JP2004345050A - Broaching tool, and broaching method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は外周の周及び軸方向に超硬合金製の多数の切れ刃を配置されたブローチ工具であって、特に被加工材が熱処理後に45〜65HRCである高硬度材の加工に適したブローチ工具及びブローチ加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にブロ−チは、その切れ刃にそれぞれ切り込み量の異なる荒刃群、中仕上げ刃群、仕上げ刃群からなる一連の切れ刃群を備えていて、短時間で加工を終了することができ、成形品の量産工程に適する。つまり、他の加工方法では対応できない異形形状が容易に成形でき、とくに作業に熟練を要することなく優れた加工寸法、仕上げ面粗さが得られるという特徴がある。しかし、熱処理後に研削又は旋削加工で仕上げ削り代が残るようにされた高硬度材の内スプラインの歯面、あるいは大径をブローチ加工で最終仕上げする場合においては、前加工で研削された下穴との同軸度が必要となる。そこで、こうした問題に対すべく、図6、図7に示すように、ブローチ工具の外周に隣接する刃部60の歯底部61に、切削加工中、被加工物(ワーク)の下穴と微小隙間を空けて対向する案内面62を設け、また同案内面62の前方に逃げ面64を設け、この逃げ面64の前方端面65が隣接する刃部60のすくい面63と同一平面上に設けている。これにより、逃げ面64と前方端面65のコーナーにより内径が削られて隙間が拡大するのを防止し、下穴とスプライン加工部との同軸を確保するブローチ工具が開示されている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
実公平6−11704号(第1−3頁、第1−5図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載のブローチは同軸精度要求レベルの高い45〜65HRCの高硬度材の仕上げ加工で使用する場合、即ち隙間を小さく設定して高速で加工する必要があるときにおいては、案内面の焼き付き、溶着、異常摩耗などの可能性がある。さらに、歯底部61に逃げ面64を形成するための製造コストが高いという問題があった。
【0005】
本発明の目的は係る従来技術の問題を解決するためになされたものであり、45〜65HRCの高硬度材の内スプラインの歯面、大径、又は歯面及び大径を仕上げ加工する際、下穴との同軸を確保し、刃部に焼き付き、溶着、異常摩耗なく加工できるブローチ工具及び加工方法を安価に提供することである。
【0006】
【問題を解決するための手段】
本発明においては、円周方向に隣接する複数の切れ刃の間に切削加工中に被加工物の下穴と微小間隔を空けて対向する案内面を歯底部に設けたスプライン・内歯歯車などを加工するブローチ工具であって、切れ刃を超硬合金とし、少なくとも歯面、逃げ面、及び案内面に硬質皮膜のコーティングが施され、すくい角θが−30°≦θ≦−10°の範囲内とされ、かつ案内面の前方端面が切れ刃のすくい面と同一平面上に設けられたブローチ工具を提供することにより前述した課題を解決した(請求項1)。即ち、45〜65HRCの高硬度材の内スプライン・内歯歯車などの加工において、歯面、逃げ面、及び案内面に硬質皮膜のコーティングを施し、案内面の前方端面を切れ刃のすくい面と同一平面上に設けた。従って、ブローチは切削中には被加工物の下穴との間において相互にバランスの崩れが起こり、ブローチの歯底部に設けた案内面と被加工物の下穴との間の隙間分だけ芯ずれが生じても、案内面の前方端面は切れ刃のすくい面と同一平面上であり、さらに案内面は逃げ角は0で、かつ、−10°以下の負のすくい角となっているので、従来のように逃げ面を設けなくても案内面とすくい面のコーナー部が下穴に食い込み、切り込んでゆくことはない。すくい角は−10°より大きくなると高速加工時に刃先の強度が不足し、欠け等が発生すること、また−30°より小さくなると切れ味が悪くなるので、すくい角θは−30°≦θ≦−10°とした。
【0007】
また、45〜65HRCの被加工物の仕上げ加工において、熱処理後に研削又は旋削加工で寸法ばらつきを小さくされた被加工物との下穴とブローチに設けられた案内面の隙間を直径で5〜60μmとし、請求項1に記載の本発明のブローチ工具を用いて加工速度40〜80m/minで仕上げ加工するブローチ加工方法によって前述した課題を解決した(請求項2)。これは案内面に硬質皮膜のコーティングが施されているため、40〜80m/minの高速加工であっても熱処理後に研削又は旋削加工で寸法ばらつきを小さくされた被加工物との下穴に接触しても焼き付き,異常摩耗を起こすことがない。被加工物の下穴と案内面との隙間は5μmより小さくするとこすれなどにより異常摩耗が発生すること、また60μmより大きくすると必要な精度が得られなくなるため、被加工物の下穴との隙間を5〜60μmとした。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるブローチ工具の実施の形態について、図面を参照しつつ説明するが、本発明はこれに限定するものではない。図1は本発明の実施の形態を示すブローチ工具の刃部の部分拡大斜視図、図2は図1の案内面縦断面図、図3はワーク加工時の本発明のブローチ工具の軸直角断面模式図、図4は図3の要部の拡大図、図5は本発明のブローチ工具側面図である。図5に示すように、ブローチ工具58のブローチ本体50の一端にはブローチ工具58を加工方向に引くための前つかみ部51、前部案内部52、軸回り及び軸方向(外周)53に多数配列された刃部54、後部逃げ部55が順に形成され、他端に後つかみ部56が設けられている。かかるブローチ工具58をワークの穴に通して前つかみ部51方向に引き抜き、刃部54によりワーク穴のスプライン等の加工を行うものである。この構成は一般的なものであり、説明を省略する。
【0009】
特に本発明においては、図1,図2,図4に示すように、刃部1は略台形のインボリュート断面を有するすくい面2と、すくい面から軸方向後方に伸びる側面3と、すくい面2の上側の稜線部4と、稜線部から軸方向後方に向かう上面5を有しており、刃部1の歯底部6に案内面7を設け、かつ案内面7の前方端面8をすくい面2と同一平面上とした。従来のように逃げ面を設けていない。上面5と側面3にも硬質皮膜のコーティングを施し、刃先の強度を高めるため、ブローチ軸心に垂直な面9とすくい面2とのなす角、即ちすくい角θは−10°の鈍角とした。このとき、歯底部前方端面8と案内面7とのなす角は鈍角なのでコーナー部10は下穴11に食い込むことはないが、さらにコーナー部10に小さな丸みをつけるなどの刃殺しを行うようにしてもよい。また、図3、図4に示すように、ワーク12において前加工で取り代を残して加工されたインボリュート歯面13をフォーム上がりの切れ刃14によって加工するものであり、案内面7の直径はワーク12の下穴11に対して片側でw=15μmの隙間が空くよう設定されている。
【0010】
【実施例】
このようなブローチを用い、毎分10ccの潤滑ミストを加工部に噴射して、加工速度60m/minで加工した。結果、下穴に焼き付き、異常摩耗を生じることなく加工することが出来、下穴と加工されたインボリュートスプライン歯面の同軸度は10μm以下となり、良好な加工精度が得られた。
【0011】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、切れ刃を超硬合金とし、少なくとも歯面、逃げ面、及び案内面に硬質皮膜のコーティングが施し、すくい角θは−30°≦θ≦−10°以下、かつ案内面の前方端面をすくい面と同一平面上としたので、45〜65HRCの高硬度材の内スプラインの歯面、または大径を、下穴との同軸を高精度に確保し、歯面の焼き付き、溶着、異常摩耗なく加工できるものとなった。
【0012】
また、45〜65HRCの被加工物の仕上げ加工において、熱処理後に仕上げ削り代が残るようにされた被加工物の下穴とブローチに設けられた案内面の隙間を直径で5〜60μmとし、本発明のブローチ工具を用いて加工速度40〜80m/minで仕上げ加工することとしたので同軸を高精度に確保し、歯面の焼き付き、溶着、異常摩耗なく高速に加工できるブローチ工具の加工方法を提供できるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施の形態を示すブローチ工具の刃部の部分拡大斜視図である。
【図2】図1の案内面縦断面図である。
【図3】ワーク加工時の本発明のブローチ工具の軸直角断面模式図である。
【図4】図3の要部の拡大図である。。
【図5】ブローチ工具の側面図である。
【図6】従来例のブローチ工具の刃部の部分拡大斜視図である
【図7】図6の刃部の案内部縦断面図である。
【符号の説明】
2 すくい面
6 歯底部
7 案内面
8 前方端面
11 下穴
14 切れ刃
58 ブローチ工具
θ すくい角[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a broaching tool having a number of cutting edges made of cemented carbide arranged in a circumferential direction and an axial direction, and is particularly suitable for processing a high-hardness material whose work material is 45 to 65 HRC after heat treatment. The present invention relates to a tool and a broaching method.
[0002]
[Prior art]
Generally, a broach is provided with a series of cutting blades, each of which includes a rough cutting blade group, a semi-finishing blade group, and a finishing blade group, each having a different cutting amount, and can finish machining in a short time. Suitable for mass production of molded products. In other words, it is characterized in that a deformed shape which cannot be handled by other processing methods can be easily formed, and excellent processing dimensions and finished surface roughness can be obtained without requiring any special skills for the operation. However, when finishing the tooth surface or large diameter of the inner spline of high-hardness material in which the finishing allowance is left by grinding or turning after heat treatment, or broaching, the pilot hole ground by pre-processing Coaxiality is required. In order to solve such a problem, as shown in FIGS. 6 and 7, the
[0003]
[Patent Document 1]
Jitsuhei 6-11704 (Page 1-3, Figure 1-5)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the broach described in Patent Document 1 is used for finishing hard materials of 45 to 65 HRC with a high required level of coaxial accuracy, that is, when it is necessary to set a small gap and perform high-speed machining, the guide is used. Surface burn-in, welding, abnormal wear, etc. may occur. Further, there is a problem that the manufacturing cost for forming the
[0005]
The object of the present invention was made to solve the problems of the prior art, and when finishing the tooth surface, large diameter, or the tooth surface and large diameter of the inner spline of the hard material of 45 to 65 HRC, An object of the present invention is to provide an inexpensive broach tool and a processing method capable of performing processing without seizing, welding, and abnormal wear on a blade portion while maintaining the same axis as a prepared hole.
[0006]
[Means to solve the problem]
In the present invention, a spline, an internal gear, or the like, in which a guide surface opposed to a prepared hole of a workpiece at a small interval during cutting between a plurality of circumferentially adjacent cutting edges is provided at a tooth bottom portion, etc. The cutting edge is made of cemented carbide, and at least the tooth surface, flank surface, and guide surface are coated with a hard coating, and the rake angle θ is −30 ° ≦ θ ≦ −10 °. The above-mentioned object has been attained by providing a broaching tool which is provided within a range and whose front end surface of the guide surface is flush with the rake face of the cutting edge (claim 1). That is, in the processing of an internal spline, an internal gear, or the like of a high hardness material of 45 to 65 HRC, a tooth surface, a flank, and a guide surface are coated with a hard coating, and a front end surface of the guide surface is formed as a rake face of a cutting edge. They were provided on the same plane. Therefore, during cutting, the broach loses balance with the prepared hole of the workpiece, and the center of the broach is reduced by the gap between the guide surface provided at the tooth bottom of the broach and the prepared hole of the workpiece. Even if the displacement occurs, the front end face of the guide surface is flush with the rake face of the cutting edge, and the guide face has a clearance angle of 0 and a negative rake angle of -10 ° or less. Even if the flank is not provided as in the conventional case, the corners of the guide surface and the rake face do not cut into the prepared hole and cut. If the rake angle is larger than -10 °, the strength of the cutting edge will be insufficient during high-speed machining, and chipping will occur, and if it is smaller than -30 °, the sharpness will be poor, so the rake angle θ is −30 ° ≦ θ ≦ − 10 °.
[0007]
Further, in the finishing of a workpiece of 45 to 65 HRC, the gap between the pilot hole provided on the workpiece and the guide hole provided in the broach with the workpiece whose dimensional variation has been reduced by grinding or turning after the heat treatment is 5 to 60 μm in diameter. The above-mentioned problem has been solved by a broaching method for performing a finishing process at a processing speed of 40 to 80 m / min using the broaching tool of the present invention described in claim 1 (claim 2). This is because the guide surface is coated with a hard coating, so that even with high-speed processing of 40 to 80 m / min, it contacts the prepared hole with the workpiece whose dimensional variation has been reduced by grinding or turning after heat treatment. No seizure or abnormal wear occurs. If the gap between the pilot hole of the workpiece and the guide surface is smaller than 5 μm, abnormal wear occurs due to rubbing and the like, and if it is larger than 60 μm, the required accuracy cannot be obtained. Was set to 5 to 60 μm.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a broaching tool according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. FIG. 1 is a partially enlarged perspective view of a blade portion of a broach tool showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical sectional view of a guide surface of FIG. 1, and FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. 3, and FIG. 5 is a side view of a broach tool of the present invention. As shown in FIG. 5, one end of the broach
[0009]
In particular, in the present invention, as shown in FIGS. 1, 2, and 4, the blade portion 1 has a
[0010]
【Example】
Using such a broach, a lubricating mist of 10 cc per minute was jetted to the processing portion to process at a processing speed of 60 m / min. As a result, it was possible to perform processing without seizure in the prepared hole and abnormal wear, and the coaxiality between the prepared hole and the processed involute spline tooth surface was 10 μm or less, and good processing accuracy was obtained.
[0011]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the cutting edge is made of a cemented carbide, and at least the tooth surface, the flank surface, and the guide surface are coated with a hard coating, and the rake angle θ is −30 ° ≦ θ ≦ −10 ° or less. And, since the front end face of the guide surface is flush with the rake face, the tooth surface or the large diameter of the inner spline of a hard material of 45 to 65 HRC is secured with high precision coaxial with the prepared hole, The surface can be machined without seizure, welding and abnormal wear.
[0012]
In the finishing of a workpiece of 45 to 65 HRC, the gap between the pilot hole provided on the broach and the pilot hole provided in the broach so that the finishing allowance remains after the heat treatment is 5 to 60 μm. Since the finish processing is performed at a processing speed of 40 to 80 m / min using the broach tool of the present invention, a method of processing a broach tool which can secure a high coaxiality with high accuracy and can perform high-speed processing without seizure, welding, and abnormal wear of the tooth surface is provided. It can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially enlarged perspective view of a blade portion of a broach tool showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a guide surface of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view perpendicular to the axis of the broaching tool of the present invention during machining of a workpiece.
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. 3; .
FIG. 5 is a side view of the broaching tool.
6 is a partially enlarged perspective view of a blade portion of a conventional broaching tool. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a guide portion of the blade portion in FIG.
[Explanation of symbols]
2
Claims (2)
前記切れ刃を超硬合金とし、少なくとも歯面、逃げ面、及び前記案内面に硬質皮膜のコーティングが施され、すくい角θが−30°≦θ≦−10°の範囲内とされ、かつ前記案内面の前方端面が前記切れ刃のすくい面と同一平面上に設けられたことを特徴とするブローチ工具。A broaching tool for machining splines and internal gears with a guide surface at the bottom of the tooth that opposes the pilot hole of the workpiece with a small gap during cutting between a plurality of circumferentially adjacent cutting edges. And
The cutting edge is a cemented carbide, at least tooth surface, flank, and the guide surface is coated with a hard coating, the rake angle θ is in the range of −30 ° ≦ θ ≦ −10 °, and the A broaching tool, wherein a front end face of a guide surface is provided on the same plane as a rake face of the cutting edge.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003146546A JP2004345050A (en) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | Broaching tool, and broaching method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003146546A JP2004345050A (en) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | Broaching tool, and broaching method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004345050A true JP2004345050A (en) | 2004-12-09 |
Family
ID=33533369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003146546A Pending JP2004345050A (en) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | Broaching tool, and broaching method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004345050A (en) |
-
2003
- 2003-05-23 JP JP2003146546A patent/JP2004345050A/en active Pending
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