JP2001157910A - 高速高精度ブローチ加工方法 - Google Patents
高速高精度ブローチ加工方法Info
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Abstract
ストをかけるセミドライ加工、ドライ加工若しくはエア
ブローをかける加工、又はブローチカッタの切刃に切削
油をかける湿式加工において、高速度かつ高精度のブロ
ーチ加工方法を提供。 【解決手段】本体の外周に軸方向に多数の切刃11を配置
したブローチカッタ1 を使用し、ブローチカッタ1 の切
刃11部は粉末ハイス又はこれと同等の高速度工具鋼を基
材とし、切刃11に TiAlN系の多層コーティングを被膜し
たブローチカッタ1 を使用し、切刃11に、ミストノズル
3 で微量ミスト、ドライ若しくはエアブローをかけ、又
は切削油をかけ、かつ切削速度を20〜60 m/minの高
速にした高速度高精度ブローチ加工方法。
Description
に多数の切刃を配置したブローチカッタを使用したブロ
ーチ加工方法に関する。
ーラントでの切削が大部分で、切削速度が 3〜10 m/min
が一般的であり、これ以上の高速での加工は、加工物材
質がアルミ又はねずみ鋳物の部品(切削速度が20〜30 m
/min)などに限られていた。一般的なブローチ加工切削
速度が 3〜10 m/minである理由は、ブローチ加工は加工
能率が良く、加工精度が安定しており、また刃具の再研
削周期が、トータル切削長 50 〜 100 mと、他の加工法
より長く、刃具交換頻度が他の加工法より少なくて済
み、一般にユーザのブローチ加工ラインではブローチ工
程の前後工程より加工サイクルタイムが短く、切削速度
を上げる必要が無いのが殆どであったためである。特願
平 11-300518号公報では、高速度工具鋼を基材とし、そ
の切刃の少なくとも逃げ面にTiAlNCコーティングを被膜
したブローチカッタを使用し、ブローチ加工切削速度が
3 m/minで、ドライ切削又はエアブロー切削を行うブロ
ーチ加工方法が開示されているが、それ以上のブローチ
加工切削速度でドライ切削又はエアブロー切削を行うこ
とについては開示がない。また特願平 9-108937 号公報
では、粉末高速度工具鋼又は超微粒子超硬合金を基材と
し、更にそれらに硬質被膜を被膜し、かつ切り込みを少
なくしたブローチカッタを使用し、ブローチ加工切削速
度が12 m/minで切削を行うブローチ加工方法が開示され
ているが、それ以上のブローチ加工切削速度で切削を行
うことについては開示がない。
度は、例えばインターナルブローチ加工における仕上が
り寸法は、ブローチの仕上げ刃寸法を転写するが、ブロ
ーチ加工後の寸法精度を高精度に仕上げるために最初は
ブローチの寸法を大きめに仕上げ、試削り後ブローチを
修正を要する場合があった。本発明の課題は、ブローチ
カッタの切刃にミストノズルで微量ミストをかけるセミ
ドライ加工において、高速度かつ高精度のブローチ加工
方法を提供することにある。本発明の別の課題は、ブロ
ーチカッタの切刃をドライで若しくはエアブルーをかけ
る加工において、高速度かつ高精度のブローチ加工方法
を提供することにある。本発明のさらに別の課題は、ブ
ローチカッタの切刃に切削油をかける湿式加工におい
て、高速度かつ高精度のブローチ加工方法を提供するこ
とにある。
と、本体の外周に軸方向に多数の切刃を配置したブロー
チカッタを使用し、前記ブローチカッタの切刃部は粉末
ハイス又はこれと同等の耐磨耗性を有する高速度工具鋼
を基材とし、前記切刃に TiAlN系の多層コーティングを
被膜したブローチカッタを使用し、前記切刃にミストノ
ズルで微量ミストをかけ、かつブローチ加工の切削速度
を20〜60 m/minの高速にしたことを特徴とする高速
高精度ブローチ加工方法を提供することにより上記課題
を解決した。尚、切削速度20〜60 m/minは、現在の
油圧シリンダ駆動及びボールねじ駆動での可能な速度で
ある。ここで、 TiAlN系の多層コーティングとは、TiN,
TiCN,TiAlN,CrN,DLC系(タ゛イヤモント゛ライク) 被膜もしくはこれ
らの組み合わせを含む多層コーティングをいう。前記微
量ミストは、セミドライ加工の一般的な給油量である 2
cc 〜 12 cc/ hour/ 1 ノス゛ル が好ましい。
化し、粉末ハイスに TiAlN系の多層コーティング、即ち
TiN,TiCN,TiAlN,CrN,DLC系(タ゛イヤモント゛ライク) 被膜もしくは
これらの組み合わせを含む多層コーティング、を施した
ブローチで切削することにより、従来のハイスブローチ
での油性加工と、ハイスに TiNコーティングを施したブ
ローチでの水溶性加工に対し、刃具寿命が長いことを見
出した。加工物1ヶ当たりの加工コストは、上記の油性
・水溶性加工に対して同等となるが、さらにセミドライ
加工のメリットを出すために、刃具寿命をより延長すれ
ば上記の油性・水溶性加工に対しコスト的に優位になる
ことができる。本第1発明は、セミドライでのブローチ
加工をさらに発展させ、ブローチ加工の切削速度を20
〜60 m/minの高速にしたことにより、刃具寿命を延ば
し、かつ加工寸法はブローチ仕上げ刃寸法を転写する事
ができ加工精度を向上させるものとなった。
り屑のせん断角が大きくなり切り屑厚さが減少して切削
のエネルギーは減少し、刃具寿命が伸びるものと考え研
究をした結果、20〜60m/min のブローチ加工に於い
ては、加工物材質により傾向は異なるが、一般的に10
m/min 以下の低速加工に対して切削荷重が約15%減少
し(表3参照)刃具摩耗量も減少となり(表2参照)、
刃具寿命が延びることが判った。また、加工精度は、内
面ブローチ加工の場合はブローチ仕上げ刃寸法に極力近
くなり、60m/min では、仕上げ刃寸法がそのまま転写
される。
軸方向に多数の切刃を配置したブローチカッタを使用
し、前記ブローチカッタの切刃部は粉末ハイス又はこれ
と同等の耐摩耗性を有する高速度工具鋼を基材とし、前
記切刃に TiAlN系の多層コーティングを被膜したブロー
チカッタを使用し、前記ブローチカッタの切刃をドライ
若しくはエアブローをかけ、かつ切削速度を20〜60
m/minの高速にしたブローチ加工を特徴とする高速高精
度ブローチ加工方法を提供することにより上記課題を解
決した。本第2発明も同様に、刃具寿命を延ばし、かつ
加工寸法はブローチ仕上げ刃寸法を転写する事ができ加
工精度を向上させるものとなった。
軸方向に多数の切刃を配置したブローチカッタを使用
し、前記ブローチカッタの切刃部は粉末ハイス又はこれ
と同等の耐摩耗性を有する高速度工具鋼を基材とし、前
記切刃に TiAlN系の多層コーティングを被膜したブロー
チカッタを使用し、材質がアルミ又はねずみ鋳物以外の
加工物に対し、前記ブローチカッタの切刃に切削油をか
け、かつ切削速度を20〜60 m/minの高速にしたブロ
ーチ加工を特徴とする高速高精度ブローチ加工方法を提
供することにより上記課題を解決した。本第3発明も同
様に、刃具寿命を延ばし、かつ加工寸法はブローチ仕上
げ刃寸法を転写する事ができ加工精度を向上させるもの
となった。
す。ブローチ盤本体20上に固定されたジグ 6上に被削物
2 を設置して、本体の外周に軸方向に多数の切刃11を配
置したブローチカッタ1 を使用する。ブローチカッタ1
の切刃部は粉末ハイスを基材とし、切刃11に TiAlN系の
多層コーティングが被膜されている。ブローチカッタ1
を、図1に図示しないブローチ昇降装置を介し被削物2
に挿入し、ブローチ盤本体20に設けたブローチ引っ張り
装置21によりブローチカッタ1 を下方向へ引っ張る事に
より、ブローチ刃形状が被削物2 に転写される事にな
る。ブローチカッタ1 の切刃11に、ミストノズル3 を加
工箇所に向け、4 cc/ hour/ 1ノス゛ル の微量ミストをか
け、かつブローチ加工の切削速度を20〜60 m/minの
高速にして加工した。図1(a)に示す4 は加工前の被
削物2 の断面形状、図1(b)に示す5 は加工後の被削
物2 の断面形状をそれぞれ示す。図1(b)では、角四
スプラインの場合を示す。ブローチ加工に於いては、図
1(b)の角四スプラインの他にインボリュートスプラ
イン、インボリュートセレーション、丸形状、キー溝な
どの加工形状があり、さらに表面ブローチ加工もあり、
図1は加工の一例を示したものである。
1、表2、表3に示す。表1は角四スプラインブローチ
で加工物S45Cを切削した時の切削速度と大径寸法の
関係である。切削速度の増加に伴い、20〜60 m/min
の高速にしたとき、大径寸法がブローチ仕上げ刃寸法に
近くなっている事がわかる。表2は角4スプラインブロ
ーチで加工物S45Cをトータル切削長54m 加工した
時のブローチ刃の最大逃げ面摩耗量を示す。切削速度4
0m/min では、5m/min に対し摩耗量が約65%になっ
ている。表3は角四スプラインブローチで加工物S45
Cを切削した時の切削速度と実切削荷重の関係である。
切削速度の増加に伴い、20〜60 m/minの高速にした
とき、実切削荷重が減っていることがわかる。
使用し、切刃部は粉末ハイスと同等の耐摩耗性を有する
真空溶解高速度工具鋼を基材とし、切刃11に TiAlN系の
多層コーティングが被膜されているブローチカッタ1 を
使用し、ミストノズル3 を図示しない切削油ノズルに替
えて切削油をかけて、第1実施例と同様な加工条件で、
加工テストを行った。本発明の第2実施例の加工テスト
結果も、表1、表2、表3とほぼ同様な結果を得た。
使用し、切刃部は粉末ハイスと同等の耐摩耗性を有する
真空溶解高速度工具鋼を基材とし、切刃11に TiAlN系の
多層コーティングが被膜されているブローチカッタ1 を
使用し、ミストノズル3 を図示しないエアブローノズル
に替えてエアブローをかけて、第1実施例と同様な加工
条件で、加工テストを行った。本発明の第3実施例の加
工テスト結果を表4、表5、表6に示す。本発明の第3
実施例の加工テスト結果も、表1、表2、表3とほぼ同
様な結果を得た。
ーチ加工、ドライ若しくはエアブローをかけ、又は切削
油を使用して加工、するブローチ加工は、従来の低速加
工速度に対して刃具寿命が延長となり(約1.5倍)、
加工物1ヶ当たりの加工コストは下がりメリットが出
た。加工精度はインターナルブローチ加工における仕上
がり寸法が、ブローチの仕上げ刃寸法の転写性が正確に
なり(仕上げ刃寸法がそのまま写る)、ブローチ加工後
の寸法精度を要求寸法に仕上げるために最初はブローチ
の寸法を大きめに仕上げ、試削り後ブローチを修正して
いた工程がある場合はこの工程が不要となり大きなメリ
ットとなった。尚、切削速度60m/min を超えた領域で
も刃具寿命延長と加工精度向上のさらなるメリットが考
えられる。
1(a)は加工前の被削物2 の断面形状、図1(b)は
加工後の被削物2 の断面形状、図1(c)はブローチ加
工装置の要部断面図を、それぞれ示す。
の切刃
Claims (4)
- 【請求項1】 本体の外周に軸方向に多数の切刃を配置
したブローチカッタを使用し、前記ブローチカッタの切
刃部は粉末ハイス又はこれと同等の耐磨耗性を有する高
速度工具鋼を基材とし、前記切刃に TiAlN系の多層コー
ティングを被膜したブローチカッタを使用し、前記切刃
にミストノズルで微量ミストをかけ、かつブローチ加工
の切削速度を20〜60 m/minの高速にしたことを特徴
とする高速高精度ブローチ加工方法。 - 【請求項2】 本体の外周に軸方向に多数の切刃を配置
したブローチカッタを使用し、前記ブローチカッタの切
刃部は粉末ハイス又はこれと同等の耐磨耗性を有する高
速度工具鋼を基材とし、前記切刃に TiAlN系の多層コー
ティングを被膜したブローチカッタを使用し、前記切刃
をドライ若しくはエアブローをかけ、かつブローチ加工
の切削速度を20〜60 m/minの高速にしたことを特徴
とする高速高精度ブローチ加工方法。 - 【請求項3】 本体の外周に軸方向に多数の切刃を配置
したブローチカッタを使用し、前記ブローチカッタの切
刃部は粉末ハイス又はこれと同等の耐磨耗性を有する高
速度工具鋼を基材とし、前記切刃に TiAlN系の多層コー
ティングを被膜したブローチカッタを使用し、材質がア
ルミ又はねずみ鋳物以外の加工物に対し、前記ブローチ
カッタの切刃に切削油をかけ、かつ切削速度を20〜6
0 m/minの高速にしたブローチ加工を特徴とする高速高
精度ブローチ加工方法。 - 【請求項4】 前記切刃にセミドライ加工の一般的な給
油量である 2 cc 〜 12 cc/ hour/ 1 ノス゛ル の微量ミス
トをかけてブローチ加工を行うことを特徴とする請求項
1記載の高速高精度ブローチ加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34387399A JP4582729B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 高速高精度ブローチ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34387399A JP4582729B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 高速高精度ブローチ加工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001157910A true JP2001157910A (ja) | 2001-06-12 |
JP4582729B2 JP4582729B2 (ja) | 2010-11-17 |
Family
ID=18364907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34387399A Expired - Lifetime JP4582729B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 高速高精度ブローチ加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4582729B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004337989A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆ハイス工具 |
CN117359013A (zh) * | 2023-08-04 | 2024-01-09 | 环琪(太仓)塑胶工业有限公司 | 一种塑料件内孔加工斜刃拉刀 |
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1999
- 1999-12-02 JP JP34387399A patent/JP4582729B2/ja not_active Expired - Lifetime
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CN117359013A (zh) * | 2023-08-04 | 2024-01-09 | 环琪(太仓)塑胶工业有限公司 | 一种塑料件内孔加工斜刃拉刀 |
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JP4582729B2 (ja) | 2010-11-17 |
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