特許 7036822 ネジ切り加工装置及びネジ切り加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-07

(45)【発行日】2022-03-15

(54)【発明の名称】ネジ切り加工装置及びネジ切り加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23G 3/00 20060101AFI20220308BHJP

   B23B 5/48 20060101ALI20220308BHJP

   B23Q 15/00 20060101ALI20220308BHJP

   B23Q 15/013 20060101ALI20220308BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20220308BHJP

【ＦＩ】

B23G3/00 B

B23B5/48

B23Q15/00 301J

B23Q15/013

G05B19/4093 N

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019529018

(86)(22)【出願日】2018-06-21

(86)【国際出願番号】 JP2018023581

(87)【国際公開番号】W WO2019012937

(87)【国際公開日】2019-01-17

【審査請求日】2020-11-02

(31)【優先権主張番号】P 2017137346

(32)【優先日】2017-07-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000137856

【氏名又は名称】シチズンマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100154003

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】高橋 光

(72)【発明者】

【氏名】勝田 保

【審査官】村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／０６７３７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０５６５２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３０４９２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特許第５９３７８９１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特公昭５９－０３９２５０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１０－２４７２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０２６３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｇ ３／００

Ｂ２３Ｂ ５／４８

Ｂ２３Ｑ １５／００

Ｂ２３Ｑ １５／０１３

Ｇ０５Ｂ １９／４０９３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを回転可能に支持する主軸と、前記ワークに対する工具の相対移動を制御する制御部と、を備え、前記制御部が前記ワークと前記工具とを所定の旋削工程に沿って移動制御して前記ワークにネジ溝を形成するネジ切り加工装置であって、
前記旋削工程が、前記工具を前記ワークの軸方向に相対移動させて回転する前記ワークを一定の切込み深さで切り込み、次いで前記工具を前記軸方向及び径方向外側に相対移動させて前記ワークを斜めに切り上げると定められ、前記制御部が、前記旋削工程を前記ワークの切上げを開始する軸方向位置を前の旋削工程による前記ワークの切上げを開始した軸方向位置に対して順に変更させながら繰り返し行うことで、前記ワークにネジ溝を形成することを特徴とするネジ切り加工装置。

【請求項2】

前記工具の前記ワークに対する前記一定の切込み深さが、前記ワークに形成するネジのネジ底に対応する深さである、請求項１に記載のネジ切り加工装置。

【請求項3】

前記ワークに前記ネジ溝を形成した後、工具により前記ワークの最初のネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工するバリ取り工程を行う、請求項１または２に記載のネジ切り加工装置。

【請求項4】

前記バリ取り工程が、前記工具を前記ワークの軸方向に相対移動させて回転する前記ワークの前記ネジ山の頂部を一定の切込み深さで切り込み、次いで前記工具を前記軸方向及び径方向外側に相対移動させて前記ネジ山の頂部を斜めに切り上げると定められ、前記制御部が、前記バリ取り工程を前記ネジ山の頂部の切上げを開始する軸方向位置を前のバリ取り工程による前記ネジ山の頂部の切上げを開始した軸方向位置に対して順に変更させながら繰り返し行うことで、前記ネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工する、請求項３に記載のネジ切り加工装置。

【請求項5】

ワークにネジ溝を形成するネジ切り加工方法であって、
工具を前記ワークの軸方向に相対移動させて回転する前記ワークを一定の切込み深さで切り込み、次いで前記工具を前記軸方向及び径方向外側に相対移動させて前記ワークを斜めに切り上げる旋削工程を、前記ワークの切上げを開始する軸方向位置を前の旋削工程による前記ワークの切上げを開始した軸方向位置に対して順に変更させながら繰り返し行うことで、前記ワークにネジ溝を形成することを特徴とするネジ切り加工方法。

【請求項6】

前記工具の前記ワークに対する前記一定の切込み深さが、前記ワークに形成するネジのネジ底に対応する深さである、請求項５に記載のネジ切り加工方法。

【請求項7】

前記ワークに前記ネジ溝を形成した後、工具により前記ワークの最初のネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工するバリ取り工程を行う、請求項５または６に記載のネジ切り加工方法。

【請求項8】

前記工具を前記ワークの軸方向に相対移動させて回転する前記ワークの前記ネジ山の頂部を一定の切込み深さで切り込み、次いで前記工具を前記軸方向及び径方向外側に相対移動させて前記ネジ山の頂部を斜めに切り上げる前記バリ取り工程を、前記ネジ山の頂部の切上げを開始する軸方向位置を前の前記バリ取り工程による前記ネジ山の頂部の切上げを開始した軸方向位置に対して順に変更させながら繰り返し行うことで、前記ネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工する、請求項７に記載のネジ切り加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークにネジ溝を形成するネジ切り加工装置及びネジ切り加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークにネジ溝を形成するネジ切り加工装置ないしネジ切り加工方法として、旋盤の主軸に固定されて主軸とともに回転するワークの外周面を、ワークに対して軸方向に相対移動する工具によって、ネジ底よりも浅い一定の切込み深さで螺旋状に旋削加工するとともに、当該旋削加工を切込み深さを徐々に深くしながら当該ワークのネジ切りが必要な軸方向の全範囲に亘って繰り返し行うことで、ワークにネジを形成するようにしたネジ切り加工装置ないしネジ切り加工方法が知られている（例えば特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５９３７８９１号公報

【文献】特公昭５９－３９２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来のネジ切り加工装置ないしネジ切り加工方法では、繰り返し行うそれぞれの旋削加工において、ワークのネジ切りが必要な軸方向の全範囲に亘って連続して工具による旋削加工を行うようにしているので、形成しようとするネジの長さが有る程度長くなると、切込み加工の際に生じる切粉も長くなり、切粉が工具に絡まったり、切粉によってワークの表面に傷が付いたりするという問題が生じる虞があった。

【0005】

本発明は、上記課題を鑑みて成されたものであり、その目的は、切粉を分断しながらネジ切り加工を行うことが可能なネジ切り加工装置及びネジ切り加工方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のネジ切り加工装置は、ワークを回転可能に支持する主軸と、前記ワークに対する工具の相対移動を制御する制御部と、を備え、前記制御部が前記ワークと前記工具とを所定の旋削工程に沿って移動制御して前記ワークにネジ溝を形成するネジ切り加工装置であって、前記旋削工程が、前記工具を前記ワークの軸方向に相対移動させて回転する前記ワークを一定の切込み深さで切り込み、次いで前記工具を前記軸方向及び径方向外側に相対移動させて前記ワークを斜めに切り上げると定められ、前記制御部が、前記旋削工程を前記ワークの切上げを開始する軸方向位置を前の旋削工程による前記ワークの切上げを開始した軸方向位置に対して順に変更させながら繰り返し行うことで、前記ワークにネジ溝を形成することを特徴とする。

【0007】

本発明のネジ切り加工装置は、上記構成において、前記工具の前記ワークに対する前記一定の切込み深さが、前記ワークに形成するネジのネジ底に対応する深さであるのが好ましい。

【0008】

本発明のネジ切り加工装置は、上記構成において、前記ワークに前記ネジ溝を形成した後、工具により前記ワークの最初のネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工するバリ取り工程を行うのが好ましい。

【0009】

本発明のネジ切り加工装置は、上記構成において、前記バリ取り工程が、前記工具を前記ワークの軸方向に相対移動させて回転する前記ワークの前記ネジ山の頂部を一定の切込み深さで切り込み、次いで前記工具を前記軸方向及び径方向外側に相対移動させて前記ネジ山の頂部を斜めに切り上げると定められ、前記制御部が、前記バリ取り工程を前記ネジ山の頂部の切上げを開始する軸方向位置を前のバリ取り工程による前記ネジ山の頂部の切上げを開始した軸方向位置に対して順に変更させながら繰り返し行うことで、前記ネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工するのが好ましい。

【0010】

本発明のネジ切り加工方法は、ワークにネジ溝を形成するネジ切り加工方法であって、工具を前記ワークの軸方向に相対移動させて回転する前記ワークを一定の切込み深さで切り込み、次いで前記工具を前記軸方向及び径方向外側に相対移動させて前記ワークを斜めに切り上げる旋削工程を、前記ワークの切上げを開始する軸方向位置を前の旋削工程による前記ワークの切上げを開始した軸方向位置に対して順に変更させながら繰り返し行うことで、前記ワークにネジ溝を形成することを特徴とする。

【0011】

本発明のネジ切り加工方法は、上記構成において、前記工具の前記ワークに対する前記一定の切込み深さが、前記ワークに形成するネジのネジ底に対応する深さであるのが好ましい。

【0012】

本発明のネジ切り加工方法は、上記構成において、前記ワークに前記ネジ溝を形成した後、工具により前記ワークの最初のネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工するバリ取り工程を行うのが好ましい。

【0013】

本発明のネジ切り加工方法は、上記構成において、前記工具を前記ワークの軸方向に相対移動させて回転する前記ワークの前記ネジ山の頂部を一定の切込み深さで切り込み、次いで前記工具を前記軸方向及び径方向外側に相対移動させて前記ネジ山の頂部を斜めに切り上げる前記バリ取り工程を、前記ネジ山の頂部の切上げを開始する軸方向位置を前の前記バリ取り工程による前記ネジ山の頂部の切上げを開始した軸方向位置に対して順に変更させながら繰り返し行うことで、前記ネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工するのが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、切粉を分断しながらネジ切り加工を行うことが可能なネジ切り加工装置及びネジ切り加工方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施の形態であるネジ切り加工装置を用いたネジ切り加工方法の概念を示す説明図である。

【図2】図１に示すネジ切り加工装置及びネジ切り加工方法の変形例を示す説明図である。

【図3】図１に示すネジ切り加工装置及びネジ切り加工方法の他の変形例を示す説明図である。

【図4】（ａ）～（ｄ）は、工具によるバリ取り工程の手順を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の一実施の形態であるネジ切り加工装置１は、ワークＷを回転可能に支持する主軸２と、ワークＷに対する工具３の相対移動を制御する制御部４とを備え、制御部４がワークＷと工具３とを所定の旋削工程に沿って移動制御することでワークＷにネジ溝を形成するものである。ネジ切り加工装置１は、例えば旋盤として構成することができる。ネジ切り加工装置１を用いることで、以下に示す本発明の一実施の形態であるワークＷのネジ切り加工方法を行うことができる。

【0017】

図１に示すように、ワークＷとしては、例えば鋼材等の金属材料によって断面円形の棒状に形成された部材を用いることができる。

【0018】

ワークＷはチャック（不図示）等の把持手段によりネジ切り加工装置１のワークＷを回転可能で軸方向（Ｚ軸方向）に移動可能な主軸２に同軸状に固定され、主軸２により回転駆動されて回転中心軸Ｃを中心として回転する。

【0019】

工具３は、駆動機構５によって駆動されて、ワークＷに対して軸方向（Ｚ軸方向）及び径方向（Ｘ軸方向）に自動的に相対移動することができる。図１においては工具３の形状を模式的に示すが、工具３としては、形成しようとするネジのネジ溝に対応した形状の刃先部分を有するものが用いられる。

【0020】

主軸２の回転及び工具３の作動の制御は、制御部４によって行われる。

【0021】

本実施の形態では、ワークＷに対して、工具３を移動させることでネジ切り加工を行う例として説明する。本実施の形態のネジ切り加工装置１は、制御部４により工具３（駆動機構５）の作動を制御して、図１に示す工具経路Ｐに沿って工具３の刃先部分を移動させることで、主軸２によって回転したワークＷの外周面を所定のネジ切り加工条件（ピッチ間隔、切り込み深さ等）でネジ切り加工を行う。

【0022】

工具経路Ｐは、工具３がワークＷをネジ切り加工するときの移動経路を示している。本実施の形態における工具経路Ｐは、従来技術のネジ切り加工と同様に最初のワークＷの軸方向の切り込み位置から、ネジ底Ｂの寸法位置に向かって少しずつ加工を進める工具３の移動経路に相当する複数の副経路ｐ１～ｐｎ（ｎは自然数）を有する。図１には、工具経路Ｐによるネジ切り加工の途中状態として、４つの副経路ｐ１～ｐ４を例示的に示す。４つの副経路ｐ１～ｐ４においては、副経路ｐ１、副経路ｐ２、副経路ｐ３、副経路ｐ４・・・副経路ｐｎの順序で連続的にネジ切り加工が進むように、工具３の刃先部分が移動する。

【0023】

副経路ｐ１は、所定（一定）の切込み深さＤとなる径方向位置において、工具３の刃先部分を、ワークＷに対して当該ワークＷの先端側から基端側（主軸２の側）に向けて軸方向に移動させる切込み経路ｐａと、切込み経路ｐａに対して主軸２の側で連なるとともに工具３の刃先部分をワークＷに対して主軸２の側に向けて軸方向に移動させつつ径方向外側に移動させる傾斜した切上げ経路ｐｂとを有している。本実施の形態では、工具３のワークＷに対する所定の切込み深さＤは、ワークＷに形成するネジのネジ底Ｂに対応する深さである。工具３は、切込み経路ｐａに沿って移動し、ワークＷを所定の切込み深さＤで切り込むことができ、切上げ経路ｐｂに沿って移動することで回転するワークＷの外周に所定のネジ切り加工条件で斜めに切り上げながら旋削によるネジ溝を形成することができる。副経路ｐ１を移動する工具３によって旋削工程が施される軸方向の加工長は、従来のネジ切り加工による一度の軸方向の加工長に対して短く設定されている。

【0024】

副経路ｐ１に沿って移動する工具３によるワークＷの旋削工程が完了すると、工具３はワークＷの外周面よりも径方向外側にまで移動した後、軸方向に沿って主軸２から離れる方向に移動し、副経路ｐ１よりも主軸２の側にずれた副経路ｐ２に沿って移動してワークＷに対する次の旋削工程を行う。

【0025】

副経路ｐ２も、副経路ｐ１の切込み経路ｐａと同一の切込み深さＤ及び軸方向長さを有する切込み経路と、副経路ｐ１の切上げ経路ｐｂと同一の傾斜角度及び軸方向長さを有する切上げ経路とを有している。副経路ｐ２は、ワークＷの切上げを開始する軸方向位置（切上げ経路を開始する軸方向位置）が、副経路ｐ１に沿って移動する工具３による前の旋削工程においてワークＷの切上げを開始した軸方向位置（切上げ経路ｐｂが開始された軸方向位置）とワークＷの切上げを終了した軸方向位置（切上げ経路ｐｂが終了した軸方向位置）との間に位置するように、前の旋削工程を行った副経路ｐ１に対して主軸２の側に向けて所定距離だけ軸方向にずれている。副経路ｐ２に沿って移動する工具３によるワークＷの旋削工程においては、ワークＷを一定の切込み深さＤで切り込む切込み加工は、前の旋削工程において切込み加工が開始された軸方向位置よりも主軸２寄りの位置から開始され、ワークＷを切り上げる切上げ加工は、前の旋削工程においてワークＷの切上げを開始した軸方向位置と切上げを終了した軸方向位置との間から開始される。

【0026】

副経路ｐ２に沿って移動する工具３による旋削工程が完了すると、再度、工具３は、次の旋削工程を行うために、軸方向に沿って主軸２から離れる方向に移動し、前の副経路ｐ２よりも主軸２の側にずれた副経路ｐ３に沿って移動し、ワークＷに対して次の旋削工程を行う。副経路ｐ３も、副経路ｐ１及び副経路ｐ２の切込み経路ｐａと同一の切込み深さ及び軸方向長さを有する切込み経路と、副経路ｐ１及び副経路ｐ２の切上げ経路ｐｂと同一の傾斜角度及び軸方向長さを有する切上げ経路とを有している。副経路ｐ３に沿って移動する工具３によるワークＷの旋削工程も、ワークＷを所定の切込み深さＤで切り込む切込み加工は、副経路ｐ２に沿う前の旋削工程において切込み加工が開始された軸方向位置よりも主軸２寄りの位置から開始され、ワークＷを切り上げる切上げ加工は、前の旋削工程においてワークＷの切上げを開始した軸方向位置と切上げを終了した軸方向位置との間から開始される。

【0027】

以下同様に、ワークＷの切上げを開始する軸方向位置が、前の旋削工程おいてワークＷの切上げを開始した軸方向位置とワークＷの切上げを終了した軸方向位置との間に移動されるように副経路ｐ４・・・副経路ｐｎの順序で工具３の移動経路を設定し、ワークＷの切上げを開始する軸方向位置を前の旋削工程によるワークＷの切上げを開始した軸方向位置に対して順に変更させながら旋削工程を繰り返し行うことで、ワークＷの外周面を徐々にネジ切り加工する。

【0028】

各副経路ｐ２～ｐｎにおいて次の旋削工程を開始する際には、制御部４により、主軸２の回転と工具３のワークＷへの切込み開始位置との位相が同期されるように調整され、工具３は前の旋削工程において切り込まれたワークＷの切込み部分に沿って所定の切り込み深さでネジ溝に侵入するとともに未加工部分に到達し、その位置から前の旋削工程に継続してワークＷの切込み加工及び切り上げ加工を行う。

【0029】

各副経路ｐ１～ｐｎのネジ切り加工が進むと切り込み位置がネジ底Ｂの位置に近くなり、所定の副経路ｐｎ（本実施の形態ではｐ３）のときにワークＷの端面においてネジ底Ｂに達した深さに仕上げられる。各副経路ｐ１～ｐｎにおいては切上げ加工における工具３のワークＷへの切込み深さは、前の切上げ経路と次の切上げ経路との間の距離となる。

【0030】

図１において一番左側の矢印により引き出して示すように、副経路ｐ１～ｐ４の順序で工具３によるワークＷの旋削工程が行われた部分は、徐々にネジ溝が深く形成されている。図１における一番左側の矢印の例においては、副経路ｐ４で所望のネジ底Ｂに達するようなネジ切り加工の条件になっているので、副経路ｐ４の旋削工程によりネジ底Ｂを有するネジに仕上げられている。図１において左から２番目の矢印により引き出して示すように、ワークＷの副経路ｐ２～ｐ４の３つの旋削工程のみが完了した部分は、ワークＷの副経路ｐ２～ｐ４の順序で工具３が通過して徐々にネジ溝が深くされているが、未だネジ底Ｂに沿った深さには達していない状態となっており、次の旋削作工程が行われることでネジに仕上げられる。図１において一番右側の矢印により引き出して示すように、ワークＷの副経路ｐ３、ｐ４の旋削工程のみが完了した部分は、ワークＷの副経路ｐ３、ｐ４の順序で工具３が通過して徐々にネジ溝が深くされているが、未だネジ溝は浅い状態であり、あと２回旋削作工程が行われることでネジに仕上げられる。規定の回数の旋削工程が行われるとネジ切り加工が完了し、ワークＷの外周面に所望のネジ溝が形成される。

【0031】

上記したネジ切り加工装置１によるネジ切り加工方法では、各副経路ｐ１～ｐｎを移動する工具３によって行われる旋削工程の軸方向の加工長は、何れも、ワークＷのネジ切り加工寸法よりも短くなるので、工具３が副経路ｐ１～ｐｎに沿って移動することにより行われるそれぞれの旋削工程において、工具３によりワークＷが旋削されることにより生じる切粉は、各旋削工程が完了する度に分断され、従来のネジ切り加工でワークＷのネジ切り加工寸法とほぼ同じ長さで発生していた切粉よりも短くなる。よって、ネジ切り加工により生じる切粉を短くして、切粉が工具３に絡まったり、切粉によってワークＷの表面に傷が付いたりすることを防止することができる。また、丈長のネジ切り加工が切粉を短くしながら行うことが可能となる。さらに、ワークのたわみ、ビビりなどを防止して、高精度のネジ切り加工が可能となる。

【0032】

各副経路ｐ１～ｐｎを移動する工具３によって行われる旋削工程において、切り込み位置がネジ底Ｂの位置に達した後の副経路Ｐｎでは切込み経路に沿って移動する工具３による切込み加工の前半部分は一度加工した工具経路Ｐを沿うように加工するゼロカットとなり、当該ゼロカットの後にワークＷのネジ切り加工が行われることになるので、仮に加工残りがあってもこのゼロカットで除去がされるため、ネジ溝に段差を生じさせることなくネジ切り加工を行うことができる。

【0033】

それぞれの副経路ｐ１～ｐｎにおける切上げ経路ｐｂの切り上げの角度を変更等することで、切上げ経路ｐｂの軸方向長さＬの変更や、ネジ切り加工を完了するまでに必要な旋削工程の回数を調整することができる。

【0034】

図２は、図１に示すネジ切り加工装置及びネジ切り加工方法の変形例を示す説明図である。図２においては、前述した部材ないし経路に対応する部材ないし経路には同一の符号を付してある。

【0035】

図１に示す場合では、各副経路ｐ１～ｐｎにおける切上げ経路ｐｂを直線としているが、図２に示すように、各副経路ｐ１～ｐｎにおける切上げ経路ｐｂを曲線とすることもできる。各副経路ｐ１～ｐｎにおける切上げ経路ｐｂを曲線とすることで、図２において矢印により引き出して示すように、最初の副経路ｐ１におけるワークＷへの切込み深さが一番大きく、副経路ｐ２、ｐ３となるに従って徐々にワークＷへの切込み深さが小さくなり、副経路ｐ４でワークＷへの切込み深さが一番小さくなるように、１山のネジ切りに必要となる副経路ｐ１～ｐ４における工具３のワークＷへの切込み深さを当該経路毎に相違させることができる。この場合、ネジの最後の仕上げとなる副経路ｐ４の切込み深さを一番小さくすることができるので、切削抵抗を小さくすることができ、ネジを精度よく仕上げることが可能となる。

【0036】

各副経路ｐ１～ｐｎにおける切上げ経路ｐｂを曲線とする場合には、当該切上げ経路ｐｂを、放物線状、円弧状等の種々の曲線とすることができる。

【0037】

図３は、図１に示すネジ切り加工装置及びネジ切り加工方法の他の変形例を示す説明図である。図３においても、前述した部材ないし経路に対応する部材ないし経路には同一の符号を付してある。

【0038】

図１に示す場合では、工具３によるワークＷの切上げを開始する軸方向位置が、前の旋削工程によるワークＷの切上げを開始する軸方向位置に対して軸方向に変更されるように各副経路ｐ１～ｐｎを設定しているが、図３に示すように、工具３によるワークＷの切上げを開始する軸方向位置を変更することなく、工具３によるワークＷの切上げを開始する径方向位置を、前の旋削工程によるワークＷの切上げを開始する径方向位置に対して順に径方向内側に変更するように各副経路ｐ１～ｐ４を設定した構成とすることもできる。特に、工具３がワークＷの端部の旋削を行う範囲において上記構成を採用することにより、図１に示す場合に比べて、ワークＷの端部により近い位置で工具３を移動させてワークＷの端部の旋削を行うことができる。上記副経路ｐ１～ｐ４に沿って工具３を移動させてワークＷの端部の旋削を行った後は、以降の旋削工程を、図１に示す場合のように、ワークＷの切上げを開始する軸方向位置が、前の旋削工程によるワークＷの切上げを開始する軸方向位置に対して軸方向に順に変更されるようにして繰り返し行うようにしてもよく、あるいは、図３に示す副経路ｐ１～ｐ４を順に軸方向にずらしながら繰り返し行うようにしてもよい。

【0039】

図４（ａ）～（ｄ）は、工具によるバリ取り工程の手順を示す説明図である。

【0040】

本実施の形態のネジ切り加工装置１ないしネジ切り加工方法は、上記方法によりワークＷの外周面に所望のネジ溝を形成した後、工具３によりワークＷの外周面に形成された最初のネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工するバリ取り工程を行う構成とすることができる。バリ取り工程において、ネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工することで、ネジ切り加工において最初のネジ山の頂部に生じたバリを削り取ってネジ山の形状を良くすることができる。

【0041】

上記の最初のネジ山は、ワークＷの外周面に形成されたネジ溝を軸方向の一端側から切削加工する際に最初に形成されるワークＷの外周面を１周する分のネジ山のことである。

【0042】

上記したバリ取り工程は、例えば、ワークＷを工具３に対して相対回転させながら、制御部４によって工具３の移動を制御して、当該工具３を図４（ａ）～（ｄ）に示す通りの工具経路を通るように移動させることで実施することができる。

【0043】

すなわち、図４（ａ）に示すように、工具３をワークＷに対して軸方向に相対移動させて、回転するワークＷの最初のネジ山の頂部に所定の切込み深さで切り込ませる。次いで、図４（ｂ）に示すように、工具３を軸方向及び径方向外側に相対移動させ、すなわち工具３を傾斜した切上げ経路に沿って移動させて工具３によってネジ山の頂部の一部を斜めに切り上げる。次いで、工具３を、ワークＷの外周面よりも径方向外側にまで移動させ、軸方向に沿って主軸２から離れる方向に移動させた後、前のバリ取り工程と同一の切込み深さで、工具３を回転するワークＷの最初のネジ山の頂部の残り部分に切り込ませる。次いで、図４（ｃ）に示すように、前のバリ取り工程によるネジ山の頂部の切上げを開始した軸方向位置に対して主軸２の側にずれた軸方向位置において、工具３を軸方向及び径方向外側に相対移動させ、前のバリ取り工程よりも主軸２の側においてネジ山の頂部を工具３によって切り上げる。以下同様に、工具３をバリ取り工程を開始した元の位置にまで戻した後に、最初のネジ山の頂部の残り部分を前のバリ取り工程と同一の切込み深さで軸方向に切り込むとともに、ネジ山の頂部の切上げを開始する位置を前のバリ取り工程においてネジ山の頂部の切上げを開始した軸方向位置に対して主軸２の側に順に変更しながら繰り返し切削加工を行うことで、図４（ｄ）に示すように、最初のネジ山の頂部を切削加工してバリを削り取ることができる。

【0044】

当該バリ取り工程においては、工具３により、最初のネジ山の頂部の全てを切削するのが好ましいが、バリが最初のネジ山の一部にのみ生じている場合などにおいては、少なくとも最初のネジ山の頂部の一部のみを切削するようにしてもよい。また、最初のネジ山の頂部だけでなく、２つ目以降のネジ山の頂部にまで切削加工を施すようにしてもよい。

【0045】

バリ取り工程は、上記のように工具３を移動させて行う方法に限らず、例えば、溝切バイト等の工具を用い、当該工具を一定の切り込み深さで軸方向に移動させることで、最初のネジ山の頂部の全体を工具により切削加工する方法により行うなど、最初のネジ山の頂部の少なくとも一部を切削加工することができれば、種々の方法を採用することができる。

【0046】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【0047】

前記実施の形態では、切込み経路ｐａに沿って移動する工具３がワークＷに切り込む所定の切込み深さＤをネジ底Ｂに対応した深さとしているが、ネジ底Ｂよりも浅い深さとすることもできる。この場合、切込み経路ｐａの切込み深さＤを徐々に深くして工具３の工具経路Ｐに沿った移動を繰り返し行うことで、所定の深さのネジ底Ｂを有するネジのネジ切り加工を行うことができる。

【0048】

前記実施の形態では、次の旋削工程を行うために工具３を軸方向に沿って主軸２から離れる方向に移動させる戻し経路を、便宜上、副経路ｐ４・・・副経路ｐｎにおいて互いに異なるように記載しているが、実際には、副経路ｐ４・・・副経路ｐｎにおける工具３の戻し経路は、何れも同一の高さに設定するのが好ましい。

【0049】

前記実施の形態では、副経路ｐ１～ｐｎにおける切上げ経路ｐｂを同一の傾斜角度としているが、副経路ｐ１～ｐｎにおける切上げ経路ｐｂの傾斜角度を互いに相違させるようにしてもよい。例えば、ネジ切り加工の最終段階において、切上げ経路ｐｂの傾斜角度を徐々に大きくすることで、ワークＷの主軸２に近い根元側の部分にまで完全なネジを形成することができる。さらに、一つの副経路における切り上げ加工の途中において、傾斜角度に変化（一例として傾斜角度の大小を交互に繰り返す）を付けるようにしてもよい。これにより、切り上げの途中で切粉が分断できるので、さらに切粉を短くすることが可能になる。

【0050】

前記実施の形態では、ワークＷの切上げを開始する軸方向位置が、前の旋削工程によるワークＷの切上げを開始した軸方向位置とワークＷの切上げを終了した軸方向位置との間に位置するように、副経路ｐ１～ｐｎの軸方向位置を順に変更するようにしているが、ワークＷの切上げを開始する軸方向位置が、前の旋削工程によるワークＷの切上げを終了した軸方向位置よりも主軸２の側に位置するように、副経路ｐ１～ｐｎの軸方向位置を順に変更するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0051】

１ ネジ切り加工装置
２ 主軸
３ 工具
４ 制御部
５ 駆動機構
Ｗ ワーク
Ｃ 回転中心軸
Ｄ 切込み深さ
Ｐ 工具経路
ｐ１ 副経路
ｐ２ 副経路
ｐ３ 副経路
ｐ４ 副経路
ｐｎ 副経路
ｐａ 切込み経路
ｐｂ 切上げ経路
Ｂ ネジ底
Ｌ 切上げ経路の軸方向長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】