專利名稱：冷成型絲錐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷成型絲錐，尤其是涉及抑制位于全螺紋牙部的最前端的突出部的磨 損而改善工具壽命的技術(shù)。
背景技術(shù)：
已知有一種冷成型絲錐，其具有全螺紋牙部和與該全螺紋牙部連續(xù)設(shè)置且越朝向 前端直徑越小的切削部分，并且在這些全螺紋牙部及切削部分上設(shè)置交替形成有突出部和 退讓部的外螺紋，通過(guò)從該切削部分側(cè)擰入到設(shè)置于被加工物上的螺紋底孔內(nèi)，所述突出 部切入該螺紋底孔的內(nèi)壁表層部而使該內(nèi)壁表層部產(chǎn)生塑性變形，從而形成內(nèi)螺紋。專利 文獻(xiàn)1、2所記載的工具是一例，由于不排出切屑，因此簡(jiǎn)化清掃作業(yè)。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平1-289615號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2005-205557號(hào)公報(bào)然而，在此種冷成型絲錐中，由于在攻絲加工時(shí)產(chǎn)生大的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(阻力)，因此 為了減輕阻力而在全螺紋牙部設(shè)置規(guī)定的倒錐，但是在全螺紋牙部的最大徑的部分、即位 于最前端的突出部(第一完全突出部)上作用有大負(fù)荷而促進(jìn)磨損，從而存在由于加工條 件而無(wú)法得到充分的工具壽命的問(wèn)題。尤其是在冷成型絲錐的情況下，在攻絲加工后使工 具逆旋轉(zhuǎn)而從內(nèi)螺紋抽出時(shí)，由于內(nèi)螺紋的回彈而作用有反向的負(fù)荷，因此由于疲勞等會(huì) 使磨損進(jìn)一步增加。此外，在所述專利文獻(xiàn)2中，提出有例如如圖6所示那樣在全螺紋牙部設(shè)置大徑螺 紋部的方法，在這種情況下，通過(guò)大徑螺紋部的多個(gè)螺紋牙(突出部)而反復(fù)施加成形壓 力、形成內(nèi)螺紋，因此負(fù)荷被分散，但是該大徑螺紋部實(shí)質(zhì)上作為全螺紋牙部起作用，與無(wú) 倒錐而進(jìn)行內(nèi)螺紋的成形加工的情況相同，因此攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩變大，不優(yōu)選。圖6 是為了使直徑尺寸的變化明確而相對(duì)于橫軸放大示出縱軸的尺寸的圖，但是嚴(yán)格來(lái)說(shuō)例示 中不是正確的尺寸比例，且是直徑尺寸的變化圖案，因此與實(shí)際的絲錐形狀不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是以上述情況為背景而作出的，其目的在于，在為了減少攻絲加工時(shí)的旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩而在全螺紋牙部設(shè)置規(guī)定的倒錐的冷成型絲錐中，減輕作用在該全螺紋牙部的最前 端的第一完全突出部上的負(fù)荷而抑制由磨損等引起的工具壽命的下降。為了實(shí)現(xiàn)所述目的，第一發(fā)明涉及冷成型絲錐，具有全螺紋牙部和與該全螺紋牙 部連續(xù)設(shè)置且越朝向前端越成為小徑的切削部分，并且在這些全螺紋牙部及切削部分設(shè)置 有交替形成有突出部和退讓部的外螺紋，所述冷成型絲錐的特征在于，(a)所述全螺紋牙部 包括與所述切削部分連續(xù)的前側(cè)螺紋牙部和其余的后側(cè)螺紋牙部，該前側(cè)螺紋牙部的軸向 長(zhǎng)度為螺紋牙的節(jié)距P的5倍以下，(b)而在所述前側(cè)螺紋牙部中設(shè)置有這樣的倒錐，該倒 錐具有與所述切削部分的后端相同的一定的直徑尺寸、軸向上的變化梯度為0，或者直徑尺 寸隨著從該切削部分的后端朝向所述后側(cè)螺紋牙部以規(guī)定的變化梯度漸減，(c)在所述后側(cè)螺紋牙部上設(shè)置有這樣的倒錐，該倒錐的直徑尺寸隨著從所述前側(cè)螺紋牙部的后端朝向 柄側(cè)以比該前側(cè)螺紋牙部大的變化梯度漸減。第二發(fā)明在第一發(fā)明的冷成型絲錐中，其特征在于，所述外螺紋的外徑及有效直 徑都分成為所述前側(cè)螺紋牙部和所述后側(cè)螺紋牙部而構(gòu)成，以此確定直徑尺寸。第三發(fā)明在第一發(fā)明的冷成型絲錐中，其特征在于，在所述外螺紋的外徑及有效 直徑中，至少外徑分成為所述前側(cè)螺紋牙部和所述后側(cè)螺紋牙部而構(gòu)成，以此確定直徑尺 寸。第四發(fā)明在第一發(fā)明的冷成型絲錐中，其特征在于，所述外螺紋的外徑及有效直 徑的任一方分成為所述前側(cè)螺紋牙部和所述后側(cè)螺紋牙部而構(gòu)成，以此確定直徑尺寸，而 該外螺紋的外徑及有效直徑的另一方在所述全螺紋牙部的整個(gè)區(qū)域中以與所述后側(cè)螺紋 牙部相同的變化梯度設(shè)置有倒錐。第五發(fā)明在第一發(fā)明 第四發(fā)明的任一種冷成型絲錐中，其特征在于，所述前側(cè) 螺紋牙部的軸向長(zhǎng)度以包含兩個(gè)以上的所述突出部的方式設(shè)定。第六發(fā)明在第一發(fā)明 第五發(fā)明的任一種冷成型絲錐中，其特征在于，(a)在所述 前側(cè)螺紋牙部中設(shè)置有如下的倒錐，該倒錐的所述半徑尺寸的所述變化梯度為0或半徑尺 寸以每個(gè)螺紋牙的IP(節(jié)距)為3μπι以下的一定的變化梯度漸減，(b)在所述后側(cè)螺紋牙 部上設(shè)置有如下的倒錐，該倒錐的半徑尺寸以每個(gè)螺紋牙的IP (節(jié)距)為3 7 μ m的范圍 內(nèi)的一定的變化梯度漸減。第七發(fā)明在第一發(fā)明 第六發(fā)明的任一種冷成型絲錐中，其特征在于，在所述前 側(cè)螺紋牙部上設(shè)置有直徑尺寸以比所述后側(cè)螺紋牙部小的變化梯度漸減的倒錐。發(fā)明效果在這種冷成型絲錐中，全螺紋牙部分成為相對(duì)于螺紋牙的節(jié)距P為5P (節(jié)距)以 下的前側(cè)螺紋牙部和其余的后側(cè)螺紋牙部，在該前側(cè)螺紋牙部中設(shè)有直徑尺寸的變化梯度 為0或直徑尺寸以規(guī)定的變化梯度漸減的倒錐，而在后側(cè)螺紋牙部中設(shè)置有直徑尺寸以比 前側(cè)螺紋牙部大的變化梯度漸減的倒錐，因此，在例如前側(cè)螺紋牙部的最前端的突出部伴 隨攻絲加工而磨損時(shí)，通過(guò)下一個(gè)突出部進(jìn)行該磨損部分的加工等，攻絲加工時(shí)的負(fù)荷分 散到前側(cè)螺紋牙部的多個(gè)突出部，因此抑制了前側(cè)螺紋牙部中的突出部的磨損的發(fā)展而提 高了工具壽命。通過(guò)冷成型絲錐進(jìn)行攻絲加工的內(nèi)螺紋的原材料(被加工物)通常具備規(guī) 定的彈性并通過(guò)回彈而縮徑，因此即使在直徑尺寸在前側(cè)螺紋牙部漸減的情況下，在其變 化梯度小時(shí)，也能進(jìn)行內(nèi)螺紋的成形加工，能夠分散負(fù)荷。另外，在通過(guò)切削部分及前側(cè)螺紋牙部的最前端的突出部成形為大致完全的形狀 的內(nèi)螺紋上，通過(guò)利用存在于前側(cè)螺紋牙部上的突出部進(jìn)一步施加成形壓力，內(nèi)螺紋的完 成度變高而減少回彈，在使工具逆旋轉(zhuǎn)而拔出時(shí)作用于該前側(cè)螺紋牙部上的反向的負(fù)荷變 小，能夠抑制摩擦力引起的疲勞等的磨損，在該點(diǎn)上提高了工具壽命。此外，所謂內(nèi)螺紋的 完成度是相對(duì)于目的尺寸的塑性變形的程度，是塑性變形在由于施加反復(fù)成形壓力而發(fā)展 并接近目的尺寸的程度，完成度越高，彈性引起的回彈越小。另一方面，前側(cè)螺紋牙部的軸向長(zhǎng)度相對(duì)于螺紋牙的節(jié)距P為5P (節(jié)距)以下，比 較短，因此能抑制攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增大，與所述專利文獻(xiàn)2相比，整體抑制了攻絲 加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增加，并且使負(fù)荷分散且提高了內(nèi)螺紋的完成度，從而能夠抑制突出
4部的磨損的發(fā)展，提高了工具壽命。第二發(fā)明的外螺紋的外徑及有效直徑都分成前側(cè)螺紋牙部和后側(cè)螺紋牙部而構(gòu) 成，由于設(shè)置該外徑及有效直徑等的變化梯度小(包含0)的前側(cè)螺紋牙部，因此能夠分散 成形加工內(nèi)螺紋的谷底及齒側(cè)面的突出部整體的負(fù)荷且提高內(nèi)螺紋的完成度，從而能夠抑 制突出部的磨損的發(fā)展。第三發(fā)明的外螺紋的外徑及有效直徑中的至少外徑分成前側(cè)螺紋牙部和后側(cè)螺 紋牙部而構(gòu)成，并設(shè)有其外徑的變化梯度小(包含0)的前側(cè)螺紋牙部，但是在冷成型絲錐 中，由于突出部的外徑部分、即螺紋牙的齒頂附近切入內(nèi)螺紋原材料(被加工物)而使內(nèi)螺 紋原材料產(chǎn)生塑性變形時(shí)的成形阻力最大，磨損容易進(jìn)行，因此通過(guò)設(shè)置至少外徑的變化 梯度小的前側(cè)螺紋牙部，可分散前側(cè)螺紋牙部中的多個(gè)突出部的外徑部分(外螺紋的齒頂 部分)的負(fù)荷且提高內(nèi)螺紋的完成度，因此能有效地抑制該外徑部分的磨損的發(fā)展。第四發(fā)明的外螺紋的外徑及有效直徑的任一方分成前側(cè)螺紋牙部和后側(cè)螺紋牙 部而構(gòu)成，設(shè)有直徑尺寸的變化梯度小(包含0)的前側(cè)螺紋牙部，但是在該外螺紋的外徑 及有效直徑的另一方在全螺紋牙部的整個(gè)區(qū)域中以與上述后側(cè)螺紋牙部相同的變化梯度 設(shè)置有倒錐的情況下，通過(guò)前側(cè)螺紋牙部的多個(gè)突出部使負(fù)荷分散等而抑制磨損的發(fā)展， 并且外螺紋的外徑及有效直徑的任一個(gè)在全螺紋牙部的整個(gè)區(qū)域設(shè)有比較大的倒錐，因此 不管前側(cè)螺紋牙部存在與否都能夠進(jìn)一步抑制攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增大。第五發(fā)明的前側(cè)螺紋牙部的軸向長(zhǎng)度設(shè)定為包含兩個(gè)以上的突出部，因此負(fù)荷分 散到存在于該前側(cè)螺紋牙部的多個(gè)突出部，并且提高了內(nèi)螺紋的完成度，從而抑制了該突 出部的磨損的發(fā)展。在第六發(fā)明中，在前側(cè)螺紋牙部設(shè)置有半徑尺寸的變化梯度為0或半徑尺寸以每 個(gè)螺紋牙的IP (節(jié)距)為3 μ m以下的一定的變化梯度漸減的倒錐，因此負(fù)荷分散且內(nèi)螺紋 的完成度提高、抑制了磨損的發(fā)展，并且在后側(cè)螺紋牙部設(shè)置有半徑尺寸以每個(gè)螺紋牙的 IP (節(jié)距)為3 7 μ m的范圍內(nèi)的一定的變化梯度漸減的倒錐，因此減少了攻絲加工時(shí)的 旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。對(duì)于第七發(fā)明，在前側(cè)螺紋牙部設(shè)置有直徑尺寸以比后側(cè)螺紋牙部小的變化梯度 漸減的倒錐的情況下，與前側(cè)螺紋牙部的直徑尺寸為一定、變化梯度為0的情況相比，抑制 了攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增大且能夠分散負(fù)荷，并且提高了內(nèi)螺紋的完成度，從而抑制 了磨損的發(fā)展。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、即冷成型絲錐的圖，(a)是主視圖，(b)是(a)的 IB-IB剖面的放大圖，(c)是示出軸向上的螺紋部的直徑尺寸的變化圖案的圖。圖2是說(shuō)明圖1的實(shí)施例的螺紋部中的外徑、有效直徑及谷徑的軸向上的變化圖 案的三種實(shí)施方式的圖。圖3是示出使用本發(fā)明品及現(xiàn)有品進(jìn)行攻絲加工而檢測(cè)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩時(shí)的加工條件 及旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的測(cè)定結(jié)果的圖。圖4是示出使用本發(fā)明品及現(xiàn)有品進(jìn)行攻絲加工而檢測(cè)耐久性時(shí)的加工條件及 直到壽命為止的加工孔數(shù)的圖。
圖5是說(shuō)明將全螺紋牙部的前側(cè)螺紋牙部的直徑尺寸形成為一定的情況的實(shí)施 例的圖，是與圖2相對(duì)應(yīng)的圖。圖6是說(shuō)明在全螺紋牙部設(shè)有大徑螺紋部的現(xiàn)有技術(shù)的圖，是示出外徑、有效直 徑及谷徑的軸向上的變化圖案的圖。符號(hào)說(shuō)明10 冷成型絲錐16:螺紋部(外螺紋)20 突出部22 退讓部24 切削部分26 全螺紋牙部26a 前側(cè)螺紋牙部26b 后側(cè)螺紋牙部
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的冷成型絲錐使用為，通過(guò)從切削部分側(cè)擰入到設(shè)置于被加工物上的螺紋 底孔內(nèi)，所述突出部切入該螺紋底孔的內(nèi)壁表層部而使該內(nèi)壁表層部產(chǎn)生塑性變形，從而 形成內(nèi)螺紋。能夠?qū)⒓庸ぢ菁y底孔的鉆頭或鉸刀等一體設(shè)置在絲錐的前端側(cè)，且能夠一體 設(shè)置用于精加工內(nèi)螺紋內(nèi)徑的內(nèi)徑精加工刃。冷成型絲錐優(yōu)選以使多個(gè)突出部與軸心平行連續(xù)的方式繞軸心以等間隔設(shè)置3 列以上，能夠以連續(xù)成繞軸心扭轉(zhuǎn)的螺旋狀的方式設(shè)置各列的突出部，也能夠繞軸心以不 等的間隔設(shè)置等，能夠形成為各種形態(tài)。根據(jù)需要，也可以將供給切削油劑的油槽等以分割 外螺紋的方式沿軸向設(shè)置。另外，不僅適用于加工1條螺紋的冷成型絲錐而且也適用于加工2條以上的多條 螺紋的冷成型絲錐。在多條螺紋的情況下，前側(cè)螺紋牙部的軸向長(zhǎng)度優(yōu)選為螺紋牙的節(jié)距 P的5倍以下。冷成型絲錐不產(chǎn)生切屑，因此無(wú)論相對(duì)于盲孔還是相對(duì)于通孔都能夠良好地進(jìn)行 攻絲加工而形成內(nèi)螺紋。在前側(cè)螺紋牙部的軸向長(zhǎng)度比5P (節(jié)距)長(zhǎng)時(shí)，由于攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩變大， 因此需要為5P (節(jié)距)以下。而且，以往僅將位于全螺紋牙部的最前端的一個(gè)突出部形成 為與應(yīng)該加工的內(nèi)螺紋相對(duì)應(yīng)的正規(guī)的尺寸，直接通過(guò)比較大的倒錐使直徑尺寸漸減，但 是在本發(fā)明中以超過(guò)一個(gè)的方式確定前側(cè)螺紋牙部的軸向長(zhǎng)度即可，優(yōu)選以包含兩個(gè)以上 的突出部的方式進(jìn)行設(shè)定。在以螺紋牙的節(jié)距P進(jìn)行規(guī)定時(shí)，例如為了使負(fù)荷分散且使內(nèi) 螺紋的完成度提高而抑制磨損，優(yōu)選形成為IP(節(jié)距)以上，2P(節(jié)距)以上是適當(dāng)?shù)?。?外，在繞軸心具有3列的突出部的3片刃的冷成型絲錐的情況下，若使前側(cè)螺紋牙部的軸向 長(zhǎng)度為(1/3)P(節(jié)距)以上則能夠包含兩個(gè)以上的突出部。在上述前側(cè)螺紋牙部中，在使內(nèi)螺紋的成形加工時(shí)的負(fù)荷可靠地分散且使內(nèi)螺紋 的完成度提高方面，優(yōu)選使直徑尺寸為一定且使軸向的變化梯度為0，但是在抑制攻絲加工 時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增大方面，優(yōu)選設(shè)置比后側(cè)螺紋牙部小的變化梯度的倒錐。對(duì)于該倒錐，在
6半徑尺寸中若為每個(gè)IP (節(jié)距)是比3 μ m大的變化梯度，則與現(xiàn)有的倒錐或后側(cè)螺紋牙部 的倒錐的差異變小，無(wú)法充分地得到使負(fù)荷分散或使內(nèi)螺紋的完成度提高的作用，因此半 徑尺寸優(yōu)選設(shè)置成以每個(gè)IP(節(jié)距)為3μπι以下的變化梯度漸減。后側(cè)螺紋牙部的倒錐在減少攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩方面優(yōu)選設(shè)置成半徑尺寸以 每個(gè)IP (節(jié)距)為3 7 μ m的范圍內(nèi)的變化梯度漸減，但是也可以根據(jù)內(nèi)螺紋的加工條件 等而脫離該范圍。此外，在后側(cè)螺紋牙部的整個(gè)區(qū)域中突出部與內(nèi)螺紋接觸而無(wú)需施加成 形壓力，從而僅使接近前側(cè)螺紋牙部的位置的一部分的突出部與內(nèi)螺紋接觸即可。上述前側(cè)螺紋牙部及后側(cè)螺紋牙部的倒錐設(shè)置成例如在軸向上直徑尺寸以一定 的變化梯度直線性地漸減，但是也可以使直徑尺寸的變化梯度(變化率)連續(xù)地平滑變化 或使直徑尺寸折線狀地變化，能夠形成為各種形態(tài)。在這種情況下，將倒錐的變化梯度在半 徑尺寸中例如為每個(gè)IP (節(jié)距)是3 μ m以下的區(qū)域看作前側(cè)螺紋牙部，也可以將超過(guò)每個(gè) IP(節(jié)距)是3μπι的區(qū)域看作后側(cè)螺紋牙部。在第二發(fā)明中，外螺紋的外徑及有效直徑都分成前側(cè)螺紋牙部和后側(cè)螺紋牙部而 構(gòu)成，以此確定直徑尺寸，在第三發(fā)明中，外螺紋的外徑及有效直徑中的至少外徑分成前側(cè) 螺紋牙部和后側(cè)螺紋牙部而構(gòu)成，以此確定直徑尺寸，但是外螺紋的外徑及有效直徑中的 至少有效直徑也可以分成前側(cè)螺紋牙部和后側(cè)螺紋牙部而構(gòu)成，從而確定直徑尺寸。如第二發(fā)明所示，在外螺紋的外徑及有效直徑都分成前側(cè)螺紋牙部和后側(cè)螺紋牙 部而構(gòu)成時(shí)，例如能夠以使軸向上的外徑及有效直徑的變化圖案相同的方式將直徑尺寸的 變化梯度等設(shè)定為相同大小，以使兩者成為不同的變化圖案的方式將直徑尺寸的變化梯度 等設(shè)定為不同大小。在第四發(fā)明中，外螺紋的外徑及有效直徑的任一方分成前側(cè)螺紋牙部和后側(cè)螺紋 牙部而構(gòu)成，以此確定直徑尺寸，該外螺紋的外徑及有效直徑的另一方在全螺紋牙部的整 個(gè)區(qū)域上以與上述后側(cè)螺紋牙部相同的變化梯度設(shè)置倒錐，但是在實(shí)施另一發(fā)明時(shí)，也可 以將上述外螺紋的外徑及有效直徑的另一方的倒錐設(shè)置成直徑尺寸以與后側(cè)螺紋牙部的 變化梯度不同的變化梯度漸減。實(shí)施例以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是示出本發(fā)明的一實(shí)施例即冷成型絲錐10的圖，(a)是從與軸心0成直角的 方向觀察的主視圖，(b)是(a)的IB-IB剖面的放大圖，(c)是示出軸向上的螺紋部16的直 徑尺寸的變化圖案的圖。該冷成型絲錐10以按該順序沿軸向相連的方式同心地一體具備 通過(guò)未圖示的卡盤安裝在主軸上的柄12、直徑比柄12略小的頭部14、用于冷成型加工(滾 壓加工)內(nèi)螺紋的螺紋部16。螺紋部16形成為由向外側(cè)彎曲的邊構(gòu)成的多邊形狀，在本實(shí) 施例中為大致正六邊形狀的剖面，并且在其外周面上設(shè)有外螺紋，該外螺紋通過(guò)切入被加 工物(內(nèi)螺紋原材料)的螺紋底孔的表層部而使表層部產(chǎn)生塑性變形，以此來(lái)對(duì)內(nèi)螺紋進(jìn) 行冷成型加工。本實(shí)施例的冷成型絲錐10用于加工1條螺紋，外螺紋也為1條螺紋。上述外螺紋的螺紋牙18成為與應(yīng)該形成的內(nèi)螺紋的谷形狀相對(duì)應(yīng)的剖面形狀， 沿與該內(nèi)螺紋相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)程角的螺旋線設(shè)置，并且該螺紋牙18向徑向的外側(cè)突出的六個(gè) 突出部20和與該突出部20連續(xù)而成為小徑的退讓部22，沿螺紋的前進(jìn)方向交替且繞軸心 0以60°的等角度間隔設(shè)置。即，正六邊形的各頂點(diǎn)部分分別為突出部20，與軸心0平行地
7連續(xù)設(shè)有多個(gè)突出部20，并且如此沿軸向連續(xù)的多個(gè)突出部20的列繞軸心0以等角度間隔 設(shè)置6列。此外，圖1 (b)是在螺紋牙18的谷部沿螺旋線剖斷的剖視圖。螺紋部16還具備在軸向上直徑尺寸大致一定的全螺紋牙部26和隨著朝向前端側(cè) 而成為小徑的切削部分24。在切削部分24中，外螺紋的外徑、有效直徑及谷徑的直徑尺寸 以按照相互相等的一定的變化梯度成為小徑的方式變化。在切削部分24中，也與圖1(b)同 樣地形成為大致正六邊形狀，在周向上交替地具備突出部20及退讓部22，如圖1(c)所示， 包含切削部分24的螺紋部16中的軸向的直徑尺寸的變化圖案，與和內(nèi)螺紋的加工相關(guān)聯(lián) 的突出部20的直徑尺寸相關(guān)，但退讓部22的直徑尺寸也以與突出部20相同的變化圖案進(jìn) 行變化。而且，在螺紋部16的外周面上的繞軸心0的6列的突出部20的中間位置，分別與 軸心0平行地設(shè)有用于供給潤(rùn)滑油劑的油槽28。在此，此種冷成型絲錐10從切削部分24側(cè)擰入到設(shè)置在被加工物上的螺紋底孔 內(nèi)，從而突出部20切入該螺紋底孔的內(nèi)壁表層部而使該內(nèi)壁表層部產(chǎn)生塑性變形，由此形 成內(nèi)螺紋。在由此種冷成型絲錐10進(jìn)行的攻絲加工中，由于需要大旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，因此容易產(chǎn) 生折損等，為了防止這種情況，以往如圖1(c)中的虛線所示，在全螺紋牙部26上設(shè)置規(guī)定 的倒錐。然而，在全螺紋牙部26的最大徑的部分，即位于最前端的突出部(第一完全突出 部)20上作用有大負(fù)荷而促進(jìn)磨損，從而存在由于加工條件而無(wú)法得到充分的工具壽命的 問(wèn)題。尤其是在冷成型絲錐的情況下，在攻絲加工后使工具逆旋轉(zhuǎn)、從內(nèi)螺紋拔下時(shí)，由于 內(nèi)螺紋的回彈而作用有反向的負(fù)荷，因此由于疲勞等會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)磨損。相對(duì)于此，在本實(shí)施例中，如圖1(c)中的實(shí)線所示，全螺紋牙部26進(jìn)一步分成前 側(cè)螺紋牙部26a和后側(cè)螺紋牙部26b而構(gòu)成。前側(cè)螺紋牙部26a是與所述切削部分14連 續(xù)的前側(cè)的部分，其軸向長(zhǎng)度相對(duì)于螺紋部16中的螺紋牙的節(jié)距P在IP (節(jié)距) 5P (節(jié) 距)的范圍內(nèi)，在本實(shí)施例中以在6列的突出部20中包含分別沿軸向相連的兩個(gè)突出部20 的方式設(shè)定成2P (節(jié)距)左右，全螺紋牙部26的其余的部分形成為后側(cè)螺紋牙部26b。而 且，在前側(cè)螺紋牙部26a上設(shè)有如下的倒錐，該倒錐隨著從切削部分24的后端朝向后側(cè)螺 紋牙部26b以比較小的變化梯度漸減，具體來(lái)說(shuō)半徑尺寸以每IP(節(jié)距)為3μπι以下的一 定的變化梯度(在本實(shí)施例中為2μπι左右)漸減，在后側(cè)螺紋牙部26b中，在后側(cè)螺紋牙部 26b的整個(gè)區(qū)域中設(shè)置有如下的倒錐，該倒錐隨著從前側(cè)螺紋牙部26a的后端朝向頭部14 側(cè)以比前側(cè)螺紋牙部26a大的變化梯度漸減，具體來(lái)說(shuō)半徑尺寸以每個(gè)IP (節(jié)距)為3 7 μ m的范圍內(nèi)的一定的變化梯度漸減。例如如圖2(a)所示，上述的全螺紋牙部26中的直徑尺寸的軸向的變化圖案構(gòu)成 為，外螺紋的螺紋牙18的外徑、有效直徑及谷徑都分成前側(cè)螺紋牙部26a和后側(cè)螺紋牙部 26b而構(gòu)成，且直徑尺寸以直徑尺寸的變化梯度等相互相等的相同的變化圖案進(jìn)行變化，但 也可以如(b)所示，僅外徑分成前側(cè)螺紋牙部26a和后側(cè)螺紋牙部26b而構(gòu)成，或如(c)所 示僅有效直徑及谷徑分成前側(cè)螺紋牙部26a和后側(cè)螺紋牙部26b而構(gòu)成。在這種情況下， 其它的直徑尺寸，即(b)中的有效直徑及谷徑或(c)中的外徑，與以往同樣地設(shè)置有直徑尺 寸在全螺紋牙部26的整個(gè)區(qū)域中以一定的變化梯度漸減的倒錐即可，在(b)中例如以與外 徑的后側(cè)螺紋牙部26b中的變化梯度相同的變化梯度設(shè)置有效直徑及谷徑的倒錐，在(c) 中例如以與有效直徑的后側(cè)螺紋牙部26b中的變化梯度相同的變化梯度設(shè)置外徑的倒錐。 在上述圖2(a) (c)的任何情況下，在全螺紋牙部26的前端部、即與切削部分24的邊界
8部分中，外徑、有效直徑及內(nèi)徑都形成為與應(yīng)該加工的內(nèi)螺紋相對(duì)應(yīng)的正規(guī)的尺寸。此外， 圖1(c)是示出圖2(a)的情況下的外徑的變化圖案的圖。而且，圖1(c)及圖2都為了明確 表示直徑尺寸的變化而相對(duì)于橫軸放大縱軸的尺寸進(jìn)行表示，但只不過(guò)是例示而不是正確 的尺寸比例，且是直徑尺寸的變化圖案，因此與實(shí)際的絲錐形狀不同。示出另一實(shí)施例的圖 5也同樣。此外，本實(shí)施例的冷成型絲錐10由超硬合金構(gòu)成，并且在螺紋部16的表面上涂敷 有規(guī)定的硬質(zhì)覆膜(在實(shí)施例中為TiCN)。在此種冷成型絲錐10中，全螺紋牙部26相對(duì)于螺紋牙的節(jié)距P分成5P (節(jié)距) 以下的前側(cè)螺紋牙部26a和其余的后側(cè)螺紋牙部26b，在該前側(cè)螺紋牙部26a上設(shè)有直徑 尺寸以比較小的變化梯度漸減的倒錐，而在后側(cè)螺紋牙部26b上設(shè)有直徑尺寸以比前側(cè)螺 紋牙部26a大的變化梯度漸減的倒錐，因此在例如伴隨攻絲加工、最前端的突出部20磨損 時(shí)，通過(guò)下一個(gè)突出部20進(jìn)行該磨損部分的加工等，由于攻絲加工時(shí)的負(fù)荷分散到前側(cè)螺 紋牙部26a的多個(gè)突出部20，因此抑制了前側(cè)螺紋牙部26a中的突出部20的磨損的發(fā)展而 提高了工具壽命。通過(guò)冷成型絲錐10進(jìn)行攻絲加工的內(nèi)螺紋的原材料(被加工物)通常 具備規(guī)定的彈性、通過(guò)回彈而縮徑，因此即使在直徑尺寸在前側(cè)螺紋牙部26a漸減時(shí)，若其 變化梯度小，則能夠進(jìn)行內(nèi)螺紋的成形加工，并且能夠分散負(fù)荷。另外，在通過(guò)切削部分24及前側(cè)螺紋牙部26a的最前端的突出部20成形為大致 完全的形狀的內(nèi)螺紋上，還通過(guò)存在于前側(cè)螺紋牙部26a的突出部20施加有成形壓力，從 而內(nèi)螺紋的完成度變高而回彈減少，因此在使工具逆旋轉(zhuǎn)而拔下時(shí)作用于該前側(cè)螺紋牙部 26a上的反向的負(fù)荷變小，從而抑制了摩擦力引起的疲勞等的磨損，在該方面，工具壽命提
尚ο另一方面，由于前側(cè)螺紋牙部26a的軸向長(zhǎng)度在5P (節(jié)距)以下、比較短，因此抑 制了攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增大，與所述專利文獻(xiàn)2相比，整體性地抑制了攻絲加工時(shí) 的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增加，且使負(fù)荷分散并使內(nèi)螺紋的完成度提高，從而能夠抑制突出部20的磨 損的發(fā)展，能夠提高工具壽命。另外，在圖2(a)的情況下，外螺紋的外徑、有效直徑及谷徑都分成為前側(cè)螺紋牙 部26a和后側(cè)螺紋牙部26b而構(gòu)成，通過(guò)設(shè)置外徑、有效直徑及谷徑等的變化梯度小的前側(cè) 螺紋牙部26a，能夠使成形加工內(nèi)螺紋的谷底及齒側(cè)面的突出部20整體的負(fù)荷分散并使內(nèi) 螺紋的完成度提高，從而抑制突出部20的磨損的發(fā)展。另外，對(duì)于冷成型絲錐10，由于突出部20的外徑部分即螺紋牙18的齒頂附近切 入內(nèi)螺紋原材料(被加工物)而使內(nèi)螺紋原材料產(chǎn)生塑性變形時(shí)的成形阻力最大，容易產(chǎn) 生磨損，因此如圖2(a)或(b)所示，至少將外螺紋的外徑分成前側(cè)螺紋牙部26a和后側(cè)螺 紋牙部26b而構(gòu)成，通過(guò)設(shè)置直徑尺寸的變化梯度小的前側(cè)螺紋牙部26a，使該前側(cè)螺紋牙 部26a中的多個(gè)突出部20的外徑部分(外螺紋的齒頂部分)的負(fù)荷分散并使內(nèi)螺紋的完 成度提高，從而有效地抑制了該外徑部分的磨損的發(fā)展。另外，在圖2(b)或(C)中，外螺紋的外徑及有效直徑的任一方分成前側(cè)螺紋牙部 26a和后側(cè)螺紋牙部26b而構(gòu)成、并設(shè)置有直徑尺寸的變化梯度小的前側(cè)螺紋牙部26a，而 該螺紋牙18的外徑及有效直徑的另一方在全螺紋牙部26的整個(gè)區(qū)域中以與上述后側(cè)螺紋 牙部26b相同的變化梯度設(shè)置有倒錐，因此通過(guò)前側(cè)螺紋牙部26a的多個(gè)突出部20而使負(fù)荷分散等，抑制了磨損的發(fā)展，并且外螺紋的外徑及有效直徑都在全螺紋牙部26的整個(gè)區(qū) 域中以比較大的變化梯度設(shè)置倒錐，因此無(wú)論前側(cè)螺紋牙部26a存在與否都能進(jìn)一步抑制 攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增大。另外，在本實(shí)施例中由于前側(cè)螺紋牙部26a的軸向長(zhǎng)度為IP(節(jié)距)以上，因此包 含六個(gè)以上的突出部20，通過(guò)使負(fù)荷分散到存在于該前側(cè)螺紋牙部26a的多個(gè)突出部20并 使內(nèi)螺紋的完成度提高，能夠抑制突出部20的磨損的發(fā)展。另外，在本實(shí)施例中，由于在前側(cè)螺紋牙部26a上設(shè)置有半徑尺寸以每個(gè)IP(節(jié) 距)為3 μ m以下的一定的變化梯度漸減的倒錐，因此使負(fù)荷分散并使內(nèi)螺紋的完成度提高 而抑制了磨損的發(fā)展，并且由于在后側(cè)螺紋牙部26b上設(shè)有半徑尺寸以每個(gè)IP(節(jié)距)為 3 7 μ m的范圍內(nèi)的一定的變化梯度漸減的倒錐，因此減少了攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。另外，在本實(shí)施例中，由于在前側(cè)螺紋牙部26a上設(shè)置有直徑尺寸以比后側(cè)螺紋 牙部26b小的變化梯度漸減的倒錐，因此與前側(cè)螺紋牙部26a的直徑尺寸為一定、變化梯度 為0的情況相比，能抑制攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增大，并使負(fù)荷分散且使內(nèi)螺紋的完成 度提高，從而抑制了磨損的發(fā)展。準(zhǔn)備圖2(a)所示的本實(shí)施例的冷成型絲錐10(本發(fā)明品)、和如圖1(c)中虛線 所示在全螺紋牙部26的整個(gè)區(qū)域上設(shè)有與本發(fā)明品的后側(cè)螺紋牙部26b相同的變化梯度 的倒錐的現(xiàn)有品，在圖3(a)所示的加工條件下進(jìn)行攻絲加工而測(cè)定旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩時(shí)，得到圖 3(b)、(c)所示的結(jié)果。在圖3(a)的加工條件下，“被加工物”的項(xiàng)目的SCM440在JIS規(guī)格 的鋼材記號(hào)中表示鉻鉬鋼，HRC是洛氏C硬度。圖3(b)是對(duì)于螺紋底孔進(jìn)行第一次的攻絲 加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，圖3(c)是為了提高加工精度而對(duì)通過(guò)第一次的攻絲加工形成的內(nèi)螺 紋進(jìn)行第二次的攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。從圖3(b)的結(jié)果可知，在本發(fā)明品中，無(wú)論是否設(shè)有直徑尺寸的變化梯度小的前 側(cè)螺紋牙部26a，攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(正側(cè)的轉(zhuǎn)矩)與現(xiàn)有品大致相同，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的增 加幾乎未被承認(rèn)，另一方面，在使其逆旋轉(zhuǎn)而從內(nèi)螺紋拔下時(shí)，與現(xiàn)有品相比，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩減 少了幾Nm。即，在攻絲加工時(shí)通過(guò)在前側(cè)螺紋牙部26a中對(duì)內(nèi)螺紋反復(fù)施加成形壓力，內(nèi)螺 紋的完成度變高且回彈減少，在使工具逆旋轉(zhuǎn)而拔下時(shí)，作用于該前側(cè)螺紋牙部26a上的 負(fù)荷下降。另外，圖3(c)、即第二次的攻絲加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩在本發(fā)明品和現(xiàn)有品中幾乎沒(méi) 有差別，但是可以想到第二次的攻絲加工中所需的約5Nm的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩是由全螺紋牙部26與 內(nèi)螺紋的接觸而產(chǎn)生的。因此，在圖3(b)所示的第一次的攻絲加工中所需的約25Nm的旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩中，約5Nm(20% )是由全螺紋牙部26產(chǎn)生的，其余的約20Nm(80% )推定為由切削 部分24產(chǎn)生。圖4是說(shuō)明同樣地準(zhǔn)備各兩個(gè)圖2(a)所示的本實(shí)施例的冷成型絲錐10 (本發(fā)明 品)和如下的現(xiàn)有品、以圖4(a)所示的加工條件進(jìn)行攻絲加工并調(diào)查達(dá)到壽命之前的加工 孔數(shù)(攻絲個(gè)數(shù))的結(jié)果的圖，所述現(xiàn)有品如圖1(c)中的虛線所示在全螺紋牙部26的整 個(gè)區(qū)域中設(shè)有與本發(fā)明品的后側(cè)螺紋牙部26b相同的變化梯度的倒錐。是否達(dá)到壽命，通 過(guò)通螺紋塞規(guī)(GP)是否貫通形成的內(nèi)螺紋來(lái)判斷。即，由于螺紋部16的磨損而導(dǎo)致內(nèi)螺 紋的尺寸變小，若通螺紋塞規(guī)(GP)無(wú)法通過(guò)則判斷為達(dá)到工具壽命。從圖4(b)的結(jié)果可知，在現(xiàn)有品中只能攻絲加工600 700個(gè)，而根據(jù)本發(fā)明品，能夠攻絲加工1000 1200個(gè)，工具壽命為約1. 4 2倍。此外，在上述實(shí)施例中，在全螺紋牙部26的前側(cè)螺紋牙部26a上設(shè)有規(guī)定的倒錐， 但也可以如圖5所示那樣，使前側(cè)螺紋牙部26a的直徑尺寸為一定、使軸向的變化梯度為0。 在這種情況下，能夠使內(nèi)螺紋的成形加工時(shí)的負(fù)荷可靠地分散到前側(cè)螺紋牙部26a的多個(gè) 突出部20，另一方面，通過(guò)對(duì)內(nèi)螺紋反復(fù)施加高成形壓力，內(nèi)螺紋的完成度進(jìn)一步提高而回 彈減少，在使工具逆旋轉(zhuǎn)而拔下時(shí)，作用于前側(cè)螺紋牙部26a上的負(fù)荷降低，進(jìn)一步抑制了 突出部20的磨損的發(fā)展而提高了工具壽命。圖5(a) (c)分別對(duì)應(yīng)于所述圖2(a) (c)，(a)是外螺紋的螺紋牙18的外徑 及有效直徑都分成前側(cè)螺紋牙部26a和后側(cè)螺紋牙部26b而構(gòu)成，且外徑及有效直徑等以 相同的變化圖案進(jìn)行變化的情況。(b)是僅外徑分成前側(cè)螺紋牙部26a和后側(cè)螺紋牙部 26b而構(gòu)成，且有效直徑及谷徑設(shè)有直徑尺寸在全螺紋牙部26的整個(gè)區(qū)域中以一定的變化 梯度(與外徑的后側(cè)螺紋牙部26b相同的變化梯度)漸減的倒錐的情況。而且，(c)是僅 有效直徑及谷徑分成前側(cè)螺紋牙部26a和后側(cè)螺紋牙部26b而構(gòu)成，且外徑設(shè)置有直徑尺 寸在全螺紋牙部26的整個(gè)區(qū)域中以一定的變化梯度(與有效直徑及谷徑的后側(cè)螺紋牙部 26b相同的變化梯度)漸減的倒錐的情況。以上，基于附圖詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，但是這些只不過(guò)是一個(gè)實(shí)施方式， 本發(fā)明能夠基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)進(jìn)行各種變更，能夠以添加了改良的形態(tài)實(shí)施。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的冷成型絲錐的全螺紋牙部相對(duì)于螺紋牙的節(jié)距P分成5P (節(jié)距)以下的 前側(cè)螺紋牙部和其余的后側(cè)螺紋牙部，在前側(cè)螺紋牙部中設(shè)置有直徑尺寸的變化梯度為0 或直徑尺寸以比較小的規(guī)定的變化梯度漸減的倒錐，而在后側(cè)螺紋牙部上以比前側(cè)螺紋牙 部大的變化梯度設(shè)置有倒錐，因此攻絲加工時(shí)的負(fù)荷分散到前側(cè)螺紋牙部的多個(gè)突出部， 并且內(nèi)螺紋的完成度變高、回彈減少，在使工具逆旋轉(zhuǎn)而拔下時(shí)，作用于突出部的反向的負(fù) 荷變小，因此抑制了該突出部的磨損的發(fā)展、能夠得到良好的工具壽命，且不排出切屑、適 合用作為能夠形成內(nèi)螺紋的工具。
權(quán)利要求
一種冷成型絲錐，具有全螺紋牙部和與該全螺紋牙部連續(xù)設(shè)置且越朝向前端越成為小徑的切削部分，并且在這些全螺紋牙部及切削部分設(shè)置有交替形成有突出部和退讓部的外螺紋，所述冷成型絲錐的特征在于，所述全螺紋牙部包括與所述切削部分連續(xù)的前側(cè)螺紋牙部和其余的后側(cè)螺紋牙部，該前側(cè)螺紋牙部的軸向長(zhǎng)度為螺紋牙的節(jié)距P的5倍以下，而在所述前側(cè)螺紋牙部中設(shè)置有這樣的倒錐，該倒錐具有與所述切削部分的后端相同的一定的直徑尺寸、軸向上的變化梯度為0，或者直徑尺寸隨著從該切削部分的后端朝向所述后側(cè)螺紋牙部以規(guī)定的變化梯度漸減，在所述后側(cè)螺紋牙部上設(shè)置有這樣的倒錐，該倒錐的直徑尺寸隨著從所述前側(cè)螺紋牙部的后端朝向柄側(cè)以比該前側(cè)螺紋牙部大的變化梯度漸減。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷成型絲錐，其特征在于，所述外螺紋的外徑及有效直徑都分成為所述前側(cè)螺紋牙部和所述后側(cè)螺紋牙部而構(gòu) 成，以此確定直徑尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷成型絲錐，其特征在于，在所述外螺紋的外徑及有效直徑中，至少外徑分成為所述前側(cè)螺紋牙部和所述后側(cè)螺 紋牙部而構(gòu)成，以此確定直徑尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷成型絲錐，其特征在于，所述外螺紋的外徑及有效直徑的任一方分成為所述前側(cè)螺紋牙部和所述后側(cè)螺紋牙 部而構(gòu)成，以此確定直徑尺寸，而該外螺紋的外徑及有效直徑的另一方在所述全螺紋牙部 的整個(gè)區(qū)域中以與所述后側(cè)螺紋牙部相同的變化梯度設(shè)置有倒錐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的冷成型絲錐，其特征在于，所述前側(cè)螺紋牙部的軸向長(zhǎng)度以包含兩個(gè)以上的所述突出部的方式設(shè)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的冷成型絲錐，其特征在于，在所述前側(cè)螺紋牙部中設(shè)置有如下的倒錐，該倒錐的所述半徑尺寸的所述變化梯度為 0或半徑尺寸以每個(gè)螺紋牙的IP (節(jié)距)為3 μ m以下的一定的變化梯度漸減，在所述后側(cè)螺紋牙部上設(shè)置有如下的倒錐，該倒錐的半徑尺寸以每個(gè)螺紋牙的IP(節(jié) 距)為3 7μπι的范圍內(nèi)的一定的變化梯度漸減。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的冷成型絲錐，其特征在于，在所述前側(cè)螺紋牙部上設(shè)置有直徑尺寸以比所述后側(cè)螺紋牙部小的變化梯度漸減的 倒錐。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷成型絲錐，其中，全螺紋牙部(26)分成為相對(duì)于螺紋牙的節(jié)距P為5P(節(jié)距)以下的前側(cè)螺紋牙部(26a)和其余的后側(cè)螺紋牙部(26b)，在該前側(cè)螺紋牙部(26a)中設(shè)有直徑尺寸以比較小的變化梯度漸減的規(guī)定的倒錐，而在后側(cè)螺紋牙部(26b)中設(shè)置有直徑尺寸以比前側(cè)螺紋牙部(26a)大的變化梯度漸減的倒錐，因此，攻絲加工時(shí)的負(fù)荷分散到前側(cè)螺紋牙部(26a)的多個(gè)突出部(20)，并且內(nèi)螺紋的完成度變高而減少回彈，在使工具逆旋轉(zhuǎn)而拔出時(shí)作用于突出部(20)上的反向的負(fù)荷變小，因此能夠抑制疲勞等引起的突出部(20)的磨損的發(fā)展，能夠提高工具壽命。
文檔編號(hào)B23G5/06GK101977718SQ20088012820
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者山本浩典, 松下敬之 申請(qǐng)人:Osg株式會(huì)社