具体实施方式

图1是示出作为一般的立式加工中心的机床100和安装于其上的根据本发明实施方式的丝锥刀具10的图。图1的机床100具备：固定在工厂地板面上的作为基台的床身102；设置成在床身102的上表面能在Y轴方向移动的Y轴滑块104，在该Y轴滑块104上卡紧固定有工件8；从床身102的图1的右侧的上表面竖立设置的支柱108；设置成在支柱108的前表面能在X轴方向(图1中与纸面垂直的方向)移动的X轴滑块110；设置成相对于X轴滑块110能在Z轴方向移动的Z轴滑块112；以及固定于Z轴滑块112并将主轴114支撑成能以铅直的旋转轴线C_r为中心旋转的主轴头116。由于这样构成机床100，所以，主轴头116能相对于工件8相对地移动以及定位。另外，机床100还具备控制装置120以及未图示的自动刀具更换装置。

机床100将丝锥加工作为所谓同步丝锥加工也就是使主轴114的旋转与Z轴方向的进给同步的加工来执行。在本说明书中，将丝锥刀具10执行丝锥加工的Z轴方向的直线移动也称为前进移动，将从螺纹孔6拔出丝锥刀具10的Z轴方向的直线移动也称为后退移动。另外，主轴114的旋转轴线C_r和丝锥刀具的旋转轴线C_r始终一致，因而在本说明书中对它们标注相同的附图标记。

根据本发明实施方式的丝锥刀具10的立体图示于图2，主视图示于图3，刚加工后的状态的图3的剖切线A－A的横剖面图与螺纹孔6一起示于图4。丝锥刀具10在其旋转轴线C_r与设于工件的预钻孔6’的中心轴线C₆一致的状态下，进行丝锥加工即将预钻孔6’形成为螺纹孔6的加工。在图4中，附图标记6a所示的圆与预钻孔6’以及螺纹孔6的内径对应，附图标记6b所示的圆与螺纹孔6的谷底的直径即丝锥刀具10的公称直径对应。

丝锥刀具10具有基端侧的柄部11和末端侧的加工部12。在加工部12的末端设有锥形部13。加工部12具有：相对于旋转轴线C_r非对称地形成并具有加工螺纹孔6的螺纹槽的多个刃部14a的阳螺纹状的螺纹部14；与由刃部14a加工的螺纹槽卡合的阳螺纹状的垫台部15、16；以及在加工期间不与预钻孔6’以及螺纹孔6接触的非卡合部17。螺纹部14具有在长度方向以规定的螺纹螺距隔开间隔地配置的多个螺纹牙，刃部14a设置在多个螺纹牙各自的旋转方向前方侧。另外，在本实施方式中，丝锥刀具10形成三角螺纹的螺纹槽。

在图7中出于比较目的而示出现有的典型的丝锥刀具210。该丝锥刀具210的具有用于切削的刃部214a的螺纹部214由4根在长度方向延伸的切削油流通用的槽218分断成4个部分。其结果，在图7的现有的丝锥刀具210的场合，在横剖视观看时，4个螺纹部214按90度间隔来配置。

相对于此，在根据本发明实施方式的丝锥刀具10中，一个螺纹部14仅配置在图4中的大致8点钟至9点钟的方向。图4的丝锥刀具10的一个螺纹部14能由其刃部14a与以往的例如图7的螺纹部214同样地加工螺纹槽。另外，依靠刃部14a进行的切削的原理与以往同样，因而，刃部14a与以往同样地具有前倾面14b。在作为与图4同样的横剖面图的图5中，在旋转方向T旋转的丝锥加工期间，作为相对于切削力的反作用力而作用于丝锥刀具10的刃部14a的末端的切削阻力R_c和其背向力R_b以及主切削力R_p作为矢量被示出。

在图4中，丝锥刀具10形成为顺时针旋转。垫台部15、16设在螺纹部14的旋转方向后方，在本实施方式中，设有2个垫台部即第1垫台部15和第2垫台部16。在第1垫台部15与螺纹部14之间设有第1槽18，在第1垫台部15与第2垫台部16之间设有第2槽19。由于在第1垫台部15和第2垫台部16的旋转方向前方分别形成有第1槽18和第2槽19，所以，经由槽18、19向垫台部15、16高效地供给切削液。由此，垫台部15、16与工件8之间的润滑变好，保护丝锥刀具10和工件8免受因由刃部14a形成的螺纹槽的表面与垫台部15、16摩擦而导致的损伤。

在各垫台部15、16，与螺纹部14同样地形成有阳螺纹，但未设置刃部14a。可以说垫台部15、16的阳螺纹的半径形成得比螺纹部14的阳螺纹的半径稍小，形成为与由螺纹部14的刃部14a形成的螺纹孔6的螺纹槽螺纹接合。

垫台部15、16是为了使螺纹孔6支撑在加工期间产生的切削阻力R_c而设置的。在本实施方式中，第2垫台部16主要发挥该作用。为此，从刃部14a延伸的切削阻力R_c的方向朝向第2垫台部16。切削阻力R_c经由第2垫台部16传递至螺纹孔6的螺纹槽并被其支撑。另外，切削阻力R_c的方向能通过改变前倾面14b的角度而变化。

非卡合部17是弯曲的平滑表面，在作为横剖面图的图4中，以连结点17a以及点17b的曲线表示。在非卡合部17与螺纹孔6的内径之间形成空间20。该空间20的大小具有以下大小：当自图4的状态起丝锥刀具10以与旋转轴线C_r正交的由箭头S所示的方向以及距离进行了位移时，即向图6所示的位置位移时，能将螺纹部14与螺纹孔6的螺纹槽的卡合以及第1及第2垫台部15、16与螺纹槽的卡合同时解除。另外，空间20的大小带有余量而稍大地形成。另外，在切削期间，空间20发挥向刃尖部14a供给切削液的路径以及将因切削产生的切屑排出的路径的作用，具有使加工面的品质提高并延长刀具寿命的效果。

如图6所示那样，螺纹部14或垫台部15、16与螺纹槽的卡合被解除的丝锥刀具10通过朝着旋转轴线方向的后退移动而能从螺纹孔6拔出。该丝锥刀具10的拔出由于不像以往那样包含旋转运动，所以能高速地进行。

可是，在本例的机床100中，主轴114的旋转角0度的基准线(以下称为“原线”)L_o在图4以及图6中的3点钟的方向延伸。在图4以及图6中，丝锥刀具10相对于原线L_o的旋转角(以下也称为“相位角”)作为刃部14a的相位角以180度例示。由于若螺纹孔6的深度不同则加工所需的丝锥刀具10的转速也不同，所以，加工后静止的丝锥刀具10的相位角在每个螺纹孔6都不同。因此，相对于主轴114的原线L_o的丝锥刀具10的位移方向也在每个螺纹孔6都不同。为了求出位移方向，在本实施方式中，丝锥刀具10在被定位于加工开始点(未图示)时相对于主轴114的原线L_o被设定成规定的相位角。然后，由控制装置120根据主轴马达的编码器的信息算出加工后的丝锥刀具10的相位角，基于该算出的丝锥刀具10的相位角算出位移方向，在图6的例子中为原线L_o至θ度的方向。另一方面，由于所需的位移量根据丝锥刀具10的横剖面形状来确定，所以，被预先存储于控制装置120。

以下说明使用根据本发明实施方式的丝锥刀具10和图1所示那样的立式的机床进行的丝锥加工的例子。

最初，将丝锥刀具10定位于加工开始点。也就是，使安装丝锥刀具10的机床的主轴114的旋转轴线C_r与设于工件的预钻孔6’的中心轴线C₆一致，在处于规定的Z轴方向的高度的加工开始点定位丝锥刀具10的末端。此时，丝锥刀具10相对于主轴114的原线L_o的相位角被设定成规定的值。

接着，根据螺纹的螺距使主轴114的旋转速度与Z轴方向的进给速度同步，进行同步丝锥加工。若丝锥刀具10在Z轴方向移动了规定的距离而到达指令的螺纹深度，则主轴114的旋转和进给停止。由此，工件的预钻孔6’被加工成螺纹孔6。

接着，使丝锥刀具10在与旋转轴线C_r正交的特定方向位移。上述特定方向基于根据主轴马达的编码器的信息确定的丝锥刀具10的相位角来进行确定，在图6的例子中是由箭头S表示的方向。位移量利用预先登记于控制装置120的值。通过该工序，丝锥刀具10的螺纹部14或垫台部15、16与螺纹孔6的螺纹槽的卡合被完全解除。

接着，不使丝锥刀具10旋转而使其朝上方后退至加工开始点。此时的主轴114的Z轴方向的进给速度与加工时即前进时的进给速度相比能设定成2倍以上的高速。

以上，一个螺纹孔6的丝锥加工结束。

根据本发明，在丝锥刀具10的非卡合部17与螺纹孔6的内径之间形成空间20，上述空间20具有在丝锥刀具10在与旋转轴线C_r正交的方向移动时解除螺纹部14以及垫台部15、16与螺纹槽的卡合的大小。因而，在加工后，不用使解除了与螺纹孔6的螺纹槽的卡合后的丝锥刀具10旋转，就能将其从螺纹孔6在旋转轴线方向高速地拔出。根据该高速拔出的效果，包含丝锥刀具10的后退时间在内的加工时间与以往使用通常的丝锥刀具210的场合比较能削减约40％。

另外，根据本发明，由于切削阻力R_c经由第2垫台部16被螺纹孔6支撑，所以，基于切削阻力R_c在丝锥刀具10产生的挠曲极少，其结果，加工精度也与以往使用通常的丝锥刀具210的场合相同。

其他的实施方式

前述的实施方式的丝锥刀具10具备2个垫台部15、16，但垫台部的数量并不限定于2个，因此，在本发明中例如也可以是具备1个或3个垫台部的丝锥刀具10。

前述的实施方式的丝锥刀具10在第1垫台部15与螺纹部14之间具有第1槽18，但在本发明中也可以是在垫台部与螺纹部14之间不具有槽并因此垫台部与螺纹部14连续地形成的丝锥刀具。

在前述的实施方式中，垫台部15、16具有比螺纹部14的半径稍小的半径，但在本发明中也可以是垫台部的半径与螺纹部14的半径相等的丝锥刀具10的实施方式。

附图标记的说明

6 螺纹孔；

6’ 预钻孔；

10 丝锥刀具；

14 螺纹部；

14a 刃部；

14b 前倾面；

15 第1垫台部；

16 第2垫台部；

17 非卡合部；

20 空间；

C₆ 中心轴线；

C_r 旋转轴线；

R_c 切削阻力。