特表 2023-520719 金属スレッドを切削するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-18

(54)【発明の名称】金属スレッドを切削するための方法

(51)【国際特許分類】

   B23G 1/02 20060101AFI20230511BHJP

   B23B 1/00 20060101ALN20230511BHJP

【ＦＩ】

B23G1/02 A

B23B1/00 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022561547

(86)(22)【出願日】2021-03-16

(85)【翻訳文提出日】2022-12-06

(86)【国際出願番号】 EP2021056704

(87)【国際公開番号】W WO2021204501

(87)【国際公開日】2021-10-14

(31)【優先権主張番号】20168755.5

(32)【優先日】2020-04-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520333435

【氏名又は名称】エービー サンドビック コロマント

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ニルソン， オケ

(72)【発明者】

【氏名】ロイッカネン， ヘンリク

(72)【発明者】

【氏名】オー， ロジャー

【テーマコード（参考）】

3C045

【Ｆターム（参考）】

3C045AA01

(57)【要約】

ＣＮＣ旋盤のための、予め定められたスレッド（３）をワークピース（２）に形成するための加工方法であって、金属ワークピース（２）を提供することと、スレッディングツール（１）を提供することと、ここで、スレッディングツール（１）は、第１の切削エッジ（１１）と第２の切削エッジ（１２）とを含み、金属ワークピース（２）を、その回転軸（Ａ１）を中心に回転させることと、スレッディングツール（１）を縦（Ｚ）方向に、１セットのパス（Ｐ１からＰ６）を通して移動させることと、ここで、縦（Ｚ）方向は、回転軸（Ａ１）と並列又は一致して、第１のパス（Ｐ１）中、スレッディングツール（１）を半径（Ｘ）方向に第１の振動数にて揺動させて、スレッディングツール（１）が第１の半径方向の距離（Ｄ１）と第２の半径方向の距離（Ｄ２）との間を移動するようにすることと、ここで、第１の半径方向の距離（Ｄ１）は第２の半径方向の距離（Ｄ２）より長く（Ｄ１とＤ２との間の前方への運動、Ｄ２とＤ１との間の後方への運動）、第２のパス（Ｐ２）中、スレッディングツール（１）を半径（Ｘ）方向に第２の振動数にて揺動させて、スレッディングツール（１）が第３の半径方向の距離（Ｄ３）と第４の半径方向の距離（Ｄ４）との間を移動するようにすることと、ここで、第３の半径方向の距離（Ｄ３）は第４の半径方向の距離（Ｄ４）より長くて第１の半径方向の距離（Ｄ１）より短く、第４の半径方向の距離（Ｄ４）は第２の半径方向の距離（Ｄ２）より短く、最後のパス（Ｐ４、Ｐ６）中、ツールを揺動なく半径（Ｘ）方向に移動させることと、を含む加工方法であって、この方法は、第２の振動数を第１の振動数とは異ならせて設定することと、第３の半径方向の距離（Ｄ３）を第２の半径方向の距離（Ｄ２）より長く設定することと、第２のパス（Ｐ２）をアレンジして、第２のパス（Ｐ２）の各揺動に対して、第２のパス（Ｐ２）の軌跡が第１のパス（Ｐ１）の軌跡と２回以上交差するようにすることと、をさらに含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＣＮＣ旋盤のための、予め定められたスレッド（３）をワークピース（２）に形成するための加工方法であって、
金属ワークピース（２）を提供することと、
第１の切削エッジ（１１）と第２の切削エッジ（１２）とを含むスレッディングツール（１）を提供することと、
前記金属ワークピース（２）を、その回転軸（Ａ１）を中心に回転させることと、
前記スレッディングツール（１）を縦（Ｚ）方向に、１セットのパス（Ｐ１からＰ６）を通して移動させることであって、前記縦（Ｚ）方向は、前記回転軸（Ａ１）と並列又は一致している、前記スレッディングツール（１）を移動させることと、
第１のパス（Ｐ１）中、前記スレッディングツール（１）が第１の半径方向の距離（Ｄ１）と第２の半径方向の距離（Ｄ２）との間を移動するように、前記スレッディングツール（１）を半径（Ｘ）方向に第１の振動数にて揺動させることであって、前記第１の半径方向の距離（Ｄ１）は前記第２の半径方向の距離（Ｄ２）より長い、前記スレッディングツール（１）を半径（Ｘ）方向に第１の振動数にて揺動させることと、
第２のパス（Ｐ２）中、前記スレッディングツール（１）が第３の半径方向の距離（Ｄ３）と第４の半径方向の距離（Ｄ４）との間を移動するように、前記スレッディングツール（１）を前記半径（Ｘ）方向に第２の振動数にて揺動させることであって、前記第３の半径方向の距離（Ｄ３）は前記第４の半径方向の距離（Ｄ４）より長く、前記第１の半径方向の距離（Ｄ１）より短く、前記第４の半径方向の距離（Ｄ４）は前記第２の半径方向の距離（Ｄ２）より短く、前記第３の半径方向の距離（Ｄ３）は前記第２の半径方向の距離（Ｄ２）より長い、前記スレッディングツール（１）を前記半径（Ｘ）方向に第２の振動数にて揺動させることと、
最後のパス（Ｐ４、Ｐ６）中、前記ツールを揺動なく前記半径（Ｘ）方向に移動させることと、
を含む加工方法であって、
前記方法は、
前記第２の振動数を前記第１の振動数とは異ならせて設定することと、
前記第２のパス（Ｐ２）をアレンジして、前記第２のパス（Ｐ２）の各揺動に対して、前記第２のパス（Ｐ２）の軌跡が前記第１のパス（Ｐ１）の軌跡と２回以上交差するようにすることと、
をさらに含むことを特徴とする加工方法。

【請求項2】

前記第２の振動数を、前記第１の振動数より２倍又は実質的に２倍大きく設定することをさらに含む、請求項１に記載の加工方法。

【請求項3】

前記第２のパス（Ｐ２）中の前記揺動の位相を、前記第４の半径方向の距離又は複数の距離（Ｄ４）が、前記第１及び第２の半径方向の距離（Ｄ１、Ｄ２）と、Ｚ軸に沿って一致するように設定することをさらに含む、請求項１又は２に記載の加工方法。

【請求項4】

第３のパス（Ｐ３）中、前記スレッディングツール（１）が第５の半径方向の距離（Ｄ５）と第６の半径方向の距離（Ｄ６）との間を移動するように、前記スレッディングツール（１）を半径（Ｘ）方向に第３の振動数にて揺動させることであって、前記第５の半径方向の距離（Ｄ５）は前記第６の半径方向の距離（Ｄ６）より長く、前記第３の半径方向の距離（Ｄ３）より短く、前記第６の半径方向の距離（Ｄ６）は前記第４の半径方向の距離（Ｄ４）より短い、前記スレッディングツール（１）を半径（Ｘ）方向に第３の振動数にて揺動させることと、
前記第３の振動数を前記第２の振動数とは異ならせて設定することと、
前記第５の半径方向の距離（Ｄ５）を前記第４の半径方向の距離（Ｄ４）より長く設定することと、
前記第３のパス（Ｐ３）をアレンジして、前記第３のパス（Ｐ３）の各揺動に対して、前記第３のパス（Ｐ３）の軌跡が前記第２のパス（Ｐ２）の軌跡と２回以上交差するようにすることと、
前記第３のパス（Ｐ３）の振動数を、第２のパス（Ｐ２）の振動数より少なく、又は、前記第１のパス（Ｐ１）の振動数より少なく設定することと、
をさらに含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項5】

最後の揺動パス（Ｐ３、Ｐ５）を、すべての以前の揺動パス（Ｐ１からＰ２、Ｐ１からＰ４）より多い振動数を有するように設定することをさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項6】

前記第１のパス（Ｐ１）に続くすべての揺動パス（Ｐ２からＰ３、Ｐ２からＰ５）に対する振動数を、前記第１のパス（Ｐ１）の振動数の４倍以下に設定することをさらに含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項7】

最後から２番目のパス（Ｐ３、Ｐ５）中、前記スレッディングツール（１）を、前記最後のパス（Ｐ６）から外側の半径方向の距離（Ｄ５、Ｄ９）と内側の半径方向の距離（Ｄ６、Ｄ１０）との間で揺動させることをさらに含み、ここで、前記内側の半径方向の距離（Ｄ６、１０）は、ゼロ、又は、前記第１の半径方向の距離（Ｄ１）と前記第２の半径方向の距離（Ｄ２）との間の差の半分未満である、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項8】

前記最後から２番目のパス（Ｐ３、Ｐ５）に対する振動数を、前記第１のパス（Ｐ１）の振動数より多く、そして、前記第２のパス（Ｐ２）の振動数より多く設定することをさらに含む、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項9】

前記第１の半径方向の距離（Ｄ１）と前記第２の半径方向の距離（Ｄ２）との間の差は、前記第３の半径方向の距離（Ｄ３）と前記第４の半径方向の距離（Ｄ４）との間の差とは異なる、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項10】

前記第１の半径方向の距離（Ｄ１）と前記第３の半径方向の距離（Ｄ３）との間の差は、前記第３の半径方向の距離（Ｄ３）と前記第２の半径方向の距離（Ｄ２）との間の差より小さい、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項11】

第３の振動数は、前記第１の振動数と同じ又は実質的に同じである、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項12】

第２の半径方向の距離（Ｄ２）と第６の半径方向の距離（Ｄ６）とは、前記縦（Ｚ）方向に一致又は実質的に一致する、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項13】

すべてのパス（Ｐ１からＰ６）に対して、前記スレッディングツール（１）は、前記縦（Ｚ）方向に、０．５～３．０ｍｍ／回転となる縦方向の送り速度にて動かされる、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項14】

前記スレッディングツール（１）は、スレッディングインサート（２）とインサートシート（６）とを含み、
前記スレッディングインサート（２）は、上面（３）と底面（４）とを含み、
前記上面（３）と前記底面（４）とは、側面（５）により接続されており、
前記第１の切削エッジ（１１）と前記第２の切削エッジ（１２）とは、前記上面（３）と前記側面（５）との間の境界に形成されており、
前記底面（４）は、前記インサートシート（６）において形成された、対応する構造（８）との接触のためのかみ合い手段（７）を含む、
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の加工方法。

【請求項15】

ＣＮＣ旋盤により実行されると、前記ＣＮＣ旋盤に、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のステップを行わせる命令を有するコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属切削の技術分野に関する。より具体的には、本発明は、スレッディングとして知られる旋削作業の分野に属する。

【背景技術】

【0002】

本発明は、請求項１のプリアンブルに係る方法に関する。換言すると、本発明は、ＣＮＣ旋盤のための、予め定められたスレッドをワークピースに形成するための加工方法に関する。この方法は、金属ワークピースを提供することと、第１の切削エッジと第２の切削エッジとを含むスレッディングツールを提供することと、金属ワークピースを、その回転軸を中心に回転させることと、スレッディングツールを縦方向に、１セットのパスを通して移動させることと、ここで、縦方向は、回転軸と並列又は一致して、第１のパス中、スレッディングツールを半径方向に第１の振動数にて揺動させて、スレッディングツールが第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間を移動するようにすることと、ここで、第１の半径方向の距離は第２の半径方向の距離より長く、第２のパス中、スレッディングツールを半径方向に第２の振動数にて揺動させて、スレッディングツールが第３の半径方向の距離と第４の半径方向の距離との間を移動するようにすることと、ここで、第３の半径方向の距離は第４の半径方向の距離より長くて第１の半径方向の距離より短く、第４の半径方向の距離は第２の半径方向の距離より短く、第３の半径方向の距離は第２の半径方向の距離より長く、最後のパス中、ツールを揺動なく半径方向に移動させることと、を含む。

【0003】

スレッディングでは、スレッドが形成される。スレッディングは、旋削作業において行われてよい。金属ワークピースが回転する。スレッディングツールが、回転しているワークピースに対して縦方向に動かされる。スレッドが、１セット又は多数のパスを通して徐々に形成される。

【0004】

ＥＰ３２４１６３７Ａ１は、ワークピースをスレッド加工する方法を開示する。ここでは、スレッディングツールが半径方向又はＸ方向に揺動する。この方法は、長い切り屑ストリップの問題を減らすものと考えられる。

【0005】

スレッディングのためのさらに改善された方法の必要性があることを、本発明者達は見いだした。

【発明の概要】

【0006】

本発明の目的は、切り屑のブレイキング又は切り屑の制御を改善して、ツール寿命を改善することである。

【0007】

これらの目的の少なくとも１つは、始めに画定した方法により達成される。この方法は、第２の振動数を第１の振動数とは異ならせて設定することと、第２のパスをアレンジして、第２のパスの各揺動に対して、第２のパスの軌跡が第１のパスの軌跡と２回以上交差するようにすることと、をさらに含む。

【0008】

そのような方法により、切り屑を短くすることができる。切り屑は少なくとも、第２のパス中に、第２のパスの軌跡が第１のパスの軌跡と交差するとともに分離する。換言すると、切り屑は、スレッディングインサートが切削を終えると分離する。各揺動に対して、切り屑は、切削を終える際に中断する。

【0009】

切り屑のブレイキングは、第２のパスに対して、さらに改善される。なぜなら、第１のスレッドフランクを切削するよう配置された第１の切削エッジ又はリーディングエッジと、第２のスレッドフランクを切削するよう配置された第２の切削エッジ又はトレーリングエッジと、が選択的に切削にあるからである。より正確には、切削中、例えば、凸状の切削エッジの形態であってよい接続切削エッジと第１の切削エッジとが切削にある、又は、接続切削エッジと第２の切削エッジとが切削にある。接続切削エッジは、スレッドのルートを形成する切削エッジの一部と理解されるべきである。これは、切り屑の断面のおかげで、より好ましい形状を有する切り屑をもたらす。すべてのパスが同じ揺動振動数を有する方法は、断面がＶ形状として一般的に説明できる形状を有する切り屑をもたらすこととなる。換言すると、第１及び第２の切削エッジの双方と、同様に、接続切削エッジと、が、同時に切削にある切り屑をもたらすこととなる。この説明の形状は、Ｖプロファイルの５５度若しくは６０度のスレッド、又は、メトリック若しくはＵＮ６０度のスレッドなどの一般的なスレッドプロファイルに特に適する。そのようなＶ形状の切り屑は、形状としてはあまり好ましくなく、低品質の切り屑の制御をもたらす。さらに、Ｖ形状の切り屑は、インサートのすくい面上において、エッジに蓄積するリスクが上がり、結果として、ツール寿命を短くする。そのようなＶ形状の切り屑は、ＥＰ３２４１６３７Ａ１において図３に示す揺動パス番号２についてもたらされる。

【0010】

そのような方法により、切削エッジに沿う１つを超えるポイントが、第２のパス中にワークピースに出入りすることを、本発明者は見いだした。これは、切削エッジに沿う１つのポイントがワークピースに出入りすることが報告される方法と比較して好適である。この出入りするポイントは、より摩耗し易いことを、本発明者は見いだした。

【0011】

第２のパス中、第１及び第２の切削エッジは選択的にアクティブとなり、これにより、切削エッジに沿う摩耗を比較的均一に広げ、これは、ツール寿命に関して好適である。

【0012】

加工方法は、金属切削方法である。ＣＮＣ旋盤は、旋削に適する、いずれのコンピュータ又はコンピュータによる数値制御加工ツールである。スレッド又はスクリュスレッドは、らせん構造である。スレッドは、スレッドスタートとスレッドエンドとの間を伸長する。スレッドは、一定又は実質的に一定のピッチ、つまり、スレッドが１回転毎に進む回転軸に沿う距離、つまり、単位長さ毎のスレッド数を有する。スレッドは、直線状、つまり、円筒状、又は、テーパ状、つまり、円錐状とすることができる。スレッドは、外部又は内部であってよい。スレッドは、右巻き又は左巻きであってよい。スレッドの断面形状は、スレッドフォームと呼ばれる。スレッドフォーム又はスレッドプロファイルは、例えば、ＩＳＯ、台形、ＵＮＣなどの各種の形状を有してよい。スレッドフォームは好ましくは、第１のスレッドフランクと、第２のスレッドフランクと、クレストと、ルートと、を含む。

【0013】

スレッドは好ましくは、単一スタートスレッドである。金属ワークピースは、例えば、スチール製である。金属ワークピースは好ましくは、少なくとも部分的に円筒状又は実質的に円筒状である。スレッディングツールは好ましくは、ツールボディとスレッディングインサートとを含む。スレッディングインサートは好ましくは、少なくとも部分的に、例えば、焼結炭化物などの耐摩耗材料製である。スレッディングツール、好ましくはスレッディングインサートは、切削エッジを含む。

【0014】

切削エッジは、第１の切削エッジと第２の切削エッジとを含む。これらの第１及び第２の切削エッジは好ましくは、接続切削エッジにより接続されている。接続切削エッジは好ましくは、スレッドルートを切削するよう配置されている。接続エッジは、上面図において凸状であってよい。接続エッジは、上面図において円弧である形状を有してよい。第１の切削エッジは好ましくは、第１のスレッドフランクを切削するよう配置されている。第２の切削エッジは好ましくは、第２のスレッドフランクを切削するよう配置されている。

【0015】

切削エッジの形状は好ましくは、スレッドフォームに対応又は実質的に対応する。

【0016】

スレッディングツール、好ましくはスレッディングインサートは好ましくは、１つ又はそれ以上の歯を含む。

【0017】

金属ワークピースは、１方向にその回転軸を中心に回転する。ここでは、回転軸は好ましくは、金属ワークピースの縦方向の対称軸と一致する。

【0018】

この方法は、スレッディングツールを縦方向に、１セット又は１連のパスにおいて移動させることを含む。スレッドは、１セットのパスを通して形成される。パスの数は好ましくは、３から２５、さらにより好ましくは、４から２０である。各パスに対して、金属ワークピースから材料が除去される。最後のパスは、スレッドの最終形状、つまり、予め定められたスレッドを生成する。

【0019】

この方法は、ラジアルインフィードやフランクインフィードに、又は、交互のフランクインフィードを用いて使用することができる。

【0020】

縦方向は、金属ワークピースの回転軸と並列している。各パスに対して、スレッディングツールは縦方向に１方向に移動して、金属ワークピースから金属切削を通して金属を除去する。各パスの終わりに、スレッディングツールを引き込むことにより、つまり、スレッディングツールを１方向に、金属ワークピースから離して移動させることにより、スレッディングツールは切削を終える。後続のパスの前に、スレッディングツールは縦方向に、その１方向とは反対の方向に、切削をすることなく移動する。

【0021】

各パスにおいて、スレッディングツールは、スレッドスタートからスレッドエンドまで、又は、スレッドスタート付近の位置からスレッドエンド付近の位置まで移動する。換言すると、スレッディングツールは、スレッドスタート付近で切削に入り、スレッドエンド付近で切削を終える。このコンテキストにおける付近とは、スレッドスタートから１回転以内と理解される。

【0022】

スレッドが外部スレッドであれば、これらのパスは、回転軸に徐々に近づく。換言すると、第１のパス中、スレッディングツールは平均して、第２のパス中のそれと比較して、回転軸からより長い半径方向の距離にある。最後のパス中、スレッディングツールは平均して、最後から２番目のパス中のそれと比較して、回転軸からより短い半径方向の距離にある。

【0023】

スレッディングツールを縦方向に、つまり、Ｚ軸に沿って移動させることは、縦方向のフィードと呼ばれる。縦方向のフィードは好ましくは、すべてのパス中、平均して一定である、つまり、同じ平均値を有する。この平均値は好ましくは、スレッドのピッチと等しい。最後のパス中の縦方向のフィードは一定である、つまり、一定値を有する。

【0024】

第１のパス中、スレッディングツールは、半径方向に第１の振動数にて揺動する。この揺動は好ましくは、周期的な揺動であり、周期的な波形、例えば、三角波又は正弦波などを有する。この波形は、山と谷を含む。スレッディングツールのこの揺動は、山と谷の間を揺動する。スレッドが外部スレッドであれば、これらの山は半径方向に外側にあり、これらの谷は半径方向に内側にある。

【0025】

第１のパス中、スレッディングツールは、第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の前方への運動と、第２の半径方向の距離と第１の半径方向の距離との間の後方への運動と、を行う。この前方への運動は、スレッドが外部スレッドであれば、回転軸に向かう。一方で、この前方への運動は、スレッドが内部スレッドであれば、回転軸から離れる。

【0026】

第１の振動数は好ましくは、一定である。振動数は、単位時間又は時間の単位毎の１回の揺動を意味する。例えば、１回の揺動が２ｓ、つまり、２秒を要するのであれば、振動数は０．５ｓ^－１である。

【0027】

好ましくは、第１のパス中、スレッディングツールは、金属ワークピースの１回転毎に１回、つまり、１周期と、金属ワークピースの４回転毎に１回と、の間で揺動する。

【0028】

さらにより好ましくは、第１のパス中、スレッディングツールは、金属ワークピースの２回転毎に１回、つまり、１周期揺動する。１周期は、第１の半径方向の距離にて開始して、第２の半径方向の距離まで移動して、第１の半径方向の距離まで戻るものと理解される。

【0029】

その回転軸を中心とする金属ワークピースの１回転に対する時間は好ましくは、１回の揺動に対する時間と等しい、若しくは、その倍数、又は、整数により除算される１回の揺動に対する時間と等しい。

【0030】

スレッディングツールの揺動は半径方向のものであり、スレッディングツールが第１のパス中、最後のパスからの第１の半径方向の距離と、最後のパスからの第２の半径方向の距離と、の間を移動するようになっている。この第１の半径方向の距離は山に対応して、この第２の半径方向の距離は谷に対応する。これらの距離は、最後のパスからのものである。第１のパス中の揺動の山と山の間の振幅は、第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差と等しい。スレッドが直線状又はテーパ状であるかに関わらず、これらの半径方向の距離は、金属ワークピースの回転軸に鉛直する方向にある。各揺動パス中の揺動は、スレッディングツールが繰り返し金属ワークピースとかみ合い、そしてそのかみ合いから外れ、切り屑を作り出すようになっている。

【0031】

第１のパス中の揺動は、切削の深さ又はインフィードが第１のパス中に変化することを意味する。スレッディングツールの切削エッジのアクティブな部分が、第１のパス中に変化する。

【0032】

好ましくは、スレッドが外部スレッドであれば、第１の半径方向の距離は、金属ワークピースの半径より長い。換言すると、好ましくは、第１のパスの軌跡が、金属ワークピースの周面又は外面と交差する。

【0033】

したがって、第１のパスは好ましくは、断続する切削である、つまり、切削エッジが、断続してアクティブである、つまり、金属を断続して切削する。この効果は、第１のパス中、切り屑をより短くすることができることである。

【0034】

第１のパス中のスレッディングツールの運動はしたがって、２つの成分を含む。１つの縦方向の成分は、スレッディングツールが縦方向のＺ軸に沿って又はこれと並列に１方向に移動するものであり、１つの半径方向の成分は、スレッディングツールが半径方向に、回転軸に鉛直して揺動するものである。

【0035】

第１のパス後、スレッディングツールは切削をすることなく、第１のパスとは縦方向に反対に、縦方向に１方向に移動する。

【0036】

第２のパス中、スレッディングツールは半径方向に第２の振動数にて揺動して、この第２の振動数は、この第１の振動数とは異なり、さらにより好ましくは、この第１の振動数より高く、これにより、第２のパス中の切り屑の長さをさらに短くする。第２の振動数は好ましくは、第１の振動数の倍数である。

【0037】

好ましくは、第２のパス中、スレッディングツールは、金属ワークピースの１回転毎に１回、つまり、１周期揺動する。

【0038】

スレッディングツールの揺動は、スレッディングツールが、最後のパスからの第３の半径方向の距離と第４の半径方向の距離との間を移動するようになっている。第２のパス中、スレッディングツールは縦方向に、第１のパスに対するものと同じ方向であるＺ軸に沿う方向に移動する。

【0039】

第３の半径方向の距離は、第４の半径方向の距離より長い。第３の半径方向の距離は好ましくは、スレッドが外部スレッドであれば、金属ワークピースの外面又は周面より短い。

【0040】

第１の半径方向の距離は第３の半径方向の距離より長く、第２の半径方向の距離は第４の半径方向の距離より長い。換言すると、第２のパスは、スレッドが外部スレッドであれば、平均して、第１のパスのそれよりも小さい直径にある。

【0041】

第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差、つまり、半径方向の距離は好ましくは、第３の半径方向の距離と第４の半径方向の距離との間の差とは異なる。

【0042】

第２のパスの軌跡は、第１のパスの軌跡と交差する。好ましくは、第２のパスの各期間に対して、つまり、第２のパスの各揺動に対して、第２のパスの軌跡は第１のパスの軌跡と２回交差する。そのような場合では、第２のパスの軌跡は、各切削を終えて切削に入るシーケンスが、第１のパス中のスレッディングツールの後方への運動又は第１のパス中のスレッディングツールの前方への運動に対応するようになっている。換言すると、交差それぞれの隣接するペアのそれぞれは双方とも、第２の半径方向の距離に対応するＺ軸に沿う最も近い又は隣接するポイントとの関連で、縦又はＺ軸に沿う同じ側にある。

【0043】

第２のパスの軌跡は好ましくは、前方への運動中に１回、そして後方への運動中に１回交差する。ここでは、後方及び前方はそれぞれ、回転軸との関連で反対の方向である。１つの交差は、切削の終了又は切削の開始を表す。

【0044】

好ましくは、第２のパスの軌跡が第１のパスの軌跡の半径方向に下にある時間又は距離は、スレッドが外部スレッドであれば、第２のパスの軌跡が第１のパスの軌跡の半径方向に上にある時間又は距離より長い。外部スレッドについて、半径方向に上とは、半径方向に外向き、又は、半径方向の距離が長いことを意味し、半径方向に下とは、半径方向に内向き、又は、半径方向の距離が短いことを意味する。

【0045】

最後のパス中、スレッディングツールは直線的に、つまり、揺動なく半径方向に移動する。この直線運動は、スレッドが円筒状スレッドであれば、回転軸と並列する。最後のパス中の縦方向のフィードは、スレッドのピッチと等しい。最後のパスは、スレッドの最終形状を形成する。

【0046】

１つの実施形態によると、この方法は、第２の振動数を第１の振動数より２倍又は実質的に２倍大きく設定することをさらに含む。

【0047】

換言すると、第２の振動数は第１の振動数の２倍である。

【0048】

これは、第２のパス中により短い切り屑をもたらす。なぜなら、切り屑の長さは、振動数が増えると短くなるからである。切り屑は、インサートが切削を完全に終える度に中断する。第２のパス中、インサートは揺動毎に、１回切削を終え、１回切削に入る。換言すると、第２のパスの軌跡は、第１のパスの軌跡と揺動毎に２回交差する。これは、第２のパス中に短い切り屑をもたらす。なぜなら、切り屑の長さは、各揺動に対して切り屑が中断するのであれば、振動数が増えるほど短くなるからである。

【0049】

１つの実施形態によると、この方法は、第２のパス中の揺動の位相を、第４の半径方向の距離又は複数の距離が、第１及び第２の半径方向の距離と、Ｚ軸に沿って一致するように設定することをさらに含む。

【0050】

そのような方法により、インサートの摩耗が、第２のパス中に第１及び第２の切削エッジの双方に対して、より均等に分散されて、これにより、ツール寿命が伸びる。

【0051】

このコンテキストにおける一致は、Ｚ軸に沿う一致、つまり、縦方向の一致と理解することができる。換言すると、第２のパスの、第３の半径方向の距離により画定される山は、第１のパスの隣接する山と谷との間の縦方向の途中にある一方で、第１のパスの山は第１の半径方向の距離により画定されて、第１のパスの谷は第２の半径方向の距離により画定される。

【0052】

１つの実施形態によると、この方法は、第３のパス中、スレッディングツールを半径方向に第３の振動数にて揺動させて、スレッディングツールが第５の半径方向の距離と第６の半径方向の距離との間を移動するようにすることと、ここで、第５の半径方向の距離は第６の半径方向の距離より長くて第３の半径方向の距離より短く、第６の半径方向の距離は第４の半径方向の距離より短く、第３の振動数を第２の振動数とは異ならせて設定することと、第５の半径方向の距離を第４の半径方向の距離より長く設定することと、第３のパスをアレンジして、第３のパスの各揺動に対して、第３のパスの軌跡が第２のパスの軌跡と２回以上交差するようにすることと、第３のパスの振動数を、第２のパスの振動数より少なく、又は、第１のパスの振動数より少なく設定することと、をさらに含む。

【0053】

そのような方法により、揺動の振動数を、振動数が連続して増える方法と比較して、相対的に少なく設定することができ、これにより、ＣＮＣマシンの高振動数制御及び／又はメカニクスに関するマシンの制限又は問題を回避する。

【0054】

そのような方法により、切り屑を第３のパス中に中断させることができる。

【0055】

第３のパス中、スレッディングツールは半径方向に第３の振動数にて揺動する。この第３の振動数は好ましくは、第２の振動数とは異なる。好ましくは、第３の振動数は、第１の振動数と等しい又は実質的に等しい。好ましくは、第３の振動数は第２の振動数より少ない。第３の振動数は好ましくは、第２の振動数の半分である。スレッディングツールの揺動は、スレッディングツールが、最後のパスから第５の半径方向の距離と第６の半径方向の距離との間を移動するようになっている。第３のパスは、最後から２番目のパスであってもよいし、そうでなくともよい。

【0056】

第３のパス中、スレッディングツールは縦方向に、第１及び第２のパスに対するものと同じ方向であるＺ軸に沿う方向に移動する。

【0057】

第５の半径方向の距離は、第６の半径方向の距離より長い。

【0058】

第５の半径方向の距離は、第３の半径方向の距離未満である。

【0059】

第６の半径方向の距離は、第４の半径方向の距離未満である。

【0060】

第３のパスの軌跡は、第２のパスの軌跡と交差する。好ましくは、第３のパスの各期間に対して、第３のパスの軌跡は第２のパスの軌跡と２回交差する。好ましくは、第３のパスの軌跡が第２のパスの軌跡の下にある時間又は距離は、第３のパスの軌跡が第２のパスの軌跡の上にある時間又は距離より長い。

【0061】

スレッディングツールは、第５の半径方向の距離と第６の半径方向の距離との間の前方への運動と、第６の半径方向の距離と第５の半径方向の距離との間の後方への運動と、を行う。

【0062】

１つの実施形態によると、この方法は、最後の揺動パスを、すべての以前の揺動パスのそれらより多い振動数を有するように設定することをさらに含む。

【0063】

そのような方法により、スレッドのルート付近の切り屑を短くすることができる。これは好適である。なぜなら、切り屑の問題が生じる可能性は、ルート付近でより高くなるからである。

【0064】

最後の揺動パスは、最後から２番目のパスである。最後から２番目のパス中、スレッディングツールは半径方向に、最後のパスから外側の半径方向の距離と内側の半径方向の距離との間を揺動する。ここで、この内側の半径方向の距離は、ゼロ、又は、第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差の半分未満である。

【0065】

換言すると、最後から２番目のパス中、スレッディングツールは半径方向に、最後のパスから２つの半径方向の距離の間を揺動する。ここで、最後のパスに半径方向に最も近い上記半径方向の距離の半径方向の距離は、ゼロである、つまり、最後のパスと交差する、又は、第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差の半分未満である。好ましくは、この半径方向の距離は、０．１０ｍｍ未満、さらにより好ましくは、０．０６ｍｍ未満である。

【0066】

換言すると、好ましくは、最後から２番目のパス中、スレッディングツールは半径方向に揺動して、最後から２番目のパスの軌跡が、最後のパスの軌跡と交差又は実質的に交差するようになる。実質的にとは、このコンテキストでは、０．１０ｍｍ内、さらにより好ましくは、０．０６ｍｍ内と理解されるべきである。

【0067】

これにより、切り屑の制御を、最後から２番目のパスと最後のパスとの双方に対して、さらに改善することができる。

【0068】

最後から２番目のパスは、第３のパスであってよい。代替的に、最後から２番目のパスは、第４のパス、第５のパス、又は、さらに上のパスであってよい。最後から２番目のパスは、最後のパスの直前のパスである。

【0069】

好ましくは、第２の半径方向の距離は、第５の半径方向の距離より長い。

【0070】

好ましくは、最後から２番目のパス中の揺動の振動数は、第１のパス中の揺動の振動数の８倍以下である。さらにより好ましくは、最後から２番目のパス中の揺動の振動数は、第１のパス中の揺動の振動数の５倍未満である。これは特に、揺動パス数が多い場合、例えば、３回以上又は５回以上の揺動パスの場合に好適である。特に、幾何学級数的に増える振動数と比較した場合に好適である。そのように、この方法は、より多くのタイプのＣＮＣマシンに使用されてよい。なぜなら、ＣＮＣマシンのすべてが、多振動数の半径方向の揺動が可能なわけではないからである。振動数を相対的に少なく維持すれば、ＣＮＣ旋盤の可動部品が損傷するリスクが減ることを、本発明者達は認識している。

【0071】

すべての揺動パスに対する山と山の間の振幅は好ましくは、１．０ｍｍ未満である。換言すると、第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差は好ましくは、１．０ｍｍ未満である。好ましくは、すべての揺動パスは、最後のパスを除くすべてのパスである。

【0072】

山と山の間の振幅が相対的に低ければ、ＣＮＣ旋盤の可動部品が損傷するリスクが減ることを、本発明者は認識している。

【0073】

１つの実施形態によると、この方法は、第１のパスに続くすべての揺動パスに対する振動数を、第１のパスの振動数の４倍以下に設定することをさらに含む。

【0074】

そのような方法により、最大振動数を相対的に少なく設定することができ、これにより、ＣＮＣ旋盤の可動部品が損傷するリスクが減る。

【0075】

１つの実施形態によると、この方法は、最後から２番目のパス中、スレッディングツールを、最後のパスから外側の半径方向の距離と内側の半径方向の距離との間で揺動させることをさらに含み、ここで、この内側の半径方向の距離は、ゼロ、又は、第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差の半分未満である。

【0076】

そのような方法により、最後のパス中の切り屑の制御が改善される。

【0077】

最後から２番目のパスは、第３のパス又はさらに上の順位のパスであってよい。第５の半径方向の距離は第６の半径方向の距離より長く、第５の半径方向の距離は第３の半径方向の距離未満であり、第６の半径方向の距離は第４の半径方向の距離未満である。

【0078】

１つの実施形態によると、この方法は、最後から２番目のパスに対する振動数を、第１のパスの振動数より多く、そして、第２のパスの振動数より多く設定することをさらに含む。

【0079】

そのような方法により、最後から２番目のパス中の切り屑がより短くなる。これは好適である。なぜなら、切り屑の問題が生じる可能性は、スレッドのルート付近でより高くなるからである。

【0080】

１つの実施形態によると、第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差は、第３の半径方向の距離と第４の半径方向の距離との間の差とは異なる。

【0081】

そのような方法により、切り屑のブレイキング又は切り屑の制御及び／又はツール寿命がさらに改善される。

【0082】

換言すると、第１及び第２のパス中の揺動の振幅が異なる。好ましくは、第１のパス中の揺動の振幅は、第２のパス中のそれより長い。これは、第１のパス中のすべての揺動中にワークピースを退出する機会を増やすために好適である。外面は、その直径が不均一であってよい。

【0083】

換言すると、第１のパス中の揺動の山と山の間の振幅は、第２のパス中の揺動の山と山の間の振幅とは異なる。好ましくは、第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差は、第３の半径方向の距離と第４の半径方向の距離との間の差より小さい。換言すると、好ましくは、第１のパス中の揺動の山と山の間の振幅は、第２のパス中の揺動の山と山の間の振幅より小さい。

【0084】

好ましくは、第５の半径方向の距離と第４の半径方向の距離との間の差は、第３の半径方向の距離と第５の半径方向の距離との間の差より小さい。

【0085】

１つの実施形態によると、第１の半径方向の距離と第３の半径方向の距離との間の差は、第３の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差より小さい。

【0086】

そのような方法により、切り屑のブレイキング又は切り屑の制御及び／又はツール寿命がさらに改善される。

【0087】

１つの実施形態によると、第３の振動数は、第１の振動数と同じ又は実質的に同じである。

【0088】

好ましくは、第１及び第３のパスは同位相にある、つまり、位相シフトがない。

【0089】

１つの実施形態によると、第２の半径方向の距離と第６の半径方向の距離とは、縦方向に一致又は実質的に一致する。

【0090】

そのような方法により、切り屑のブレイキング又は切り屑の制御及び／又はツール寿命がさらに改善される。

【0091】

換言すると、第１のパス中の揺動の谷は、第１のパスの谷と縦方向に一致する。

【0092】

好ましくは、第１のパスと第３のパスとは、同じ又は実質的に同じ振動数を有する。好ましくは、第１のパスと第３のパスとの間には位相シフトがない、つまり、位相シフトがゼロ又は実質的にゼロである。縦方向はＺ方向である。

【0093】

１つの実施形態によると、すべてのパスに対して、スレッディングツールは、縦方向に、０．５から３．０ｍｍ／回転である縦方向の送り速度にて動かされる。

【0094】

そのような方法により、０．５から３．０ｍｍのピッチを有するスレッドを、より効率的に加工することができる。

【0095】

好ましくは、すべてのパスに対して、縦方向の送り速度は同じである。換言すると、好ましくは、縦方向の送り速度は、すべてのパスに対して同じである一定値を有する。この値は、スレッドのピッチと等しい。縦方向は、Ｚ軸に沿う、又はこれと並列する。

【0096】

１つの実施形態によると、スレッディングツールは、スレッディングインサートとインサートシートとを含み、ここで、スレッディングインサートは、上面と底面とを含み、上面と底面とは、側面により接続されており、第１の切削エッジと第２の切削エッジとは、上面と側面との間の境界に形成されており、底面は、インサートシートにおいて形成された、対応する構造との接触のためのかみ合い手段を含む。

【0097】

そのような方法により、加工した表面の表面品質に顕著な改善が見られる。そのような方法により、インサートが動くリスクが減る。第１のパスを除くすべての揺動パスに対して、第１及び第２の切削エッジが選択的に切削にあり、切削力の方向における変動をもたらす。これは、インサートが動くリスクと、表面品質が低品質となるリスクと、を増やす。インサートの底面におけるかみ合い手段は、このリスクを減らす。側面などの他のかみ合い面があってよい。底面が平らである、及び／又は、接触面が側面にのみ位置するスレッディングインサートは、ここに説明するこの方法を使用する際に、スレッドの表面品質が低品質となるリスクを増やすことが顕著に見い出された。

【0098】

スレッディングインサートは好ましくは、少なくとも部分的に、例えば、焼結炭化物などの耐摩耗材料製である。スレッディングインサートは、切削エッジを含む。切削エッジの形状は好ましくは、スレッドフォームに対応又は実質的に対応する。上面は、すくい面を含む。切削エッジは、上面と側面との間の境界において形成される。側面は、逃げ面を含む。上面は、好ましくは、１つ又はそれ以上の突起及び／又は凹みの形態の切り屑ブレイキング手段又は切り屑形成手段を、好ましくは含む。

【0099】

スレッディングインサートの底面は、インサートポケットとしても知られる、インサートシートにおいて形成された、対応するかみ合い手段、つまり、対応する構造と接触又は協働するための、かみ合い手段を含む。このかみ合い手段は、インサートシートに載置された際のスレッディングインサートの動き、特に回転を防止する。

【0100】

スレッディングインサートは好ましくは、例えば、スクリュ、ボルト、又はトップクランプなどのクランピング部材を用いてインサートシートに載置可能である。スレッディングインサートは好ましくは、スクリュ又はボルトのための貫通孔を含んでよい。ここで、この貫通孔は、スレッディングインサートの上面と底面との間を伸長する。

【0101】

スレッディングインサートの底面において形成されたかみ合い手段は、例えば、１つ又はそれ以上の溝などの１つ又はそれ以上のキャビティの形態であってよい。代替的に、このかみ合い手段は、１つ又はそれ以上の突起の形態であってよい。代替的に、このかみ合い手段は、１つ又はそれ以上の傾斜面の形態であってよい。

【0102】

スレッディングインサートの底面において形成されたかみ合い手段が、溝などのキャビティの形態であれば、インサートシートにおいて形成された、対応するかみ合い手段は好ましくは、リッジなどの突起の形態である。

【0103】

スレッディングツール、特にスレッディングインサートの底と、インサートシートと、は、好ましくは、ここに援用して組み込むＥＰ１９３５５３９Ａ１に示して説明するものにしたがって配置されてよい。

【0104】

本発明の１つの態様によると、ＣＮＣ旋盤により実行されると、このＣＮＣ旋盤に、先の方法のいずれかに係るステップを行わせる命令を有するコンピュータプログラムが提供される。

【0105】

このコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム製品は、ＣＡＭソフトウェア製品、つまり、コンピュータの支援による製造用のソフトウェアに含まれてよい。このコンピュータプログラムは、ＵＳＢスティック、ＣＤ－ＲＯＭ、又はデータストリームなどのコンピュータ可読媒体の形態であってよい。

【0106】

この方法は、上述する数より多いパスを含むことができる。例えば、１つの実施形態によると、第４のパス中、スレッディングツールは半径方向に第４の振動数にて揺動して、スレッディングツールが、最後のパスから第７の半径方向の距離と第８の半径方向の距離との間を移動するようになっており、ここで、第７の半径方向の距離は第８の半径方向の距離より長く、第７の半径方向の距離は第５の半径方向の距離未満であり、第８の半径方向の距離は第６の半径方向の距離未満である。

【0107】

そのような方法により、切り屑のブレイキング又は切り屑の制御及び／又はツール寿命がさらに改善される。そのような方法により、より広い断面を有するスレッドを、よりリスクが少ない、及び／又は、より経済的な様式にて加工することができる。

【0108】

好ましくは、第７の半径方向の距離と第８の半径方向の距離との間の差は、第３の半径方向の距離と第４の半径方向の距離との間の半径方向の距離より小さい。換言すると、好ましくは、第４のパスの山と山の間の振幅は、第２のパスの山と山の間の振幅より小さい。好ましくは、第７の半径方向の距離と第８の半径方向の距離との間の差は、第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差より小さい。換言すると、好ましくは、第４のパスの山と山の間の振幅は、第１のパスの山と山の間の振幅より小さい。好ましくは、第７の半径方向の距離と第８の半径方向の距離との間の差は、第５の半径方向の距離と第６の半径方向の距離との間の差より大きい。換言すると、好ましくは、第４のパスの山と山の間の振幅は、第３のパスの山と山の間の振幅より大きい。好ましくは、第４の振動数は、第２の振動数と同じ又は実質的に同じである。好ましくは、第２のパス中の揺動と第４のパス中の揺動との間には位相シフトがない。

【0109】

好ましくは、第７の半径方向の距離は、第６の半径方向の距離より長い。好ましくは、第４のパスの軌跡は、第３のパスの軌跡と交差する。

【0110】

この方法は、さらに多くのパスを含んでよい。１つの実施形態によると、第５のパス中、スレッディングツールは半径方向に第５の振動数にて揺動して、スレッディングツールが、最後のパスから第９の半径方向の距離と第１０の半径方向の距離との間を移動するようになっており、ここで、第９の半径方向の距離は第１０の半径方向の距離より長く、第１０の半径方向の距離は第８の半径方向の距離未満である。

【0111】

そのような方法により、切り屑のブレイキング又は切り屑の制御及び／又はツール寿命がさらに改善される。そのような方法により、より広い断面を有するスレッドを、よりリスクが少ない、及び／又は、より経済的な様式にて加工することができる。

【0112】

好ましくは、第９の半径方向の距離と第１０の半径方向の距離との間の差は、第３の半径方向の距離と第４の半径方向の距離との間の差より小さい。好ましくは、第９の距離と第１０の距離との間の差は、第１の半径方向の距離と第２の半径方向の距離との間の差より小さい。好ましくは、第９の半径方向の距離と第１０の半径方向の距離との間の差は、第５の半径方向の距離と第６の半径方向の距離との間の差より大きい。好ましくは、第９の半径方向の距離と第１０の半径方向の距離との間の差は、第７の半径方向の距離と第８の半径方向の距離との間の差より大きい。

【0113】

第５の振動数は好ましくは、第４の振動数とは異なる。

【0114】

第５のパスが最後から２番目のパスであれば、第５の振動数は好ましくは、第１の振動数より多い。第５のパスが最後から２番目のパスであれば、第５の振動数は好ましくは、第２の振動数より多い。

【0115】

第５のパスが最後から２番目のパスでなければ、第５の振動数は好ましくは、第１の振動数と等しい又は実質的に等しい。

【0116】

本発明の実施形態、及び、添付の図面を参照して、本発明を、以下にさらに詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0117】

【図1】金属ワークピースとクランピングジョーとの透視図であり、Ｘ軸とＺ軸とを示す。

【図2】スレッディング方法の側面図であり、４つのパスを示す。

【図3】図２におけるスレッディングツールの斜視図である。

【図4】本発明の第１の実施形態の模式図であり、Ｚ軸方向に見てスレッディングツールがトレースするパスを示す。

【図5】本発明の第１の実施形態においてワークピースとの関連でスレッディングツールの位置を示す模式図である。

【図6】本発明の第２の実施形態においてワークピースとの関連でスレッディングツールの位置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0118】

図１を参照する。これは、クランピングジョーの形態のクランピング手段２２によりＣＮＣ旋盤（図示せず）のスピンドル（図示せず）に接続されている金属ワークピース１９を示す。クランピング手段２２はスピンドルに接続されており、金属ワークピース１９の周面２１と接触している。スピンドルの回転は、金属ワークピース１９の回転を引き起こす。クランピング手段２２は、他の構成のものであってよい。金属ワークピース１９はこの場合では、円筒状である。しかし、金属ワークピース１９は、他の形状を有してよい。Ｘ軸とＺ軸とが示されている。バーフィーダー機器が構成されているＣＮＣ旋盤など、ＣＮＣ旋盤のタイプによって、金属ワークピース１９は、Ｚ軸に移動可能であってよい。他のＣＮＣ旋盤については、金属ワークピース１９は、Ｚ方向に移動可能でなくともよい。

【0119】

ここで図２を参照する。スレッディングツール１と金属ワークピース１９とが示されている。スレッディングツール１は、スレッディングインサート２とツールボディ９とを含む。スレッディングインサート２は、切削エッジ１０を含む。金属ワークピース１９は１方向２０に、その回転軸Ａ１を中心に回転する。ＣＮＣ旋盤（図示せず）は、スピンドル（図示せず）を含む。金属ワークピース１９は、クランピングジョーの形態のクランピング手段２２においてクランプされる。らせんスレッドが、金属ワークピース１９の周面又は外面２１において形成される。図２では、周面２１は半径方向に外向きの面である。換言すると、スレッドは雄スレッドである。代替的に、スレッドは雌スレッドであってよい。スレッドフォームは、第１のスレッドフランク１５と、第２のスレッドフランク１６と、クレスト又はスレッドクレスト１７と、ルート又はスレッドルート１８と、を含む。

【0120】

スレッドは、複数のパスＰ１からＰ４を通して形成される。パスの数は異なってよい。この場合では、第４のパスＰ４が最後のパスである。各パスＰ１からＰ４中、切削エッジ１０は金属切削により、金属ワークピース１９から金属を除去する。スレッディングツール１は、すべてのパスＰ１からＰ４中に同じ縦方向に動かされる。換言すると、スレッディングツール１は、回転軸Ａ１に沿って、及び／又は、Ｚ軸に沿って動かされる。スレッディングツール１は好ましくは、すべてのパス中、同じ又は実質的に同じ縦方向の送り速度、つまり、Ｚ軸に沿って動かされる。この送り速度は、スレッドのピッチと等しい。最後のパスＰ４を除くすべてのパス中、スレッディングツール１はＸ軸に沿って揺動する。最後のパスＰ４中、スレッディングツール１は揺動しない。パスとパスとの間には、スレッディングツール１は、スタート位置、つまり、スレッドが始まる、回転軸Ａ１に沿う位置に引き込まれる。パスＰ１からＰ３に対する図２における矢印は、水平である。しかし、詳しくは、これらの矢印は水平ではなく、やや波形状となっている。これらの波形状を、図５及び図６に説明する。

【0121】

ＣＮＣ旋盤（図示せず）は、コンピュータプログラムにより制御される。このコンピュータプログラムは、読み取り可能で実行可能なコードを含む。このコードは、金属ワークピース１９との関連で、及び、金属ワークピース１９のその回転軸Ａ１を中心とする回転との関連で、スレッディングツール１の相対運動に関する情報を含む。換言すると、このコンピュータプログラムは、例えば、パス数、半径方向の揺動、縦方向の送り速度、及びワークピースの回転などについての命令を含む。

【0122】

図３は、図２におけるスレッディングツール１を示す。スレッディングツール１は、ツールボディ９とスレッディングインサート２とを含む。インサートシート６が、ツールボディ９において形成されている。スレッディングインサート２は、３つの歯を含む。１つの歯のみが、アクティブな状態に載置されている、つまり、その歯がスレッドを切削できるよう載置されている。スレッディングインサート２は、インサートシート６にスクリュ１４を用いてクランプされている。スレッディングインサート２はインデックス状にすることが可能であり、１２０°又は２４０°回転させて、次の歯をアクティブな位置に設定できるようになっている。各歯は、切削エッジを含む。各切削エッジは、接続切削エッジ１３により接続されている第１の切削エッジ１１と第２の切削エッジ１２とを含む。接続切削エッジ１３は、スレッドルートを切削するよう配置されている。

【0123】

スレッディングインサートの底面は、溝７の形態のかみ合い手段を含む。インサートシートは、リッジ８を含む。１つの溝７の形状は、このリッジ８の形状に対応又は実質的に対応する。

【0124】

図４は、Ｚ軸方向に見て、ワークピース１９上の、スレッディングツール１がトレースするパスＰ１からＰ４を示す模式図である。切削条件は、スレッディングツール１の揺動数が、第１及び第３のパスＰ１、Ｐ３に対するスピンドルの２回転に対して１回、及び、第２のパス２に対するスピンドルの１回転に対して１回、であるよう適合されている。１回の揺動は、Ｄ１からＤ２へ、そしてＤ１に戻る第１のパスＰ１に対するものである。１回の揺動は、Ｄ３からＤ４へ、そしてＤ３に戻る第２のパスＰ２に対するものである。１回の揺動は、Ｄ５からＤ６へ、そしてＤ５に戻る第３のパスＰ３に対するものである。第４のパスＰ４は揺動しない。第２のパスＰ２後、金属ワークピースは、断面において、つまり、Ｚ軸方向に観察して、楕円に近い形状であり、より正確には、切り取られた箇所が２つある楕円として形成されている。

【0125】

第１のパスＰ１及び第３のパスＰ３中、金属ワークピース１９の各２回転毎に１回のエアカットがある。エアカットは、スレッディングツールが切削を終えてから、スレッディングツールが切削に入るまでである。第１のパスＰ１の軌跡、つまり、第１のパスＰ１中にスレッディングツール１がトレースする進路は、金属ワークピース１９の周面２１と交差する。

【0126】

図５は、スレッドが、例えば図２にあるように、４つのパスＰ１からＰ４を通して形成される方法における切削ツールの位置を示すグラフィックを示す。図２における縦軸は、ＣＮＣ旋盤のＸ軸、つまり、半径方向である。図２における横軸は、ＣＮＣ旋盤のＺ軸である。横軸はまた、時間と理解することができる。ここに見ることができるように、最後のパスＰ４を除くすべてのパスＰ１からＰ３が、波状に形成されている又は波形状である。パスＰ１からＰ４中のスレッディングツールの縦方向の運動、つまり、Ｚ軸に沿う運動が、パスＰ１からＰ４を表す線に対する横軸に沿うエクステンションにより表されている。パスＰ１からＰ４中の半径方向、つまり、Ｘ軸方向のスレッディングツールの揺動が、図５における縦軸、つまり、ＣＮＣ旋盤のＸ軸に沿うエクステンションにより表されている。周面２１は線として示されている。周面から最後のパスＰ４までの半径方向の距離はＤ１１として示されている。この半径方向の距離Ｄ１１は、スレッドルートと周面２１との間の半径方向の距離と理解することができる。

【0127】

第１のパスＰ１中、スレッディングツールは半径方向に、最後のパスＰ４から第１の半径方向の距離Ｄ１と第２の半径方向の距離Ｄ２との間を揺動する。これらの第１及び第２の半径方向の距離Ｄ１、Ｄ２の間の差又は半径方向の距離は、第１のパスＰ１中の揺動の山と山の間の振幅である。この揺動は第１の振動数Ｆ１である。第１のパスＰ１の周期又は期間がＢ１であることが示されている。第１のパスＰ１中、スレッディングツールが揺動毎に１回、切削を終えて切削に入ることが示されている。換言すると、第１のパスＰ１の軌跡が金属ワークピースの周面２１と、各揺動に対して２回、つまり、期間毎に２回交差する。第１のパスＰ１を表す線が周面２１を表す線の上にある時間は、切削エッジが第１のパスＰ１中にアクティブでない時間、つまり、エアタイムである。

【0128】

第２のパスＰ２中、スレッディングツールは半径方向に、最後のパスＰ４から第３の半径方向の距離Ｄ３と第４の半径方向の距離Ｄ４との間を揺動する。第３の半径方向の距離Ｄ３と第４の半径方向の距離Ｄ４との間の差又は半径方向の距離は、第２のパスＰ２中の揺動の山と山の間の振幅である。第２のパスＰ２の周期又は期間はＢ２である。周期Ｂ２は金属ワークピースの１回転を表す。周期Ｂ２は周期Ｂ１とは異なる。より具体的には、周期Ｂ２は周期Ｂ１より短い。換言すると、第２のパスＰ２中の揺動の振動数は、第１のパスＰ１中の揺動の振動数より多い。第２のパスＰ２の軌跡は、第１のパスのそれと各周期に対して２回交差する。第２のパスＰ２の軌跡、つまり、第２のパスＰ２中にスレッディングツール１がトレースする進路は、金属ワークピース１９の周面２１と交差しない。第２のパスＰ２を表す線が、第１のパスＰ１を表す線の上にある時間は、切削エッジが第２のパスＰ２中にアクティブでない時間、つまり、エアタイムである。換言すると、第２のパスＰ２中、金属ワークピース１９の各１回転毎に１回のエアカットがある。第３のパスＰ３である最後から２番目のパス中、スレッディングツールは半径方向に、最後のパスＰ４から第５の半径方向の距離Ｄ５と第６の半径方向の距離Ｄ６との間を揺動する。第６の半径方向の距離Ｄ６は、ゼロ、又は、第１の半径方向の距離Ｄ１と第２の半径方向の距離Ｄ２との間の差の半分未満であり、好ましくは、０．１０ｍｍ未満である。ゼロ又はゼロ近くまで到達する切削の深さは、後続の最後のパス中、つまり、第４のパスＰ４中に切り屑が短くなる可能性を改善する。第５の半径方向の距離Ｄ５と第６の半径方向の距離Ｄ６との間の差又は半径方向の距離は、第３のパスＰ３中の揺動の山と山の間の振幅である。第３のパスＰ３の周期又は期間はＢ３である。周期Ｂ３は周期Ｂ２とは異なる。より具体的には、周期Ｂ３は周期Ｂ２より長い。換言すると、第２のパスＰ２中の揺動の振動数は、第３のパスＰ３中の揺動の振動数より多い。周期Ｂ３は、周期Ｂ１と同じ又は実質的に同じである。第３のパスＰ３の軌跡は、第２のパスＰ２の軌跡と各周期に対して２回交差する。第３のパスＰ３を表す線が、第２のパスＰ２を表す線の上にある時間は、切削エッジが第３のパスＰ３中にアクティブでない時間、つまり、エアタイムである。図５では、第３の半径方向の距離Ｄ３は第４の半径方向の距離Ｄ４より長く、第１の半径方向の距離Ｄ１は第３の半径方向の距離Ｄ３より長く、第２の半径方向の距離は第４の半径方向の距離Ｄ４より長く、第５の半径方向の距離Ｄ５は第６の半径方向の距離Ｄ６より長く、第５の半径方向の距離Ｄ５は第３の半径方向の距離Ｄ３未満であり、第６の半径方向の距離Ｄ６は第４の半径方向の距離Ｄ４未満であることを見ることができる。第１のパスＰ１中、第１及び第２の切削エッジは同時に切削にあり、断面がＶ形状の切り屑をもたらす。第２のパスＰ２中、送り方向が右から左であれば、第１の切削エッジが、第２のパスＰ２の最も低いポイントから、その最も低いポイントの左まで、切削を終えるまで切削にある。切削に入る際には、第２の切削エッジが切削にあり、第２のパスが、Ｄ４に対応する、その最も低いポイントに到達するまで切削にあり、ここで、第１の切削エッジが切削に入る。したがって、旋削ツールが第２のパスＰ２中に切削にある限りは、第１及び第２の切削エッジが選択的にアクティブにある又は切削にある。第３のパスＰ３中、第１の切削エッジは、Ｄ６に対応する右のポイントから、第２のパスＰ２の軌跡の右の山に垂直に一致する第３のパスＰ３の軌跡に沿うポイントまで切削にあり、ここで、第２の切削エッジが切削に入る。その後、旋削ツールは切削を終える。切削に入る際には、第１の切削エッジはアクティブであり、第２のパスＰ２の軌跡の左の山に垂直に一致する第３のパスＰ３の軌跡に沿うポイントまでアクティブであり、ここで、第２の切削エッジが切削に入る。

【0129】

ここで図６を参照する。図６は、図６におけるそれらを除いて、図５におけるものと同様のグラフィックを表すものを示し、図５では４つのパスのみが示されている一方で、ここでは、６つのパスＰ１からＰ６がある。最初の３つのパスＰ１からＰ３は、図５におけるそれらと実質的に同じである。第４のパスＰ４中、スレッディングツールは、第７の半径方向の距離Ｄ７と第８の半径方向の距離Ｄ８との間を揺動して、これらの半径方向の距離は、最後のパス、これは第６のパスＰ６である、からの半径方向の距離である。第７の半径方向の距離Ｄ７と第８の半径方向の距離Ｄ８との間の半径方向の距離は、第４のパスＰ４中の揺動の山と山の間の振幅である。第４のパスＰ４の軌跡は、第３のパスＰ３の軌跡と各周期に対して２回交差する。第４のパスＰ４の周期はＢ４であり、これは、第３のパスＰ３の周期Ｂ３とは異なる。第４のパスＰ４の周期Ｂ４は、第２のパスＰ２の周期Ｂ２と等しい又は実質的に等しい。第５のパスＰ５である最後から２番目のパス中、スレッディングツールは半径方向に、最後のパスＰ６から第９の半径方向の距離Ｄ９と第１０の半径方向の距離Ｄ１０との間を揺動する。第１０の半径方向の距離Ｄ１０は、ゼロ、又は、第１の半径方向の距離Ｄ１と第２の半径方向の距離Ｄ２との間の差の半分未満であり、好ましくは、０．１０ｍｍ未満である。最後から２番目のパス、つまり、第５のパスＰ５中にゼロ又はゼロ近くまで到達する切削の深さは、後続の最後のパス中、つまり、第６のパスＰ６中に切り屑が短くなる可能性を改善する。第９の半径方向の距離Ｄ９と第１０の半径方向の距離Ｄ１０との間の差又は半径方向の距離は、第５のパスＰ５中の揺動の山と山の間の振幅である。第５のパスＰ５の周期又は期間はＢ５である。周期Ｂ５は周期Ｂ４とは異なる。より具体的には、周期Ｂ５は周期Ｂ４より短い。換言すると、第５のパスＰ５中の揺動の振動数は、第４のパスＰ４中の揺動の振動数より多い。第５のパスＰ５の軌跡は、第４のパスＰ４の軌跡と各周期に対して２回交差する。第５のパスＰ５を表す線が、第４のパスＰ４を表す線の上にある時間は、切削エッジが第５のパスＰ５中にアクティブでない時間、つまり、エアタイムである。

【0130】

第６のパスＰ６である最後のパス中、スレッディングツールは、揺動なく半径方向、つまり、Ｘ方向に動かされる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】