対の側壁面及び一対の端壁面の間に延在する
上端２０及び下端２２を有している。上端２０には好ま
しくは研削によりねじ切り歯２３が形成されており、ね
じ切り歯２３は一対の側壁面１２及び１４の間に延在
し、これにより各歯は端壁面１６及び１８の間の方向に
互いに隣接している。ねじ切りダイス１０の下端２２に
近接した位置にはカムリセス２４が設けられており、カ
ムリセス２４は周知の如く、また前述の米国特許第４，
６１３，２６０号公報に記載されている如く、ねじ切り
装置の作動中にねじ切りダイスがダイヘッドに対し相対
的に半径方向へ移動することを容易にする。より詳細に
は、前述の米国特許公報より解る如く、ダイヘッドに対
し相対的に回転し得るようダイヘッドに支持されたカム
がねじ切りダイスのカムリセスに係合し、これによりカ
ムがダイヘッドに対し相対的に両方向へ回転することに
応答してねじ切りダイスが往復動される。更にかかるね
じ切りダイスに関しよく知られている如く、ねじ切りダ
イスの切削端部には断面弓形のアンダーカット２６が設
けられており、アンダーカット２６は図示の実施形態に
於いては側壁面１２に形成されており、端壁面１６と１
８との間に延在している。アンダーカット２６はねじ切
り歯２３の対応する端部と交差し、ねじ切り方向に見て
歯２３のリーディング端部を郭定するリップ２８を形成
している。図面より解る如く、互いに隣接するねじ切り
歯２３はダイスの端部２２より離れる方向に見て互いに
他に対し末広状をなす平面状の歯面３０を有している。
周知の如く、また添付の図面より解る如く、歯研削工程
によりねじ切りダイスの端壁面１６より端壁面１８へ向
けて延在する外端面３２及び３４を含む歯形形状が形成
される。
ダイスを示す添付の図に於いて、符号１０にて全体的に
示されたねじ切りダイスは、Ｒｃ５８〜６８のロックウ
ェル硬さを有する高速度鋼の棒材にて形成されている。
ねじ切りダイス１０は互いに隔置され互いに平行な一対
の側壁面１２及び１４と、互いに隔置され互いに平行な
一対の端壁面１６及び１８とを有し、図示の方向に見て
それぞれ一対の側壁面及び一対の端壁面の間に延在する
上端２０及び下端２２を有している。上端２０には好ま
しくは研削によりねじ切り歯２３が形成されており、ね
じ切り歯２３は一対の側壁面１２及び１４の間に延在
し、これにより各歯は端壁面１６及び１８の間の方向に
互いに隣接している。ねじ切りダイス１０の下端２２に
近接した位置にはカムリセス２４が設けられており、カ
ムリセス２４は周知の如く、また前述の米国特許第４，
６１３，２６０号公報に記載されている如く、ねじ切り
装置の作動中にねじ切りダイスがダイヘッドに対し相対
的に半径方向へ移動することを容易にする。より詳細に
は、前述の米国特許公報より解る如く、ダイヘッドに対
し相対的に回転し得るようダイヘッドに支持されたカム
がねじ切りダイスのカムリセスに係合し、これによりカ
ムがダイヘッドに対し相対的に両方向へ回転することに
応答してねじ切りダイスが往復動される。更にかかるね
じ切りダイスに関しよく知られている如く、ねじ切りダ
イスの切削端部には断面弓形のアンダーカット２６が設
けられており、アンダーカット２６は図示の実施形態に
於いては側壁面１２に形成されており、端壁面１６と１
８との間に延在している。アンダーカット２６はねじ切
り歯２３の対応する端部と交差し、ねじ切り方向に見て
歯２３のリーディング端部を郭定するリップ２８を形成
している。図面より解る如く、互いに隣接するねじ切り
歯２３はダイスの端部２２より離れる方向に見て互いに
他に対し末広状をなす平面状の歯面３０を有している。
周知の如く、また添付の図面より解る如く、歯研削工程
によりねじ切りダイスの端壁面１６より端壁面１８へ向
けて延在する外端面３２及び３４を含む歯形形状が形成
される。
【００１１】前述の如く、上述の特徴を有するねじ切り
ダイスのための高速度鋼はＲｃ５８〜６８のロックウェ
ル硬さを有し、大抵の金属管や金属棒にねじを形成する
際に使用される。しかし切削加工量が多い場合やステン
レス鋼の如き切削が困難な材料をねじ切りする場合に
は、窒化チタニウムの如き超硬の保護被覆材料にてねじ
切りダイスを被覆することにより、ダイスのねじ切り性
能が改善され、またその寿命が増大される。例えば窒化
チタニウムアルミニウム、窒化チタニウムジルコニウ
ム、窒化チタニウムバナジウムの如き他の超硬材料であ
ってもよい被覆が、直流式及び無線周波数式二極管スパ
ッタリング、直流式及び無線周波数式三極管スパッタリ
ング、マグネトロン、アンバランス式マグネトロンスパ
ッタリングの如き多数の公知のスパッタ溶着法の何れか
により適用されてもよい。被覆工程により下端２２を除
くねじ切りダイスの全体が被覆されてよく、その場合に
は被覆は歯形及び軸部全体に延在し、従って歯面３０、
端面３２及び３４、アンダーカット２６、側壁面１２及
び１４、端壁面１６及び１８を覆う。或いは被覆は歯面
３０に存在しないよう適用されてもよい。窒化チタニウ
ムはＲｃ８０〜８５のロックウェル硬さを有し、被覆の
厚さは３．５〜６μmであることが好ましい。かかる超
硬保護被覆は傷つきや摩耗や腐食を抑制し、これにより
ダイスの寿命を増大させ、また被覆されていない高速度
鋼製のダイスに比して性能を改善する。更に従来意識的
に歯面３０に適用されていた被覆はねじ切りダイスを使
用することによっては除去されない。
ダイスのための高速度鋼はＲｃ５８〜６８のロックウェ
ル硬さを有し、大抵の金属管や金属棒にねじを形成する
際に使用される。しかし切削加工量が多い場合やステン
レス鋼の如き切削が困難な材料をねじ切りする場合に
は、窒化チタニウムの如き超硬の保護被覆材料にてねじ
切りダイスを被覆することにより、ダイスのねじ切り性
能が改善され、またその寿命が増大される。例えば窒化
チタニウムアルミニウム、窒化チタニウムジルコニウ
ム、窒化チタニウムバナジウムの如き他の超硬材料であ
ってもよい被覆が、直流式及び無線周波数式二極管スパ
ッタリング、直流式及び無線周波数式三極管スパッタリ
ング、マグネトロン、アンバランス式マグネトロンスパ
ッタリングの如き多数の公知のスパッタ溶着法の何れか
により適用されてもよい。被覆工程により下端２２を除
くねじ切りダイスの全体が被覆されてよく、その場合に
は被覆は歯形及び軸部全体に延在し、従って歯面３０、
端面３２及び３４、アンダーカット２６、側壁面１２及
び１４、端壁面１６及び１８を覆う。或いは被覆は歯面
３０に存在しないよう適用されてもよい。窒化チタニウ
ムはＲｃ８０〜８５のロックウェル硬さを有し、被覆の
厚さは３．５〜６μmであることが好ましい。かかる超
硬保護被覆は傷つきや摩耗や腐食を抑制し、これにより
ダイスの寿命を増大させ、また被覆されていない高速度
鋼製のダイスに比して性能を改善する。更に従来意識的
に歯面３０に適用されていた被覆はねじ切りダイスを使
用することによっては除去されない。
【００１２】理由は明らかではないが、上述の如く歯面
に被覆が存在しないようにすることにより、被覆されて
いない高速度鋼製のねじ切りダイスに比して被覆を使用
することによって実現される改善の程度以上にねじ切り
ダイスの性能を改善することができることが判った。特
にかかる切削性能の改善は、互いに隣接する歯の間の歯
元線より歯の頂点までの各ねじ切り歯の歯面３０に被覆
を形成しないことにより、或いは歯面３０より被覆を除
去することにより達成される。歯面が被覆される場合に
は、その被覆の除去は歯を再度研削することにより行わ
れてよい。何れにせよ、被覆はアンダーカット２６及び
リップ２８に位置する歯２３の端部に残存し、これによ
りねじ切り方向に見て歯のリーディングエッジに被覆の
超硬の利点を維持する。
に被覆が存在しないようにすることにより、被覆されて
いない高速度鋼製のねじ切りダイスに比して被覆を使用
することによって実現される改善の程度以上にねじ切り
ダイスの性能を改善することができることが判った。特
にかかる切削性能の改善は、互いに隣接する歯の間の歯
元線より歯の頂点までの各ねじ切り歯の歯面３０に被覆
を形成しないことにより、或いは歯面３０より被覆を除
去することにより達成される。歯面が被覆される場合に
は、その被覆の除去は歯を再度研削することにより行わ
れてよい。何れにせよ、被覆はアンダーカット２６及び
リップ２８に位置する歯２３の端部に残存し、これによ
りねじ切り方向に見て歯のリーディングエッジに被覆の
超硬の利点を維持する。
【００１３】尚、歯の形成は研削により行われるものと
して説明されたが、歯はフライス加工やシェーピングの
如き他の方法により形成されてもよく、超硬材料の被覆
の除去が必要である場合には、被覆の除去は研削以外の
方法により行われてもよい。
して説明されたが、歯はフライス加工やシェーピングの
如き他の方法により形成されてもよく、超硬材料の被覆
の除去が必要である場合には、被覆の除去は研削以外の
方法により行われてもよい。
【００１４】以上に於いては本発明を特定の実施形態に
ついて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の
実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。
ついて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の
実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。
【図１】本発明によるねじ切りダイスの斜視図である。
１０…ねじ切りダイス １２、１４…側壁面 １６、１８…端壁面 ２３…ねじ切り歯 ２４…カムリセス ２６…アンダーカット ２８…リップ ３０…歯面
Claims (16)
- 【請求項１】互いに対向する一対の側壁面と互いに対向
する一対の端壁面と前記一対の側壁面及び前記一対の端
壁面の間に位置する端部とを有するねじ切りダイスを或
る与えられた硬さを有する高速度鋼の棒材より製造する
方法にして、前記一対の端壁面の間の方向に互いに並べ
て配列されたねじ切り歯を前記一対の側壁面の間にて前
記端部に形成する工程と、前記ねじ切り歯並びに前記一
対の側壁面及び前記一対の端壁面の少なくとも一部に前
記与えられた硬さよりも高い硬さを有する材料の保護被
覆を形成する工程とを含み、更に前記ねじ切り歯より前
記被覆を除去する工程を含んでいることを特徴とする方
法。 - 【請求項２】前記被覆は窒化チタニウム、窒化チタニウ
ムアルミニウム、窒化チタニウムジルコニウム、窒化チ
タニウムバナジウムよりなる群より選択されることを特
徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記被覆は窒化チタニウムであることを特
徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】前記ねじ切り歯は研削により形成され、前
記被覆は前記ねじ切り歯を再度研削することにより除去
されることを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】前記ねじ切り歯は研削により形成され、前
記被覆は前記ねじ切り歯を再度研削することにより除去
されることを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項６】前記ねじ切り歯は研削により形成され、前
記被覆は前記ねじ切り歯を再度研削することにより除去
されることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】互いに対向する一対の側壁面と互いに対向
する一対の端壁面と前記一対の側壁面及び前記一対の端
壁面の間に位置する端部とを有するねじ切りダイスを或
る与えられた硬さを有する高速度鋼の棒材より製造する
方法にして、前記一対の端壁面の間の方向に互いに並べ
て配列されたねじ切り歯を前記一対の側壁面の間にて前
記端部に形成する工程と、前記一対の側壁面及び前記一
対の端壁面の少なくとも一部に前記与えられた硬さより
も高い硬さを有する材料の保護被覆を形成する工程とを
含み、前記ねじ切り歯には前記被覆を形成しないことを
特徴とする方法。 - 【請求項８】前記被覆は窒化チタニウム、窒化チタニウ
ムアルミニウム、窒化チタニウムジルコニウム、窒化チ
タニウムバナジウムよりなる群より選択されることを特
徴とする請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】前記被覆は窒化チタニウムであることを特
徴とする請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】或る与えられた硬さを有し、第一及び第
二の一対の互いに対向する側面と該二対の側面の間に位
置する端部とを有し、前記端部にねじ切り歯を有する高
速度鋼の棒材を含むねじ切りダイスであって、前記ねじ
切り歯は一方の前記一対の側面の間に延在し且つ他方の
前記一対の側面の間の方向に互いに並べて配列されてお
り、前記方向に互いに隣接する前記ねじ切り歯は前記端
部より外方へ離れる方向に見て互いに他に対し末広状を
なす平面状の歯面を有し、前記ねじ切りダイスは前記与
えられた硬さよりも高い硬さを有する材料の保護被覆を
有し、前記被覆は前記二対の側面と前記歯面を除く前記
端部とに設けられていることを特徴とするねじ切りダイ
ス。 - 【請求項１１】前記与えられた硬さはロックウェル硬さ
でＲｃ５８〜６８であることを特徴とする請求項１０に
記載のねじ切りダイス。 - 【請求項１２】前記被覆は窒化チタニウムであることを
特徴とする請求項１１に記載のねじ切りダイス。 - 【請求項１３】前記被覆は３．５〜６μｍの厚さを有す
ることを特徴とする請求項１０に記載のねじ切りダイ
ス。 - 【請求項１４】前記被覆は窒化チタニウムであることを
特徴とする請求項１３に記載のねじ切りダイス。 - 【請求項１５】前記被覆は窒化チタニウムであることを
特徴とする請求項１０に記載のねじ切りダイス。 - 【請求項１６】前記与えられた硬さはロックウェル硬さ
でＲｃ５８〜６８であり、前記被覆は３．５〜６μｍの
厚さを有することを特徴とする請求項１５に記載のねじ
切りダイス。
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