本发明涉及一种在绕轴线旋转的刀具主体的前端部外周以沿上述轴线方向排列的方式形成有向上述刀具主体的外周侧突出的至少三个螺纹切削刃的螺纹切削刀具。
本申请基于2016年1月13日在日本申请的专利申请2016-004701号要求优先权，并且在此援引其内容。
背景技术：
作为这种螺纹切削刀具，例如在专利文献1中提出了如下的螺纹切削刀具：该螺纹切削刀具在刀具主体的外周具备具有多个螺纹牙的螺纹切削刃，该螺纹切削刃中的前端侧的至少一个螺纹牙为进行粗切削的先导刃，其他螺纹牙为精加工刃，先导刃的螺纹牙的高度低于精加工刃的螺纹牙的高度，并且先导刃的螺纹牙的角度小于精加工刃的螺纹牙的角度，在以牙底为基准使先导刃在图形上与精加工刃重叠时，先导刃呈包含在精加工刃中的形状。另外，在刀具主体的底部设置有底刃，该底刃用于对工件形成先导孔。
这种螺纹切削刀具被安装在加工中心或nc铣床等的机床上，该螺纹切削刀具绕刀具主体的轴线自转驱动而旋转，并且相对于工件进行相对的螺旋进给，并通过底刃对工件形成上述先导孔的同时，利用上述螺纹切削刃在该先导孔的内周面形成内螺纹部。在形成该内螺纹部时，精加工刃对由先导刃经过粗切削的螺纹槽进行精加工切削，因此即使对由高硬度材料形成的工件进行螺纹切削加工，也能够抑制精加工刃的刀尖磨损，并且能减小切削阻力。
专利文献1：日本专利公开2012-086286号公报
但是，虽然该专利文献1所记载的螺纹切削刀具在先导刃的轴线方向后端侧具备两个精加工刃，但在螺纹切削加工中主要使用的是先导刃和与该先导刃相邻的前端侧的精加工刃，后端侧的精加工刃用于防止因前端侧的精加工刃的刀尖磨损而无法获得规定的螺纹槽形状。因此，这两个精加工刃被形成为包含沟槽部在内的螺纹牙的高度及形状相等。
然而，在这种螺纹切削刀具中，用于切削工件的内螺纹部中的螺纹牙的顶部的先导刃与前端侧的精加工刃之间的沟槽部通过一次切削来形成上述顶部。因此，相对于与先导刃配合并通过两次切削来切削内螺纹部的沟槽部的、前端侧的精加工刃的螺纹牙顶部，该前端侧的精加工刃与先导刃之间的沟槽部中的切削负载过大，特别在对由高硬度材料形成的工件进行螺纹切削加工时，这种过大的切削负载冲击性地发挥作用，有可能会从作为精加工刃的根部分的上述沟槽部发生精加工刃的缺损。
技术实现要素：
本发明是在这种背景下提出的，其目的是提供一种螺纹切削刀具，该螺纹切削刀具能够抑制过大的切削负载对用于切削内螺纹部的螺纹牙的顶部的先导刃与前端侧的精加工刃之间的沟槽部发挥作用的情况，从而即使在由高硬度材料形成的工件的螺纹切削加工中也能防止精加工刃产生缺损等。
为了解决上述问题并实现这种目的，本发明的第一方式所涉及的螺纹切削刀具的特征在于，在绕轴线旋转的刀具主体的前端部外周，以沿上述轴线方向排列的方式形成有向上述刀具主体的外周侧突出的至少三个螺纹切削刃，在这些螺纹切削刃中，上述轴线方向前端侧的螺纹切削刃为先导刃，该先导刃的上述轴线方向后端侧的螺纹切削刃为第一精加工刃，该第一精加工刃的进一步在上述轴向方向后端侧的螺纹切削刃为第二精加工刃，在上述先导刃与上述第一精加工刃之间形成有向上述刀具主体的内周侧凹陷的第一沟槽部，在上述第一精加工刃与上述第二精加工刃之间也形成有向上述刀具主体的内周侧凹陷的第二沟槽部，并且在上述第二精加工刃的上述轴线方向后端侧也形成有向上述刀具主体的内周侧凹陷的第三沟槽部，从经过上述第二沟槽部的牙底和上述第三沟槽部的牙底的切线至上述第一精加工刃的外周端和上述第二精加工刃的外周端为止的相对于上述轴线的半径方向的精加工刃螺纹牙高度彼此相等，从经过上述第二沟槽部的牙底和上述第三沟槽部的牙底的切线至上述先导刃的外周端为止的相对于上述轴线的半径方向的先导刃螺纹牙高度低于上述精加工刃螺纹牙高度，并且从上述第一精加工刃的外周端至上述第一沟槽部的牙底为止的相对于上述轴线的半径方向的第一沟槽部深度深于从上述第二精加工刃的外周端至上述第二沟槽部的牙底为止的相对于上述轴线的半径方向的第二沟槽部深度。
在如此构造的螺纹切削刀具中，轴线方向前端侧的先导刃的螺纹牙高度低于后端侧的第一精加工刃和第二精加工刃的螺纹牙高度，因此与专利文献1所记载的螺纹切削刀具同样，能够在利用先导刃对工件的内螺纹部的沟槽部进行粗加工之后，专门利用第一精加工刃对该粗加工后的内螺纹部的沟槽部进行精加工切削，从而将该沟槽部形成为规定的螺纹槽形状。
并且，进一步在上述结构的螺纹切削刀具中，从第一精加工刃的外周端至第一沟槽部的牙底为止的第一沟槽部深度深于从第二精加工刃的外周端至第二沟槽部的牙底为止的第二沟槽部深度，因此对内螺纹部的螺纹牙的顶部，也能利用第一沟槽部进行粗切削之后，利用第二沟槽部进行精加工切削，从而将该螺纹牙的顶部形成为规定的螺纹槽形状。因此，能够通过使切削该内螺纹部的螺纹牙顶部时的切削负载在第一沟槽部及第二沟槽部分散而抑制过大的切削负载集中于第一沟槽部，即使例如在对由高硬度材料形成的工件进行螺纹切削加工时，也能够防止精加工刃产生缺损等。
在此，上述第一沟槽部深度与上述第二沟槽部深度之比优选在1.03～1.15的范围内。如果第一沟槽部深度与第二沟槽部深度之差小到该比值小于1.03，则有可能无法充分减小对第一沟槽部的切削负载。相反，如果第一沟槽部深度与第二沟槽部深度之差大到该比值大于1.15，则有可能因对第二沟槽部的切削负载较大而第二精加工刃产生缺损等。
另外，为了如此使第一沟槽部深度深于第二沟槽部深度，例如可以考虑将第一沟槽部的牙底与第一精加工刃的外周端之间在轴线方向的间隔和第二沟槽部的牙底与第二精加工刃的外周端之间在轴线方向的间隔设为相等，并且将第一精加工刃的朝向轴线方向前端侧的切削刃相对于轴线的倾斜角设为较大。但是，在这种情况下，第二精加工刃的同样朝向轴线方向前端侧的切削刃中的从第二沟槽部至外周端附近的部分在切削中被使用，从而在第一精加工刃磨损时有可能无法获得规定的螺纹槽形状，并且还因第一精加工刃的根部分变细，有可能无法充分防止缺损等。
因此，如本发明那样为了使第一沟槽部深度深于第二沟槽部深度，优选将上述第一沟槽部的牙底与上述第一精加工刃的外周端之间在上述轴线方向的间隔设为大于上述第二沟槽部的牙底与上述第二精加工刃的外周端之间在上述轴线方向的间隔。通过如此构造，无需加大第一精加工刃的朝向轴线方向前端侧的切削刃相对于轴线的倾斜角，因此能够确保第一精加工刃的根部分的厚度，从而进一步切实地防止缺损等。另外，在该情况下，优选将上述第一沟槽部的牙底与上述第一精加工刃的外周端之间在上述轴线方向的间隔和上述第二沟槽部的牙底与上述第二精加工刃的外周端之间在上述轴线方向的间隔之比设在1.01～1.09的范围内。
另外，特别在如此构造的情况下，可以以如下的方式形成上述第一精加工刃和上述第二精加工刃：即，当使上述第二精加工刃与上述切线平行地向上述轴线方向前端侧移动与上述第一精加工刃的外周端和上述第二精加工刃的外周端在经过上述第二沟槽部的牙底和上述第三沟槽部的牙底的切线方向上的间隔相应的量时，除上述第一沟槽部和上述第二沟槽部以外，上述第二精加工刃绕上述轴线的旋转轨迹与上述第一精加工刃绕上述轴线的旋转轨迹重叠。换言之，可以以如下的方式形成上述第一精加工刃和上述第二精加工刃：即，当使上述第二精加工刃与经过上述第二沟槽部的牙底和上述第三沟槽部的牙底的切线平行地向上述轴线方向前端侧移动与上述第一精加工刃的外周端和上述第二精加工刃的外周端在上述轴线方向上的间隔相应的量时(在将第二精加工刃在轴线方向上的移动距离设为上述间隔量时)，除上述第一沟槽部和上述第二沟槽部以外，上述第二精加工刃绕上述轴线的旋转轨迹与上述第一精加工刃绕上述轴线的旋转轨迹重叠。因此，在第一精加工刃磨损之前，比第二沟槽部更靠轴线方向后端侧的第二精加工刃的朝向轴线方向前端侧的切削刃不会被使用于切削，即使在第一精加工刃磨损的情况下，也能够利用第二精加工刃来形成规定的螺纹槽形状。
此外，当使该先导刃的旋转轨迹与上述切线平行地向上述轴线方向后端侧移动与上述第一精加工刃的外周端和上述第二精加工刃的外周端在经过上述第二沟槽部的牙底和上述第三沟槽部的牙底的切线方向上的间隔相应的量时，上述先导刃绕上述轴线的旋转轨迹优选形成为包含在上述第一精加工刃绕上述轴线的旋转轨迹内。换言之，当使该先导刃的旋转轨迹与经过上述第二沟槽部的牙底和上述第三沟槽部的牙底的切线平行地向上述轴线方向后端侧移动与上述第一精加工刃的外周端和上述第二精加工刃的外周端在上述轴线方向上的间隔相应的量时(在将先导刃的旋转轨迹在轴线方向上的移动距离设为上述间隔量时)，上述先导刃绕上述轴线的旋转轨迹优选形成为包含在上述第一精加工刃绕上述轴线的旋转轨迹内。由此，即使在例如因过大的切削负载而在刀具主体的前端部产生弯曲的情况下，也能够抑制在内螺纹部的螺纹切削加工面上残留因先导刃导致的损伤。
另外，优选上述第一精加工刃和上述第二精加工刃分别具有朝向上述轴线方向前端侧的切削刃、朝向上述轴线方向后端侧的切削刃和直线状的外周刃，在上述第一精加工刃和上述第二精加工刃的每一个中，上述外周刃和朝向上述轴线方向前端侧的切削刃经由多个直线状切削刃连接，朝向上述轴线方向后端侧的上述切削刃和上述外周刃经由多个直线状切削刃连接。由此，例如在加工如管用内螺纹那样螺纹牙的顶部和沟槽部的角度为曲面的内螺纹的情况下，通过使具备上述结构的螺纹切削刀具相对于工件进行相对的螺旋进给，从而描绘第一精加工刃和第二精加工刃的刀尖轨迹连续的曲线。其结果，能够形成与利用由曲线构造的精加工刃来切削的情况同等的加工面。
另外，在相对于上述轴线的半径方向上，上述第二精加工刃的外周端也可以位于比上述第一精加工刃的外周端更靠外方。由此，能够以良好的精度进行如管用螺纹那样的锥状螺纹加工。
另外，本发明的第二方式所涉及的螺纹切削刀具的特征在于，在绕轴线旋转的刀具主体的前端部外周，以沿上述轴线方向排列的方式形成有向上述刀具主体的外周侧突出的至少三个螺纹切削刃，在这些螺纹切削刃中，上述轴线方向前端侧的螺纹切削刃为先导刃，该先导刃的上述轴线方向后端侧的螺纹切削刃为第一精加工刃，该第一精加工刃的进一步在上述轴线方向后端侧的螺纹切削刃为第二精加工刃，在上述先导刃与上述第一精加工刃之间形成有向上述刀具主体的内周侧凹陷的第一沟槽部，在上述第一精加工刃与上述第二精加工刃之间也形成有向上述刀具主体的内周侧凹陷的第二沟槽部，并且在上述第二精加工刃的上述轴线方向后端侧也形成有向上述刀具主体的内周侧凹陷的第三沟槽部，在相对于上述轴线的半径方向上，上述第二精加工刃的外周端位于比上述第一精加工刃的外周端更靠外方，从经过上述第二沟槽部的牙底和上述第三沟槽部的牙底的切线至上述先导刃的外周端为止的相对于上述轴线的半径方向的先导刃螺纹牙高度低于从上述切线至上述第一精加工刃的外周端和上述第二精加工刃的外周端为止的上述半径方向的精加工刃螺纹牙高度，并且从上述第一精加工刃的外周端至上述第一沟槽部的牙底为止的相对于上述轴线的半径方向的第一沟槽部深度深于从上述第二精加工刃的外周端至上述第二沟槽部的牙底为止的相对于上述轴线的半径方向的第二沟槽部深度。
如此构造的第二方式的螺纹切削刀具与上述的第一方式的螺纹切削刀具同样，能够抑制过大的切削负载作用于第一沟槽部。第二方式所涉及的螺纹切削刀具也可以具备第一方式中的上述优选的结构。
如以上所说明那样，根据本发明，能够使切削内螺纹部的螺纹牙顶部时的切削负载在第一沟槽部和第二沟槽部分散而抑制过大的切削负载作用于第一沟槽部，即使在对由高硬度材料形成的工件进行螺纹切削加工的过程中也能够防止精加工刃产生缺损等，从而能够进行长期而稳定的螺纹切削加工。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的侧视图。
图2是图1所示实施方式的前端部的放大侧视图。
图3是图1所示实施方式的放大主视图。
图4是表示图1所示实施方式的螺纹切削刃的局部放大侧视图。
图5是表示本发明的第二实施方式的精加工刃的局部放大侧视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1至图4表示本发明的一实施方式(第一实施方式)。在本实施方式的螺纹切削刀具中，刀具主体1由硬质合金等的硬质材料被形成为以轴线o为中心的多级圆柱状。刀具主体1的后端侧(在图1、图2及图4中为右侧)部分为保持圆柱状的刀柄部2，并且前端侧(图1、图2及图4中为左侧)部分为切削刃部3，该刀柄部2与该切削刃部3之间为外径小于刀柄部2及切削刃部3的外径的颈部4。此外，在本说明书中，将刀具主体1中的形成有后述的螺纹切削刃8的区域称为切削刃部3。
这种螺纹切削工具的上述刀柄部2被把持并安装在加工中心或nc铣床等机床的主轴上并且绕轴线o自转驱动，从而该螺纹切削工具沿刀具旋转方向t旋转，并且该螺纹切削工具以相对于工件绕与轴线o平行的轴线以螺旋状进行相对的公转驱动的方式螺旋进给，从而利用上述切削刃部3对工件形成内螺纹部。
此外，在本说明书中，将轴线o所延伸的方向称为轴向o方向。在轴线o方向中，从刀柄部2朝向切削刃部3的方向称为前端侧(图1的左侧)，将从切削刃部3朝向刀柄部2的方向称为后端侧(图1的右侧)。另外，将与轴线o正交的方向称为半径方向。在半径方向中，将靠近轴线o的方向(半径方向内方)称为内周侧，将远离轴线o的方向(半径方向外方)称为外周侧。此外，将环绕轴线o的方向称为圆周方向。在圆周方向中，将刀具主体1旋转的朝向称为刀具旋转方向t，将与该刀具旋转方向t相反的朝向称为刀具旋转方向t的相反侧。
在切削刃部3和颈部4的前端部外周，沿圆周方向隔开间隔形成有多条剖面l字状(在与轴线o垂直的剖面上呈大致l状)的排屑槽5，该排屑槽5在切削刃部3的前端面开口并与轴线o大致平行地延伸。在本实施方式中，沿圆周方向等间隔地形成有四条排屑槽5。这些排屑槽5的朝向刀具旋转方向t的壁面5a与轴线o平行，并且随着朝向刀具主体1的外周侧而稍微朝向刀具旋转方向t的相反侧延伸。即，朝向刀具旋转方向t的壁面5a为从切削刃部3的前端面向后端侧延伸且与轴线o平行的凹曲面。排屑槽5的朝向刀具旋转方向t的相反侧的壁面在颈部4的前端部朝向外周侧切开而形成排屑槽5的终端。即，朝向刀具旋转方向t的相反侧的壁面随着从切削刃部3的前端面朝向轴线o方向后端侧而朝向外周侧延伸并到达颈部4的外周面。
另外，在切削刃部3的前端面形成有剖面大致梯形状的凹槽6，该凹槽6随着从各排屑槽5的前端内周部朝向内周侧而向前端侧延伸并到达轴线o。排屑槽5的朝向刀具旋转方向t的壁面5a的前端内周部因该凹槽6而向刀具旋转方向t的相反侧稍微切开。换言之，如图3所示，凹槽6具有朝向轴线o方向前端侧的槽底，凹槽6的朝向刀具旋转方向t的壁面沿半径方向延伸。凹槽6的外周侧端与排屑槽5的前端内周部连接。随着从凹槽6的外周端朝向内周侧，凹槽6的槽深变浅，并且凹槽6的槽宽变窄。凹槽6的朝向刀具旋转方向t的壁面在轴线o上彼此相交。在本实施方式中，沿圆周方向等间隔地设置有四个凹槽6，该四个凹槽6用于将切削刃部3的前端面关于轴线o旋转对称地划分为四个区域。
此外，残留在圆周方向上相邻的排屑槽5之间以及圆周方向上相邻的凹槽6之间的切削刃部3的前端面的内周部3a(参照图3)随着朝向内周侧和刀具旋转方向t的相反侧而朝向轴线o方向后端侧稍微倾斜。该倾斜的切削刃部3的前端面的内周部3a与凹槽6的朝向刀具旋转方向t的壁面之间的交叉棱线部形成有底刃7。
并且，在残留于相邻的排屑槽5之间的切削刃部3的外周部3b(刀具主体1的前端部外周)分别形成有多个螺纹牙，该多个螺纹牙朝向轴线o方向而向刀具主体1的内周侧及外周侧凹凸。在这些螺纹牙与排屑槽5的朝向刀具旋转方向t的壁面5a之间的交叉棱线部，形成有向刀具主体1的外周侧突出的至少三个螺纹切削刃8。在本实施方式中，在排屑槽5之间的切削刃部3的各外周部3b分别形成有三个螺纹切削刃8。这些螺纹切削刃8从前端侧依次为先导刃8a、第一精加工刃8b及第二精加工刃8c。螺纹切削刃8以沿刀具主体1螺旋进给时的螺旋(螺旋进给时由刀具主体1描绘的螺旋)导程的方式，在各外周部3b的相位朝向刀具旋转方向t的相反侧彼此错开。
如图4所示，第一、第二精加工刃8b、8c分别具有朝向轴线o方向前端侧的切削刃8a、朝向轴线o方向后端侧的切削刃8b和用于连接两个切削刃8a、8b的半径方向外方端的外周刃(外周端)8c。切削刃8a和切削刃8b被形成为以相对于螺纹牙中心线lb、lc的相等的规定角度随着朝向外周侧而彼此靠近，其中，该螺纹牙中心线lb、lc与轴线o垂直且经过第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(顶点)8c。切削刃8a和切削刃8b被形成为直线状。在本实施方式中，这些第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(外周刃)8c被形成为与两个切削刃8a、8b相切且半径彼此相等的凸圆弧状。第一精加工刃8b的外周刃8c为以螺纹牙中心线lb上的点为中心的圆弧，第二精加工刃8c的外周刃8c为以螺纹牙中心线lc上的点为中心的圆弧。第一、第二精加工刃8b、8c分别关于各个螺纹牙中心线lb、lc大致线对称。
另一方面，先导刃8a被形成为具备切削刃8a、切削刃8b和外周刃8d的梯形状，其中，该切削刃8a朝向轴线o方向的前端侧，该切削刃8b朝向轴线o方向的后端侧，该切削刃8a和该该切削刃8b以相对于螺纹牙中心线la的大致相等的规定角度随着朝向外周侧而彼此靠近，该外周刃8d在先导刃8a的外周以钝角与这些切削刃8a、8b交叉且与轴线o平行地延伸。即，切削刃8a、8b及外周刃8d为直线状的切削刃，先导刃8a关于螺纹牙中心线la大致线对称。先导刃8a的朝向轴线o方向前端侧的切削刃8a在切削刃部3的前端中的排屑槽5的朝向刀具旋转方向t的壁面5a的前端内周部被上述凹槽6切开的部分以钝角与底刃7交叉。换言之，在凹槽6的前端，先导刃8a的切削刃8a与底刃7交叉。此外，先导刃8a的螺纹牙中心线la与轴线o垂直且经过外周刃8d的中心，沿轴线o方向大致等间隔地配置有该先导刃8a的螺纹牙中心线la和第一、第二精加工刃8b、8c的螺纹牙中心线lb、lc。
此外，在先导刃8a与第一精加工刃8b之间，以相对于先导刃8a及第一精加工刃8b向刀具主体1的内周侧凹陷的方式形成有第一沟槽部9a。在第一、第二精加工刃8b、8c之间，以相对于第一精加工刃8b及第二精加工刃8c向刀具主体1的内周侧凹陷的方式形成有第二沟槽部9b。在第二精加工刃8b的轴线o方向的后端侧，以相对于第二精加工刃8c向刀具主体1的内周侧凹陷的方式形成有第三沟槽部9c。在本实施方式中，这些第一、第二沟槽部9a、9b被形成为分别与先导刃8a及第一精加工刃8b的朝向轴线方向后端侧的切削刃8b和第一、第二精加工刃8b、8c的朝向轴线o方向前端侧的切削刃8a相切的大致1/2凹圆弧状。换言之，第一沟槽部9a与先导刃8a的朝向轴线o方向后端侧的切削刃8b和第一精加工刃8b的朝向轴线o方向前端侧的切削刃8a光滑地连接，该第一沟槽部9a为以与轴线o垂直且经过第一沟槽部9a的牙底9a的第一沟槽部中心线ma上的点为中心的凹圆弧。第二沟槽部9b与第一精加工刃8b的朝向轴线o方向后端侧的切削刃8b和第二精加工刃8c的朝向轴线o方向前端侧的切削刃8a光滑地连接，该第二沟槽部9b为以与轴线o垂直且经过第二沟槽部9b的牙底9a的第二沟槽部中心线mb上的点为中心的凹圆弧。第一、第二沟槽部9a、9b的半径与第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(外周刃)8c所呈的凸圆弧的半径大致相等。另外，第三沟槽部9c被形成为半径与第一、第二沟槽部9a、9b所呈的凹圆弧的半径大致相等的大致1/4凹圆弧状。第三沟槽部9c与第二精加工刃8c的朝向轴线o方向后端侧的切削刃8b光滑地连接。
此外，从经过第二、第三沟槽部9b、9c的牙底9a的切线p至沿螺纹牙中心线la的外周刃8d为止的先导刃8a的先导刃螺纹牙高度ha低于第一、第二精加工刃8b、8c的精加工刃螺纹牙高度hb、hc。在此，切线p为经过第二、第三沟槽部9b、9c的牙底9a的直线。牙底9a分别为第二、第三沟槽部9b、9c的最靠近轴线o的点。精加工刃螺纹牙高度hb为第一精加工刃8b的外周端(其为第一精加工刃8b的顶点，且为最远离轴线o的点)与切线p之间的径向距离。精加工刃螺纹牙高度hc为第二精加工刃8c的外周端(其为第二精加工刃8c的顶点，且为最远离轴线o的点)与切线p之间的径向距离。
此外，在本实施方式中，第二精加工刃8c的外周端(顶点)8c位于比第一精加工刃8b的外周端(顶点)8c更靠半径方向外方。详细而言，经过第一精加工刃8b的外周端(顶点)8c和第二精加工刃8c的外周端(顶点)8c的直线q随着朝向轴线o方向后端侧而朝向外周侧倾斜，图4所示的与轴线o平行的直线o'和直线q所呈的角度α的大小大于0°且为5.0°以下。由此，能够以良好的精度进行如管用螺纹等的锥状螺纹加工。此外，由于如后述那样第一、第二精加工刃8b、8c的精加工刃螺纹牙高度hb、hc彼此相等，因此切线p和轴线o(o')所呈的角度的大小也与角度α相等，被设定为大于0°且5.0°以下。
此外，在本实施方式中，先导刃8a的上述切削刃8a、8b相对于螺纹牙中心线la所呈的倾斜角与第一、第二精加工刃8b、8c的上述切削刃8a、8b相对于螺纹牙中心线lb、lc所呈的倾斜角大致相等。先导刃8a的切削刃8a、8b之间在先导刃8a的外周刃8d的位置(半径方向位置)上的间隔(外周刃8d在轴线o方向上的宽度)wc小于第一精加工刃8b的切削刃8a、8b之间在如下的位置上的间隔we，该位置为使该先导刃8a与经过第二、第三沟槽部9b、9c的牙底9a的切线p平行地向轴线o方向后端侧移动与第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(顶点)8c在切线p方向上的间隔(螺纹牙中心线lb、lc之间的距离)wd相应的量后的位置。
并且，如图4所示，从第一精加工刃8b的外周端(顶点)8c至第一沟槽部9a的牙底9a为止的相对于轴线o的半径方向的第一沟槽部深度da深于同样从第二精加工刃8c的外周端(顶点)8c至第二沟槽部9b的牙底9a为止的相对于轴线o的半径方向的第二沟槽部深度db。换言之，第一沟槽部9a的牙底9a位于比第二沟槽部9b的牙底9a更靠内周侧(半径方向内方)。在此，在本实施方式中，第一沟槽部深度da与第二沟槽部深度db之比da/db在1.03～1.15的范围内。此外，从经过第二、第三沟槽部9b、9c的牙底9a的切线p至沿上述螺纹牙中心线lb、lc的外周端(顶点)8c为止的第一、第二精加工刃8b、8c的精加工刃螺纹牙高度hb、hc彼此相等。
另外，如此伴随第一沟槽部深度da深于第二沟槽部深度db，在本实施方式中，与轴线o垂直且经过第一沟槽部9a的牙底9a的第一沟槽部中心线ma和第一精加工刃8b的螺纹牙中心线lb在轴线o方向的间隔、即第一沟槽部9a的牙底9a与第一精加工刃8b的外周端(顶点)8c之间在轴线o方向的间隔wa大于与轴线o垂直且经过第二沟槽部9b的牙底9a的第二沟槽部中心线mb和第二精加工刃8c的螺纹牙中心线lc在轴线o方向的间隔、即第二沟槽部9b的牙底9a与第二精加工刃8c的外周端(顶点)8c之间在轴线o方向的间隔wb。
此外，由于上述切削刃8a、8b相对于第一、第二精加工刃8b、8c的螺纹牙中心线lb、lc的倾斜角和外周端(外周刃)8c的半径相等，因此当使第二精加工刃8c与切线p平行地向轴线o方向前端侧移动与第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(顶点)8c在切线p方向上的间隔wd相应的量时，除深度不同的凹圆弧状的第一、第二沟槽部9a、9b以外，第二精加工刃8c绕轴线o的旋转轨迹与第一精加工刃8b绕轴线o的旋转轨迹重叠(一致)。
与此相对地，由于如上述那样先导刃8a比第一精加工刃8b内周侧的根部分小一圈，因此当使该先导刃8a的旋转轨迹与经过第二、第三沟槽部9b、9c的牙底9a的切线p平行地向轴线o方向后端侧移动与第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(顶点)8c在切线p方向上的间隔wd相应的量时，先导刃8a绕轴线o的旋转轨迹包含在第一精加工刃8b绕轴线o的旋转轨迹内。
由于在这种结构的螺纹切削刀具中，在切削刃部3的前端形成有底刃7，因此当然在工件形成有先导孔的情况不用说，即使未形成有先导孔，也利用该底刃7来形成先导孔的同时，伴随如上所述的螺旋进给，利用切削刃部3外周的螺纹切削刃8在该先导孔的内周面上逐渐形成内螺纹部。由于在该螺纹切削刃8中轴线o方向前端侧的先导刃8a的先导刃螺纹牙高度ha低于排列在先导刃8a的轴线o方向后端侧的第一、第二精加工刃8b、8c的精加工刃螺纹牙高度hb、hc，因此能够在利用先导刃8a通过粗切削在先导孔的内周面上形成内螺纹部的沟槽部之后，专门利用第一精加工刃8b对残留的部分进行精加工切削。
并且，进一步在上述结构的螺纹切削刀具中，由于从第一精加工刃8b的外周端(顶点)8c至第一沟槽部9a的牙底9a为止的第一沟槽部深度da深于从第二精加工刃8c的外周端(顶点)8c至第二沟槽部9b的牙底9a为止的第二沟槽部深度db，因此对形成于先导孔的内周面上的内螺纹部的螺纹牙的顶部，也能利用第一沟槽部9a直至成为某种程度的高度为止进行粗切削之后，利用第二沟槽部9b精加工切削为规定的高度，从而形成为规定的螺纹槽形状。
因此，能够使切削内螺纹部的螺纹牙顶部时的切削负载在第一、第二沟槽部9a、9b分散，即使在例如对由如高速工具钢或冷轧工具钢等的hrc50以上的高硬度材料形成的工件进行螺纹切削加工的情况下，也能够抑制过大的切削负载集中于第一沟槽部9a，特别是能够防止第一精加工刃8b从根部分产生缺损等。因此，能够提供耐久性高且长寿命的螺纹切削刀具，并且能够进行长期而稳定的螺纹切削加工。
另外，在本实施方式中，这些第一沟槽部深度da与第二沟槽部深度db之比da/db在1.03～1.15的范围内，因此能够切实地实现这种效果。即，如果因该比值da/db小于1.03而第一、第二沟槽部深度da、db之差过小，则内螺纹部的螺纹牙顶部大部分被第一沟槽部9a切削，有可能无法避免切削负载的集中。另一方面，相反如果因该比值da/db大于1.15而第一、第二沟槽部深度da、db之差过大，则内螺纹部的螺纹牙顶部专门被第二沟槽部9b切削，有可能在第二沟槽部9b集中切削负载而第二精加工刃8c发生缺损等。
另一方面，在本实施方式中，为了如此使第一沟槽部深度da深于第二沟槽部深度db，将第一沟槽部9a的牙底9a与第一精加工刃8b的外周端(顶点)8c之间在轴线o方向的间隔wa设为大于第二沟槽部9b的牙底9a与第二精加工刃8c的外周端(顶点)8c之间在轴线o方向的间隔wb。因此，无需为了在保持这些间隔wa、wb相等的状态下使第一沟槽部深度da深于第二沟槽部深度db，加大第一精加工刃8b的轴线o方向前端侧的切削刃8a相对于轴线o的倾斜度。因此，能够确保第一精加工刃8b的根部分在轴线o方向的较大厚度，从而能够进一步切实地防止第一精加工刃8b的缺损。
此外，第一沟槽部9a的牙底9a与第一精加工刃8b的外周端(顶点)8c之间在轴线o方向的间隔wa及第二沟槽部9b的牙底9a与第二精加工刃8c的外周端(顶点)8c之间在轴线o方向的间隔wb之比wa/wb优选在1.01～1.09的范围内。如果因该比值wa/wb小于1.01而间隔wa、wb之差过小，则仍然会导致形成于工件上的内螺纹部的螺纹牙顶部大部分被第一沟槽部9a切削，有可能无法避免切削负载的集中。如果因该比值wa/wb大于1.09而间隔wa、wb之差过大，则内螺纹部的螺纹牙顶部专门被第二沟槽部9b切削，有可能因在第二沟槽部9b集中切削负载而第二精加工刃8c发生缺损等。
并且，在本实施方式中，在如此将第一沟槽部9a的牙底9a与第一精加工刃8b的外周端(顶点)8c之间在轴线o方向的间隔wa设为大于第二沟槽部9b的牙底9a与第二精加工刃8c的外周端(顶点)8c之间在轴线o方向的间隔wb的同时，使第二精加工刃8c与切线p平行地向轴线o方向前端侧移动与第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(顶点)8c在切线p方向上的间隔wd相应的量时，除深度不同的第一、第二沟槽部9a、9b以外，第二精加工刃8c绕轴线o的旋转轨迹与第一精加工刃8b绕轴线o的旋转轨迹重叠。
因此，仍然如加大第一精加工刃8b的轴线o方向前端侧的切削刃8a相对于轴线o的倾斜度的情况那样，在第一精加工刃8b的上述切削刃8a磨损之前，第二精加工刃8c的朝向轴线o方向前端侧的切削刃8a不会被使用于切削。因此，即使在除第二沟槽部9b以外，第一精加工刃8b磨损时，也能够通过利用第二精加工刃8c继续进行螺纹切削加工而形成规定的螺纹槽形状的内螺纹部，能够提供更长寿命的螺纹切削刀具。
此外，在本实施方式中，当使先导刃8a的旋转轨迹与经过第二、第三沟槽部9b、9c的牙底9a的切线p平行地向轴线o方向后端侧移动与第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(顶点)8c在切线p方向上的间隔wd相应的量时，该先导刃8a绕轴线o的旋转轨迹被形成为包含在第一精加工刃8b绕轴线o的旋转轨迹内。因此，即使因如上述的过大负载而在刀具主体1前端部的切削刃部3产生弯曲，从而因先导刃8a在内螺纹部的螺纹切削加工面上产生划痕，也能够利用第一精加工刃8b切实地清除该划痕来防止划痕残留在精加工面，从而能够形成品位高的螺纹切削加工面。
特别是，在本实施方式中，被形成为当如上述那样使先导刃8a的旋转轨迹移动时，先导刃8a的切削刀8a、8b位于第一精加工刃8b的切削刃8a、8b的旋转轨迹的内侧。因此，即使切削刃部3关于轴线o向任一方向弯曲，也能够利用第一精加工刃8b以具有某种程度余量的方式清除因先导刃8a残留的划痕，从而能够对工件形成具有高品位的螺纹切削加工面的内螺纹部。
此外，在本实施方式中，如上述那样第一、第二沟槽部9a、9b和第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(顶部、外周刃)8c被形成为半径大致相等的凹凸圆弧状，但也可以被形成为第一、第二沟槽部9a、9b的牙底9a所呈的凹圆弧的曲率半径稍微大于第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(外周刃)8c所呈的凸圆弧的曲率半径。另外，也可以将第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(外周刃)8c或第一、第二、第三沟槽部9a、9b、9c的牙底9a设为与轴线o平行的直线而对工件形成梯形螺纹，并且第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(外周刃)8c或第一、第二、第三沟槽部9a、9b、9c的牙底9a还可以被形成为由两个以上的直线构造的倒角状。
另外，在本实施方式中，在切削刃部3的前端形成有底刃7，但例如在对事先形成有先导孔的工件进行螺纹切削加工的情况下，也可以不形成底刃7。此外，在本实施方式中，第三沟槽部9c被形成为大致1/4凹圆弧状，并且只有第一、第二这两个精加工刃8b、8c被形成为沿轴线o方向排列，但也可以通过将第三沟槽部9c也设为大致1/2凹圆弧状，并且在该第三沟槽部9c的轴线o方向后端侧形成第三精加工刃等，从而形成为排列有三个以上的精加工刃。在该情况下，先导刃8a与第一精加工刃8b之间的第一沟槽部和形成于这些三个以上的精加工刃之间的沟槽部的沟槽部深度也可以被形成为朝向轴线o方向前端侧逐渐变深。
(第二实施方式)
接着，参照图5对本发明的第二实施方式所涉及的螺纹切削刀具进行说明。本实施方式的螺纹切削工具与第一实施方式的螺纹切削工具的不同点在于第一、第二精加工刃的形状。此外，对与第一实施方式共同的部分分配相同的附图标记并简化说明。另外，对于标注不同的附图标记的部分而言，对与在第一实施方式中具有相同名称的部分同样的结构及作用省略说明。
图5是本实施方式的螺纹切削刀具的精加工刃的局部放大侧视图。在本实施方式中，当使第二精加工刃18c与切线p平行地向轴线o方向前端侧移动与第一、第二精加工刃18b、18c的外周端(顶点)在经过第二、第三沟槽部9b、9c的牙底9a的切线p方向上的间隔wd相应的量时，除深度不同的第一、第二沟槽部9a、9b以外，第二精加工刃8c绕轴线o的旋转轨迹也与第一精加工刃8b绕轴线o的旋转轨迹重叠(一致)。即，由于第一、第二精加工刃18b、18c的结构大致相同，因此在本实施方式中，以第一精加工刃18b为例，对精加工刃的结构进行说明，并省略第二精加工刃18c的说明。
本实施方式的第一精加工刃18b具有朝向轴线o方向前端侧的切削刃8a、朝向轴线方向后端侧的切削刃8b和直线状的外周刃18c。外周刃18c与轴线o平行。外周刃18c和朝向轴线o方向前端侧的切削刃8a经由多个直线状切削刃连接。外周刃18c和朝向轴线方向后端侧的切削刃8b经由多个直线状切削刃连接。在本实施方式中，经由两个直线状切削刃18d、18e连接外周刃18c和切削刃18a。在本实施方式中，经由两个直线状切削刃18f、18g连接外周刃18c和切削刃8b。另外，第一精加工刃18b关于螺纹牙中心线lb线对称。
更详细而言，在与第一精加工刃18b的刀具旋转方向t的相反侧相连的螺纹牙20上，从轴线o方向前端侧依次形成有朝向轴线o方向前端侧的面20a、第一倒角面20d、第二倒角面20e、牙顶面20c、第二倒角面20f、第一倒角面20g及朝向轴线o方向后端侧的面20b。这些面分别与排屑槽5的朝向刀具旋转方向t的壁面5a交叉，其交叉棱线为切削刃8a、直线状切削刃18d、直线状切削刃18e、外周刃18c、直线状切削刃18f、直线状切削刃18g及切削刃8b。这些面均为在圆周方向上相邻的两个排屑槽5之间(切削刃3的外周部3b)沿圆周方向延伸的大致平面。如此，本实施方式的第一精加工刃18b(第二精加工刃18c)在形成外周刃18c的牙顶面20c与形成切削刃8a的面20a之间，作为倒角面设置有第一、第二倒角面20d、20e。另外，在形成外周刃18c的牙顶面20c与形成外周刃8b的面20b之间，作为倒角面设置有第一、第二倒角面20g、20f。
第一倒角面20d(20g)和牙顶面20c所呈的角度(直线状切削刃18d(18g)和外周刃18c所呈的角度)θ1与第二倒角面20e(20f)和牙顶面20c所呈的角度(直线状切削刃18e(18f)和外周刃18c所呈的角度)θ2不同。由于第一倒角面20d被形成为与第二倒角面20e相比向轴线o方向远离牙顶面20c，因此第一倒角面20d和牙顶面20c所呈的角度θ1大于第二倒角面20e和牙顶面20c所呈的角度θ2。
如上述，本实施方式的第一、第二精加工刃18b、18c在形成外周刃18c的牙顶面20c和形成切削刃8a的面20a之间具有两个倒角面20d、20e，在形成外周刃18c的牙顶面20c和形成切削刃8b的面20b之间具有两个倒角面20f、20g。因此，在例如加工如管用内螺纹那样螺纹牙的顶部和沟槽部的角部为曲面的内螺纹的情况下，通过使本实施方式的螺纹切削工具相对于工件进行相对的螺旋进给，从而描绘第一、第二精加工刃18b、18c的刀尖轨迹连续的曲线。其结果，能够以与利用由曲线构造的精加工刃(形成于由曲面构造的螺纹牙与排屑槽5的朝向刀具旋转方向t的壁面5a之间的交叉棱线部的精加工刃)进行切削的情况同等的精度形成加工面。另一方面，在牙顶面20c与面20a之间以及在牙顶面20c与面20b之间分别只形成一个倒角面的情况下，形成外周刃18c的牙顶面20c与倒角面之间、形成切削刃8a的面20a与倒角面之间、以及形成切削刃8b的面20b与倒角面之间的角度不会充分小，而是形成角部。因此，即便使具备这种精加工刃的螺纹切削刀具相对于工件进行相对的螺旋进给，也不会描绘精加工刃的刀尖轨迹连续的曲线，难以以良好的精度加工曲面。
另外，在作为用于将内螺纹的牙顶部和沟槽部加工成曲面的螺纹切削刀具，制造具有凸曲面状的螺纹牙(曲线状的精加工刃)的螺纹切削刀具的情况下，有必要使用具有与精加工刃的凸曲面形状对应的凹曲面的成形砂轮来加工精加工刃。如果在该情况下，使用成形砂轮来磨削凸曲面，则容易产生偏磨，从而导致砂轮寿命极度变短，因此缺乏制造性及经济性。在本实施方式中，由于在牙顶面20c与面20a之间以及在牙顶面20c与面20b之间设置有各两个倒角面，因此能够只通过利用磨削的倒角来形成本实施方式的螺纹牙及精加工刃，而无需使用成形砂轮。因此，制造性及经济性优异。另外，如上述，根据本实施方式的螺纹切削刀具，能够形成与利用由曲面构造的精加工刃进行切削的情况同等的加工面，因此根据本实施方式的螺纹切削刀具，能够兼顾功能和制造性。
此外，本发明并不限定于前述的实施方式，在不脱离本发明的主旨范围内能够进行结构的附加、省略、置换或其他变更。另外，本发明并非由前述实施方式来限定，而是仅由权利要求书的范围来限定。
产业上的可利用性
根据本发明的螺纹切削刀具，即使在高硬度材料的螺纹切削加工中也能够防止精加工刃的缺损，因此能够进行长期而稳定的螺纹切削加工。
附图标记说明
1刀具主体
2刀柄部
3切削刃部
3a切削刃部3的前端面的内周部
3b切削刃部3的外周部
4颈部
5排屑槽
5a排屑槽5的朝向刀具旋转方向t的壁面
6凹槽
7底刃
8螺纹切削刃
8a先导刃
8b第一精加工刃
8c第二精加工刃
8a螺纹切削刃8的朝向轴线o方向前端侧的切削刃
8b螺纹切削刃8的朝向轴线o方向后端侧的切削刃
8c第一、第二精加工刃8b、8c的外周端
8d先导刃8a的外周刃
9a第一沟槽部
9b第二沟槽部
9c第三沟槽部
9a第一、第二、第三沟槽部9a、9b、9c的牙底
18c外周刃
18d、18e、18f、18g直线状切削刃
20螺纹牙
20a螺纹牙20的朝向轴线o方向前端侧的面
20b螺纹牙20的朝向轴线o方向后端侧的面
20c牙顶面
20d第一倒角面
20e第二倒角面
20f第二倒角面
20g第一倒角面
o刀具主体1的轴线
t刀具旋转方向
p经过第二、第三沟槽部9b、9c的牙底9a的切线
q经过第一精加工刃8b的外周端8c和第二精加工刃8c的外周端8c的直线
la先导刃8a的螺纹牙中心线
lb第一精加工刃8b的螺纹牙中心线
lc第二精加工刃8c的螺纹牙中心线
ma第一沟槽部中心线
mb第二沟槽部中心线
ha先导刃螺纹牙高度
hb第一精加工刃8b的精加工刃螺纹牙高度
hc第二精加工刃8c的精加工刃螺纹牙高度
da第一沟槽部深度
db第二沟槽部深度
wa第一沟槽部9a的牙底9a与第一精加工刃8b的外周端(顶点)8c之间在轴线o方向的间隔
wb第二沟槽部9b的牙底9a与第二精加工刃8c的外周端(顶点)8c之间在轴线o方向的间隔
wc外周刃8d在轴线o方向上的宽度
wd第一、第二精加工刃8b、8c的外周端(顶点)8c在切线p方向上的间隔
we第一精加工刃8b在先导刃8a的外周刃8d的半径方向位置上的轴线o方向的宽度