JP2003225827A

JP2003225827A - ブローチ加工治具

Info

Publication number: JP2003225827A
Application number: JP2002027692A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Matsumoto; 吉明松本; Soichi Sumiya; 宗一角谷; Satoshi Kobayashi; 諭小林; Tomosato Uei; 智聡上井
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Subaru Corp
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2003-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高速化、高精度化、高硬度のワーク加工、ミ
スト加工、ドライ加工ができ構造が簡単で取扱いやすい
ワークとブローチの同心を出すためのブローチ加工治具
を提供。【解決手段】ブローチ加工治具１にブローチ１０が貫
通する貫通穴３と、貫通穴端面にワーク１７と嵌合する
インロー部２と、を設け、貫通穴は、ブローチの切刃１
３のない案内部１１，１４と微少隙間で摺接する案内支
持部５，６と、ブローチの切刃とは接することがない逃
げ部７を設ける。インロー部２は貫通穴へブローチの先
端１１が切削工程で貫入する入口側１ａとは反対側の出
口側１ｂに設ける。さらに、案内支持部に開口する潤滑
剤用通路５ａ，６ａを設けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内面ブローチ加
工におけるブローチの案内をするブローチ加工治具に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、棒状部材の外周に軸方向に順次刃
が大きくなるように多数の切刃を設けたブローチをワー
クに予め空けられた穴（下穴）に通すことにより、キー
やスプライン溝、内歯車等の加工を行う内面ブローチ加
工においては、ワークは支持台上に比較的フリーにおか
れている。例えば特開平７−２９９６４８号公報のもの
では、ブローチにワーク下穴径と略等しい外径を持つ前
部ガイド（案内部）を設け、ブローチとワークとの同心
を確保するようにしている。また、特開平８−１７４３
３２号公報ものでは前部案内部の外周に径方向に出入り
自在な調心部材を設け、ブローチ本体上にはめ込まれた
ブローチと同心に配置された加工治具上にワークを載置
し、調芯部材によりワークを水平移動に動かし軸芯を一
致させている。

【０００３】しかし、かかるブローチ先端とワークとの
軸芯を一致させるだけでは切削加工中での軸芯のずれが
生じる。そこで、特開昭５３−１２３６９１号公報では
前部案内部と同径の案内部を前後の切刃間に設け、さら
に昭６１−１６６７２１号公報のものではほぼ全域の切
刃間に隣接して設け、切削加工中においてもワーク下穴
と切刃間の案内部が次々当接してワークとブローチの軸
芯を一致させている。しかし、このものは軸方向に長く
なるので、実公平６−１１７０４号公報では、切刃間で
はなく、切刃と同一回りの刃底部に逃げ面を有する案内
部を設けて、軸方向への伸びを減らし、ワークとブロー
チとの軸芯を一致させている。

【０００４】一方、表面ブローチ等においては、ワーク
を自動調芯することができないので、例えば実開昭６１
−５５２３号公報ではブローチカッタに軸方向に連続す
るガイド溝を設けこのガイド溝に嵌合するガイド側にワ
ークを固定して、ガイド溝とガイドに沿わせることによ
りワークとブローチとの位置決めを行っている。また、
特開平９−２９５３６号公報においては、ブローチ本体
を軸方向に連続する四角断面状とし、この四角断面外周
に当接する位置決め装置にワークを固定して、ブローチ
の四角断面外周と当接する位置決め装置に沿わせて軸方
向に移動させることにより、ワークとブローチの位置決
めをおこなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブロー
チ加工の高精度化、ブローチ加工を１０ｍ／ｍｉｎを超
えるように高速での加工、焼き入れされた高硬度のワー
クの加工等が要求されてきており、前述のものでは要求
を満足することができない。例えば、前述した内面ブロ
ーチでは、ワークとブローチとの軸を合わせているが、
ワークやブローチは必ずしも確実に固定されていないの
で、高速又は高硬度のワークにあっては、その突入時や
切削時の振動や衝撃により同心度を阻害する要因が多く
発生し、刃の欠けや偏摩耗が生じやすい、また、精度の
向上が望めない等の問題があった。また、高硬度材のワ
ークでは切削代を大きくとれないので高精度の位置決め
が必要であった。そこで、表面ブローチのようにワーク
を固定すればよいが、構造が複雑で取扱も不便であると
いう問題があった。また、軸方向に連続した案内部が必
要であり、形状に制限があり外周全体に切刃を有する内
面ブローチに適用できない場合があった。また、微少潤
滑剤を供給するミスト潤滑や切削油剤等を使用しないド
ライカットにおいては、案内面とワーク下穴、あるいは
案内面とがガイド等への潤滑が悪くなるという問題があ
った。

【０００６】本発明の課題は、前述した問題点に鑑みて
構造が簡単で取り扱いやすいワークとブローチの同心を
出すためのブローチ加工治具と提供するとである。さら
に、高速化、高精度化、高硬度のワーク加工をも実現す
ることである。さらには、ミスト加工やドライ加工も可
能なブローチ加工治具を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、ブロ
ーチが貫通するようにされた貫通穴と、前記貫通穴端面
に前記ブローチ加工されるワークと嵌合するように設け
られたインロー部と、を有し、前記貫通穴は、前記ブロ
ーチに設けられた案内部と微少隙間で摺接する案内支持
部と、前記ワークを加工するブローチの切刃とは接する
ことがないようにされた逃げ部と、を有するブローチ加
工治具を提供することにより上記課題を解決した。

【０００８】即ち、ワークとブローチとで直接軸芯を同
心とするのではなく、ワークと嵌合するように設けられ
たインロー部を設けたブローチ加工治具とワークの軸芯
と一致させ、ブローチの案内部とブローチ加工治具の案
内支持部とで同心を得られるようにし、結果としてワー
クとブローチの軸芯を一致させるようにした。ブローチ
とブローチ加工治具とはブローチ盤上で機械的に同心に
取付設定でき、ワークはインローによりブローチ加工治
具に精度良く固定される。従って、ブローチとワークと
の軸芯を容易に一致させることができる。

【０００９】しかし、ブローチ加工治具をブローチと軸
芯と合わせて精度良く固定するのは、一方で面倒であ
る。また、ブローチ加工においては、ワーク側が比較的
フリーであるという作業上の特長を持っている。この特
長を生かし、かつ、同心を得やすくするのがよい。そこ
で、請求項２の発明においては、前記インロー部は前記
貫通穴へ前記ブローチの先端が切削工程で貫入する入口
側とは反対側の出口側に設けるようにした。即ち、イン
ロー部をワーク側とし、ブローチ加工治具をワークとブ
ローチの間に設けるようにすることにより、ブローチ加
工に当たってはまずブローチはブローチ加工治具にその
先端部の案内部が突入して同心をだせるようにした。こ
のとき、ブローチ加工治具とワークとが必ずしも強固に
固定される必要はなく若干の位置修正を行えうるように
できる。また、突入時には切刃はワーク及びブローチ加
工治具と干渉しないので破損や摩耗をすることがない。
突入後はブローチ加工治具の案内支持部にガイドされ、
インローによって同心にされたワークの加工を行うよう
にされているので、同心精度も高く、高精度、スムース
に切削が行われる。特にワークが高硬度材のときは特開
昭６１−１６６７２１号や実公平６−１１７０４号公報
のように案内部が断続するときは、同心をブローチ案内
部とワークとで直接行うとワークに異常な傷がついた
り、欠けを生ずることがあるが、本発明ではブローチ加
工治具の材質を焼き入れ等していない生材等の軟らかい
表面にすることによりかかる問題はない。なお、貫通穴
入口穴に面取り等施しブローチが挿入し易くしてもよい
ことはいうまでもない。

【００１０】ブローチの案内部とブローチ加工治具の案
内支持部は連続して摺接するのが好ましいが、ブローチ
の切刃の仕上げ領域ではほとんど切削代がなくあえてブ
ローチ側に案内をつける必要がない。しかし、粗領域で
は少なくともブローチ側に案内部を設け、案内支持部と
ブローチの案内部とがブローチ加工中に少なくとも一部
を嵌合させる必要がある。また、ブローチ側の案内部が
前述したように断続する場合がある。そこで、請求項３
の発明においては、前記ブローチの案内部は粗加工領域
に設けられ、前記粗加工領域の案内部と前記案内支持部
と刃が少なくとも一部が常に嵌合できるようにされたブ
ローチ加工治具とするのが好ましい。なお、加工精度、
速度、ワーク材質により案内部は案内支持部と常に摺接
する必要はない。また、中、仕上げ領域においては適宜
案内部の要否を設定する。

【００１１】案内部と案内支持部とは互いに位置決めの
ためラジアル方向の力を受けながら摺接する。また、ブ
ローチ加工治具はワークと違って何回も使用される。従
って、摩耗等が発生する虞がある。しかし、案内部と案
内支持部とは微少隙間で嵌合されており、潤滑剤等の供
給が困難である。そこで、請求項４の発明においては、
前記案内支持部に開口する潤滑剤用通路が設け、潤滑剤
を供給できるようにした。潤滑剤はミスト状のものでも
よい。特にミスト潤滑やドライ状態で切削加工するとき
は、案内部と案内支持部間の摩耗を防ぐと同時に、切刃
部への潤滑剤の漏れを少なくできる。また、切刃部への
潤滑剤の供給を合わせて行うこともできる。この場合は
切刃部が通過する逃げ部に開口する潤滑剤用通路を設け
る。これによれば、別に潤滑剤を供給する装置を設ける
必要がない。また、小型にできる。なお、潤滑油に代え
て、案内部等にコーティングすることにより摩擦を下
げ、摩耗を防止することも可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を、図
を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態を示す
ブローチ加工治具を用いたブローチ盤での加工状態をし
めす部分断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
図１、２において、二点鎖線で示す棒状のブローチ１０
の前つかみ部１１が図示しないブローチ盤のブローチ把
持装置により図でみて下方向に移動可能にされており、
図示しないブローチ１０の上端の後つかみ部でブローチ
が傾転、落下しないようにされている。ブローチ１０は
前つかみ部１１に続いて円筒外周面をもつ案内部１２が
設けられ、さらに断面が歯車状に並ぶ切刃１３が案内部
１４の外周に設けられ、軸方向に順次多数設けられ、軸
方向に進むに従って切刃の高さあるいは幅が漸次拡大す
るようにされ所望のスプライン形状になるようにされて
いる。

【００１３】一方、ブローチ１０が移動する軸芯と同心
になるよう通り穴１５が設けられた取付座１６が設けら
れブローチ盤に固定されている。特に、取付座１６状に
ワーク１７が載置され、さらにブローチ加工治具１が載
置されている。ワーク１７には凹状のインロー部１８、
ブローチ加工治具１の出口側１ｂには凸状のインロー部
２が設けられ互いに嵌合され同心になるようにされてい
る。ブローチ加工治具１には貫通穴３が明けられ貫通穴
の入口側１ａには面取り部４が設けられている。貫通穴
３はブローチ１０の案内部１４の径より径で５〜１０μ
ｍ大きい案内支持部５と、ブローチの加工刃部（切刃）
１３とは接することがないようにされた逃げ部７が設け
られている。ワーク材質は例えばＳＭＣ材を熱処理した
ものでＨＲＣ５５〜６２の高硬度材が加工可能である。
また、ブローチ加工治具１の材質はＳ４５Ｃの調質材で
硬さはＨＲＣ３０〜３５程度が好ましい。これはブロー
チ１０の材料よりは軟らかい。

【００１４】ワーク１７の下穴１９は、従来ではブロー
チ１０の案内部１４に合わせていたが、本発明ではブロ
ーチ加工治具１の案内支持部５とほぼ同程度のより大き
な径とすればよい。ブローチ加工治具１には直径方向に
案内支持部５及び逃げ部７に開口する潤滑剤用通路５
ａ，７ａが放射状に設けられ、それぞれ図示しない潤滑
供給配管に接続され、開口部より潤滑剤が供給可能にさ
れている。

【００１５】かかる構成によれば、ワーク１７とブロー
チ加工治具１とはそれぞれインロー部２，１８により互
いに同心にされ、取付座１６に載置されいる状態でブロ
ーチ１０を下方に引き込むとまず前つかみ部１１および
案内部１２がブローチ加工治具１の面取部４に案内され
案内支持部５に嵌合する。このとき取付座１６とワーク
の軸芯がずれていてもブローチ加工治具１によりワーク
が自動的に同心に調整される。また、ブローチはワーク
に直接貫入されないので、同心ずれによるワークへの傷
がつかない。また、硬い材料であってもブローチ側に傷
がつかない。さらに、ブローチ１０が下降し、切削工程
に入る。切削工程では案内部１４とブローチ治具の案内
支持部５とが嵌合して、ブローチ１０とブローチ加工治
具１、さらにワーク１７との軸芯を一致させた状態で切
削加工する。ブローチ１０の案内をブローチ加工治具１
で行うのでワーク１７の加工が安定し、精度の高い加工
が可能となる。

【００１６】また、案内支持部５，６に開口する潤滑剤
用通路５ａ，６ａより案内部１２と案内支持部５との間
が潤滑されるので異常摩耗が少ない。特にドライカット
等では有用である。また、潤滑切削の場合には、前述し
たように逃げ部７にもさらに潤滑剤用通路を設け潤滑油
剤等を切刃に供給するようにしてもよい。なお、案内
部、案内支持部は円周上に配置されているが、前述した
表面ブローチ等のガイドの四角、六角形の他、楕円等種
々の形状あるいは組合せがあることはいうまでもない。
また、逃げ部７は周方向に大きな隙間７ｂを設け、径方
向はブローチ加工治具の大きさを押さえるため微少隙間
７ａとしたが、これに限りものではない。また、前述し
た実施の形態で述べた案内部１４は円筒状の先端とこの
円筒回りに切刃１３を設けた部分で連続的に配置した
が、前述した特開昭６１−１６６７２１号公報のように
切刃間に案内部を隣接して設けたものや、実公平６−１
１７０４号公報のように切刃の円周方向間の底部に案内
部を設けたもの等のように、案内部が断続的に設けられ
たものの場合は、案内支持部５の長さはブローチの案内
部１４が外れない長さとすればよい。この場合は案内支
持部５の長さは切刃１３の軸方向の１ピッチ（案内部の
軸方向の１ピッチ）の長さより大きくされる。ブローチ
１０の案内部１４は粗加工領域のみでもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１に
おいては、互いに設けられたインロー部でブローチ加工
治具とワークの軸芯と一致させ、ブローチの案内部とブ
ローチ加工治具の案内支持部とで同心を得ることによ
り、ワークとブローチの軸芯を一致させるようにしたの
で、ワークとブローチの同心が高精度に容易に得られ、
さらにそのためのブローチ加工治具を構造が簡単で取り
扱いやすく小型なものとすることができた。

【００１８】また、本発明の請求項２においては、イン
ロー部をワーク側に設け、ブローチ加工治具をワークと
ブローチの間に設けるようにすることにより、ブローチ
加工に当たってブローチはブローチ加工治具にその先端
部の案内部が突入して同心をだすようにしたので、位置
修正が容易で、傷、破損、摩耗等がなく、同心精度も高
く、高精度、スムースな切削ができ、さらには、高速
化、高精度化、高硬度のワーク加工が容易なものとなっ
た。さらにはミスト加工やドライ加工にも適用できるも
のとなった。

【００１９】また、請求項３の発明においては、ブロー
チの案内部は粗加工領域に設けられ、案内部と案内支持
部との少なくとも一部が常に嵌合できるようにしたので
加工精度を確保できる。さらに、請求項４の発明におい
ては、案内支持部に開口する潤滑剤用通路から潤滑剤を
供給できるようにしたので、他に潤滑する必要がないミ
スト加工やドライ加工でも案内部や案内支持部の摩耗等
を防止できる等の効果を奏するものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すブローチ加工治具を
用いたブローチ盤での加工状態をしめす部分断面図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態を示す図１のＸ−Ｘ線断面
図である。

【符号の説明】

１ブローチ加工治具。１ａ入口側１ｂ出口側２インロー部３貫通穴５案内支持部５ａ，７ａ潤滑剤用通路７逃げ部１０ブローチ１１ブローチの先端１３切刃１４案内部１７ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者角谷宗一富山県富山市不二越本町一丁目１番１号株式会社不二越内 (72)発明者小林諭富山県富山市不二越本町一丁目１番１号株式会社不二越内 (72)発明者上井智聡東京都新宿区西新宿一丁目７番２号富士重工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブローチが貫通するようにされた貫通穴
と、前記貫通穴端面に前記ブローチ加工されるワークと
嵌合するように設けられたインロー部と、を有し、前記
貫通穴は、前記ブローチに設けられた案内部と微少隙間
で摺接する案内支持部と、前記ワークを加工するブロー
チの切刃とは接することがないようにされた逃げ部と、
を有することを特徴とするブローチ加工治具。
【請求項２】前記インロー部は前記貫通穴へ前記ブロ
ーチの先端が切削工程で貫入する入口側とは反対側の出
口側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の
ブローチ加工治具。
【請求項３】前記ブローチの案内部は粗加工領域に設
けられ、前記粗加工領域の案内部と前記案内支持部とは
が少なくとも一部が常に嵌合できるようにされているこ
とを特徴とする請求項１又は２記載のブローチ加工治
具。
【請求項４】前記案内支持部に開口する潤滑剤用通路
が設けられていることを特徴とする請求項１又は２又は
３記載のブローチ加工治具。