JPH11320255A - チェザー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過度の切込みによる刃先欠損や切込み不足に
よるマイクロチッピング及びヒートクラックを防止し、
刃物寿命を向上させ、また、各刃先を効率的に使用する
ことができるチェザーを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明のチェザーは、直列状に配置した
複数の刃部のうち、少なくとも１つの刃部について、切
削するねじの深さ方向に大きくしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油井管等に
用いられ、高い精度が要求されるねじ継手の切削加工に
使用するチェザー工具において、台形ねじ（いわゆるＡ
ＰＩバットレス）や角ねじ、かぎ型ねじ等のチェザーに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、台形ねじを例にして説明する。例
えば油井管用の鋼管及びそれを互いに接続するための継
手（カップリング）へのねじ切りは、高精度の加工と高
生産性を求められるために、図２に示すような１山の刃
物２１だけでなく、図３に示す複数の刃部を直列状に配
置したチェザー３１や、図４に示すような仕上げ切削チ
ェザー４１Ａ及び粗削りチェザー４１Ｂといった切削段
階毎に形状の異なるものを使用していた。なお、図２に
おいて、２１ａは仕上げ刃部を示し、図３において、３
１ａは仕上げ刃部、３１ｂは粗削り刃部を示し、図４に
おいて、４１ａは仕上げ刃部を示す。

【０００３】ところが、近年では油井環境が厳しくな
り、ガス井化及び深井戸化が進むにつれ油井管材料とし
て、高強度材及び耐食性Ｃｒ鋼等の難切削材料の需要が
高くなり、刃物やチェザー寿命の低下及び生産性の低下
の問題が発生している。

【０００４】ねじ切り加工は、一般の切削加工に較べ、
その実質上の送り速度が高く、また、台形ねじを形成す
るには、ねじ形状の底部及び山部が長く、切り屑との接
触長さ、つまり実質の切刃の長さが極めて長いため、切
刃の負荷が大きくなることが知られている。

【０００５】さらに、上記したように被切削材の高強度
化に伴い、深さ方向の切込み量を０．３mm以上にすると
刃先の欠損頻度は極端に上昇することが知られている。
また、ねじ面の仕上げ粗さが重視されるため、刃部の深
さ方向の切り込み量を０．１５mm以下に下げた場合、コ
ーティングの脆さに起因したマイクロチッピングが発生
し、それによってねじ面粗さ不良の発生に繋がることが
知られている。

【０００６】上記したような状況で、従来では難切削材
料に対するチェザー寿命改善・生産性向上を目的として
以下のチェザー及びねじ切削方法が提案されている。例
えば特開昭６０−１７２４０３号公報に示される被覆超
硬合金チェザーは、コーティング超硬合金チェザーにお
いて、切り刃部近傍のコーティング膜厚を部分的に薄く
したものであり、これにより靱性低下を防ぎ、靱性低下
によるマイクロチッピングを防ぐと共に刃物の寿命を向
上させている。

【０００７】また、特開昭６０−１９７３１７号公報に
示される高合金油井管のねじ切削方法は、Ｃｒを８wt％
以上含む高合金のねじ切削を行う際に、チェザー材質、
コーティング、刃先処理方法、チェザー形状（すくい
角）を適正化したものであり、これにより、高合金ねじ
切削がスムーズに行え、また、工具寿命を８倍向上させ
ている。

【０００８】また、特開平５−２７７８０９号公報に示
される管ねじ切り用チップ及びその製造装置は、コーテ
ィングされたチェザーの刃先処理（ホーニング）方法を
改善したものであり、これにより、切れ味、耐チッピン
グ性、耐摩耗性を向上させている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、台形ねじの
切削においては、図５に示すように、刃部側面の角度
α，βにより、通常、ねじ山の深さ方向の切込み量ｃと
幅方向の切込み量ａ，ｂが異なるため、刃先の全面に対
して深さ方向の切込み量ｃ及び幅方向の切込み量ａ，ｂ
を最適な０．１５〜０．３mmに規制して、チェザーの寿
命改善を行うことは極めて困難であった。

【００１０】さらに、難切削材の切削に対しては、刃先
欠損を避けるために、ねじ山の深さ方向の切込み量ｃを
小さくし、切削パス回数を増加させて対応するために、
ねじ山の幅方向の切込み量ａ，ｂは極端に少なくなり、
コーティングのマイクロチッピングだけでなく、摩擦熱
によるヒートクラックに起因した刃先欠損が発生し、ね
じ切り生産性及びチェザー寿命が低下するといった問題
が生じていた。なお、上記した従来のものは、いずれも
切込み量を適正化することで上記問題を解消するもので
はない。

【００１１】本発明は、上記した問題点を解決するため
になされたものであり、複数の刃部を有するチェザーに
おいて、各刃部のねじ山の深さ方向の切込み量と、幅方
向の切込み量を適正化し、過度の切込みによる刃先欠損
や切込み不足によるマイクロチッピング及び摩擦熱によ
るヒートクラックを防止し、寿命を向上させ、また、各
刃先を効率的に使用してねじ切削を実施することができ
るチェザーを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の刃部のうち、少なくとも１つの刃
部については、切削するねじの深さ方向に大きくしたの
である。こうすることで、刃部におけるねじ切り負荷の
軽減化が図れ、ねじ切削の効率化及びチェザーの高寿命
化が図れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図２に示すような仕上げ刃部２１
ａを１山有した従来の刃物２１を用いてねじ切削する場
合には、図６に示すように、該刃物２１の刃部側面の角
度α，βにより、数回、例えば図示する状態では４回に
亘って、深さ方向の切込み量ｃを一定にして切削してい
た。いま、例えば深さ方向の切込み量ｃを０．３mmずつ
で一定とした場合は、幅方向の切込み量ａ，ｂはａ＋ｂ
としても０．０７mm程度しか確保できず、従って、マイ
クロチッピングや摩擦熱によるヒートクラックを生じて
チェザー寿命が短くなる。

【００１４】また、複数の刃部を有するチェザーは、図
７に示すように、全ての刃部〜に対してねじ山深さ
と幅方向の切込み量を持つように設計されているので、
台形ねじを作成する場合には、深さ方向の切込み量は刃
先の形状により制御できるが、刃部側面の角度により幅
方向の切込み量が少なくなる（例えば０．１mm以下）傾
向があり、従って、上記同様にマイクロチッピングやヒ
ートクラックを生じてチェザー寿命が短くなる。

【００１５】また、上記した従来の複数の刃部を有する
チェザーの場合では、全ての刃部に対してねじ山深さ方
向と幅方向の両方に切込むため、刃先剛性を確保するこ
とから幅方向の切込み量を増加させることが困難であっ
た。

【００１６】そこで、本発明のチェザーは、直列状に配
置した複数の刃部のうち、少なくとも１つの刃部につい
ては、切削するねじの深さ方向に大きくしてねじの深さ
方向のみ切削するようにしたのである。

【００１７】上記構成によれば、切削するねじの深さ方
向に大きくした刃部は、ねじ山の深さ方向のみねじ切削
するので、刃先の負荷が軽減される。そして、他の刃部
でもって幅方向の切込み量を調整すれば、適正な切込み
量である０．１５〜０．３mmに設定することができるの
である。

【００１８】また、本発明構成とすることで、ねじ山の
深さ方向のみを切削する刃部は、幅方向の切削を行う必
要がないため、実質の切刃長さが短縮され、上記したよ
うに切削負荷が軽減され、これにより、深さ方向の切込
み量を通常の１．５倍程度まで増加させることが可能と
なる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明のチェザーの実施例について図
１を参照して説明する。 図１（ａ）は本発明のチェザ
ーの側面を、同図（ｂ）（ｃ）は本発明のチェザーによ
るねじ切削状況を示す。

【００２０】図において、１Ａは、複数の刃部として、
例えば紙面向かって左から、粗切削刃部１Ａａ、深さ方
向切削刃部１Ａｂ、深さ及び幅方向切削刃部１Ａｃ、を
有した粗切削チェザーである。１Ｂは、複数の刃部とし
て、例えば紙面向かって左から、深さ方向切削刃部１Ｂ
ａ、深さ及び幅方向切削刃部１Ｂｂ、仕上げ切削刃部１
Ｂｃ、を有した仕上げ切削チェザーである。そして、本
発明のチェザーは、粗切削チェザー１Ａ及び仕上げ切削
チェザー１Ｂを用いて、例えば油井管等に用いられる鋼
管に対して継手用の例えば台形ねじを切削するのであ
る。

【００２１】つまり、本発明の粗切削チェザー１Ａ及び
仕上げ切削チェザー１Ｂでは、複数の刃部のうち、少な
くとも１つの刃部について、つまり深さ方向切削刃部１
Ａｂ及び深さ方向切削刃部１Ｂａが、切削するねじの深
さ方向に大きくして、ねじの深さ方向のみ切削するよう
にしているのである。

【００２２】上記構成の粗切削チェザー１Ａ及び仕上げ
切削チェザー１Ｂによるねじ切削は以下の通りである。
図１（ｂ）に示すように、粗切削チェザー１Ａは、粗切
削刃部１Ａａで油井鋼管に対して粗削りが行われ、深さ
方向切削刃部１Ａｂで深さ方向が切削され、深さ及び幅
方向切削刃部１Ａｃでさらに深さ及び幅方向が切削され
る。そして、図１（ｂ）に示すように、仕上げ切削チェ
ザー１Ｂは、深さ方向切削刃部１Ｂａでさらに深さ方向
が切削され、深さ及び幅方向切削刃部１Ｂｂで深さ及び
幅方向が切削され、仕上げ切削刃部１Ｂｃで仕上げ切削
が行われる。

【００２３】次に、本発明の効果について、従来のもの
とを比較して説明する。以下の表１には、従来の図２、
図３、及び図４に示した刃物及びチェザーと、本発明の
チェザーとにおいて、各々を使用してねじ切削作業を行
った際の比較結果を示す。なお、表１において、パス回
数とは、鋼管に刃物又はチェザーを何回当てて切削した
かを示す。また、刃物寿命とは、鋼管を何本仕上げたか
を示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１に示すように、従来のものは、刃部側
面のマイクロチッピングにより欠損するため、寿命が短
いことが分かる。また、パス回数を増加させたときに、
刃先欠損比率が低減しないことから、この刃先欠損は、
ねじ深さ方向の過度の切削負荷に起因するというより、
刃部側面におけるヒートクラックによるものであると推
定できる。それに対して、本発明のチェザーは、寿命が
約２倍以上に向上し、摩耗による廃却理由が増加した。

【００２６】以上の結果から、本発明のチェザーは、過
度の切込みによる刃先欠損や切込み不足によるマイクロ
チッピング及び摩擦熱によるヒートクラックを防止する
ことができ、刃物寿命を向上させ、また、各刃先を効率
的に使用してねじ切削を実施することができる。なお、
本発明のチェザーは、上記実施例では、油井管用の台形
ねじを切削する際に適用したが、これに限らず、例えば
他の角ねじやかぎ型ねじの切削の場合に適用してもよ
い。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明のチェザーは、直
列状に配置した複数の刃部のうち、少なくとも１つの刃
部については、切削するねじの深さ方向に大きくしたの
で、切込み量を適正にすることができ、過度の切込みに
よる刃先欠損や、切込み不足によるマイクロチッピング
及びヒートクラックを防止することができ、従って、各
刃先を効率的に使用してねじ切削を実施することができ
ると共に刃物寿命を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチェザーを示し、（ａ）は粗切削用チ
ェザー及び仕上げ切削チェザーの側面図、（ｂ）は粗切
削チェザーによるねじ切削状況を、（ｃ）は仕上げ切削
チェザーによるねじ切削状況を示す図である。

【図２】従来の、仕上げ刃部を１山を有した刃物を示す
側面図である。

【図３】従来の、刃部を３山有したチェザーを示す側面
図である。

【図４】従来の、刃部を複数有した粗切削チェザーと仕
上げ切削チェザーとを示す側面図である。

【図５】従来の、刃部を１山有した刃物による切込み量
を説明するための図である。

【図６】従来の、刃部を１山有した刃物によるねじ切削
状況を示す図である。

【図７】（ａ）は、従来の、刃部を複数有した粗切削チ
ェザーと仕上げ切削チェザーとを示し、（ｂ）は粗切削
チェザーによるねじ切削状況を、（ｃ）は仕上げ切削チ
ェザーによるねじ切削状況を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ 粗切削チェザー １Ａｂ 深さ方向切削刃部 １Ｂ 仕上げ切削チェザー １Ｂｂ 深さ方向切削刃部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじを切削する複数の刃部を直列状に配
   置したチェザーであって、複数の刃部のうち、少なくと
   も１つの刃部については、切削するねじの深さ方向に大
   きくしてねじの深さ方向のみ切削するようにしたことを
   特徴とするチェザー。