JP2005081451A - ブローチ及びブローチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度で効率よく切削加工が可能なブローチ及びブローチ装置を提供する。
【解決手段】 加工中心軸線ａと同軸上に配置されブローチ１のブローチガイド部５が非接触で挿通可能なブローチ挿通孔３７に連続して円錐状に拡径するテーパ部３９を有する芯出し治具３１と、前掴み部３に連続して外周に複数の切削刃部７が配列された円柱状のブローチガイド部５が設けられ、かつ前掴み部３とブローチガイド部５との間にブローチガイド部５と同軸上で前掴み部３側からブローチガイド部５側に移行するに従って漸次縮径する円錐状で治具側テーパ部３９に接触可能なテーパ部４を有するブローチ１とを備え、治具側テーパ部３９にテーパ部４を接触させてブローチ１を芯出しする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ワークの孔を切削加工するブローチ及びブローチ装置に関する。

ワークの孔を切削加工するブローチ装置に使用されるブローチは、ブローチを切削加工方向に引くための前掴み部、切削刃部、ブローチを引き戻すための後掴み部が設けられている。そして、ブローチ装置のテーブルの所定位置にワークを配置し、ブローチを下降させてワークの孔に前掴み部を進入させ、引き抜き装置によって加工中心軸線に沿って切削加工方向に引き抜くことによって、切削刃部によってワークの孔を切削加工する。この切削加工にあたり、切削の開始時には切削刃部とワークの孔との間にクリアランスを有し、このクリアランス内での芯ズレがある状態で切削を始め、切削中は削切刃部の逃げ面に形成された逃げ角が０°の部分、即ちストレートランドによってブローチ自体がワークとの芯ズレを矯正しつつ切削する。

一方、ＨＲＣ５０〜ＨＲＣ６５の高硬度の焼き入れ材を、切削刃部に超微粒子系超硬合金を用いたブローチで切削加工する場合、一般に、３５ｍ／ｍｉｎ〜７５ｍ／ｍｉｎの切削速度で切削加工することによって加工精度を確保しかつ効率的に加工できる。しかし、逃げ角０°の部分によるこすり圧によってワークに切削焼けやブローチの異常摩耗が発生する等現実的でない。また、切削開始位置でのワークとブローチとの芯ズレは、同軸度等の精度低下や、切り込み量の偏りが生じて切削刃部の負担が過大になり、工具寿命の低下を招く要因となると共に、切削温度の上昇に伴って切削刃部の刃先の温度が上昇して摩耗が激しくなり切削効率が低下する。

そこで、ワークとブローチの芯ズレを抑制する種々の方策が提案されている。例えば、図１３に示すように、主体１０１の外周にワークＷに形成された孔Ｗａを切削加工する切削刃部１０２を配列し、主体１０１の前進側端部にシャンク１０３及びこのシャンク１０３の基部に前部ガイド１０４を備え、前部ガイド１０４の断面形状を多角形で外径が孔Ｗａとほぼ等しく、かつ各稜の面を軸方向に凹凸面に形成するブローチ１００が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、図１４に示すように、ワークＷに形成された孔Ｗａを切削加工するブローチ１１１の切削刃部１１２より先端側に孔Ｗａより小径の案内部１１３を有し、更に案内部１１３の外周に径方向に出入自在で外周が先細りのテーパ部１１４ａを有する調心部材１１４を放射状に複数備えている。そして、ワークＷをブローチ装置の支持台１１５上に水平移動可能に配置し、ブローチ１１１を下降させる。この下降するブローチ１１１の軸心に対しワークＷの軸心は若干ずれているが、この軸心がずれた状態でブローチ１１１の案内部１１３がワークＷの孔Ｗａに進入すると、進入初期状態では調心部材１１４はワークＷの孔Ｗａの内周面である内径部Ｗｂに接触していないが、案内部１１３の進入が進むにつれて、軸心側にずれた箇所から調心部材１１４に順次接触すると共にブローチ１１１の軸心にワークＷの軸心が一致するようにワークＷが水平移動し、軸心が一致した状態で案内部１１３に連続して切削刃部１１２がワークＷの孔Ｗａに進入して孔Ｗａを切削加工するブローチ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

更に、ブローチの切削刃部を保持するブローチホルダを断面多角形の角棒状に形成すると共に、ブローチホルダを案内するワーク受け治具の案内孔もブローチホルダの断面形状に合わせて断面多角形にしたブローチホルダの案内装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開平７−２９９６４８号公報 特開平８−１７４３３２号公報 特開平９−２９５３６号公報

上記特許文献１に開示されたブローチ１００によると、シャンク１０３の基部に断面形状が多角形で外径が孔Ｗａとほぼ等しく、かつ各稜の面を軸方向に凹凸面に形成した前部ガイド１０４を備えることによって、前部ガイド１０４がワークＷの孔Ｗａに高精度で同心に保持され、加工精度が向上すると共に前部ガイド１０４の孔Ｗａへの食い付きが防止できる。

しかし、前部ガイド１０４とワークＷの孔Ｗａとによる芯出しは、切削加工の初期に限定され、切削加工中においては振動や衝撃によって同心度が阻害される。これによりブローチ１００の切削刃部１０２にチッピング等の異常摩耗が発生して工具寿命の低下及び加工精度の低下を招く要因となる。更に、経済加工速度で切削加工すると、前部ガイド１０４がワークＷの孔Ｗａに接触することによりワークＷの孔Ｗａに傷等を発生させるおそれがある。

上記特許文献２に開示されたブローチ１１１によると、切削刃部１１２より先端側に孔Ｗａより小径の案内部１１３を有し、更に案内部１１３の外周に径方向に出入自在のテーパ部１１４ａを有する調心部材１１４を放射状に複数設けることによって、ブローチ１１１とワークＷの孔Ｗａの軸心を一致させることができる。

しかし、調心部材１１４とワークＷの孔Ｗａとによる芯出しは、切削加工の初期に限定され、特許文献１と同様に切削加工中においては振動や衝撃によって同心度が阻害され、ブローチ１１１の切削刃部１１２にチッピング等の異常摩耗が発生することが懸念され、かつ工具寿命の低下及び加工精度の低下を招く要因となる。更に、経済加工速度で切削加工すると、接触する調心部材１１４によってワークＷの孔Ｗａに傷等を発生させるおそれがある。

上記特許文献３のブローチホルダの案内装置によると、ブローチの切削刃部を保持するブローチホルダを断面多角形の角棒状に形成し、ブローチホルダを案内するワーク受け治具の案内孔もブローチホルダの断面形状に合わせて断面多角形にすることによって、ブローチホルダの片寄りや倒れが未然に回避でき、加工精度が向上する。

しかし、ブローチホルダの断面形状を断面多角形にすることから、ブローチの形状が制限され、ワークの孔形状が制限されると共に、高硬度の焼き入れ材を、高切削速度で切削加工すると、断面多角形に形成したブローチホルダによって被ワークＷの孔Ｗａに傷等を発生させるおそれがある。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、高精度で効率よく切削加工が可能なブローチ及びブローチ装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に記載のブローチの発明は、切削加工方向端部に設けられた前掴み部に連続して外周に複数の切削刃部が配列された円柱状のブローチガイド部が設けられ、ワークに穿設された孔に挿入して加工中心軸線に沿って上記切削加工方向に引き抜いて上記切削刃部によって上記ワークの孔に切削加工を施すブローチにおいて、芯出し治具に形成された上記加工中心軸線と同軸上に配置され上記ブローチガイド部が挿通可能なブローチ挿通孔に連続して切削加工方向に移行するに従って円錐状に拡径する治具側テーパ部に接触可能な、上記前掴み部とブローチガイド部との間に該ブローチガイド部と同軸上に設けられて前掴み部側からブローチガイド部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状のブローチ側テーパ部を有することを特徴とする。

請求項１の発明によると、加工中心軸線と同軸上に配置された芯出し治具の治具側テーパ部と接触可能な前掴み部側からブローチガイド部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状のブローチ側テーパ部を備えることから、ブローチ側テーパ部を治具側テーパ部に接触することによってブローチの芯出しが可能になり、ブローチとワークが高精度で同軸上に保持され、ブローチの切削加工方向への移動に伴ってブローチ側テーパ部が治具側テーパ部から離れてブローチによってワークに傷を生じさせることが回避でき、経済加工速度による切削加工が可能になりワークの加工精度の向上及び効率的な切削加工が可能になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１のブローチにおいて、上記ブローチガイド部は、上記ブローチ挿通孔の内径部と隙間を有して非接触でブローチ挿通孔に挿通可能であることを特徴とする。

請求項２の発明によると、切削加工中は、ワークの内径部とブローチのブローチガイド部が非接触状態に維持され、ブローチによってワークに傷等を発生させることなく経済加工速度で効率的に切削刃部によって切削加工することができる。また、切削加工中に、振動や衝撃に起因するブローチの振れ及び傾き等の挙動が生じた際には、芯出し治具のブローチ挿通孔の内径部とブローチガイド部の接触によってブローチの挙動が抑制され、ブローチによる加工精度が確保できる。

請求項３に記載のブローチ装置の発明は、ブローチをワークに穿設された孔に挿入し、かつ加工中心軸線に沿って上記ブローチを切削加工方向に引き抜いて上記ワークの孔に切削加工を施すブローチ装置において、上記加工中心軸線と同軸上に配置され上記ブローチのブローチガイド部が挿通可能なブローチ挿通孔に連続して切削加工方向に移行するに従って円錐状に拡径する治具側テーパ部を有する芯出し治具と、切削加工方向端部に設けられた前掴み部に連続して外周に複数の切削刃部が配列された円柱状のブローチガイド部が設けられ、かつ上記前掴み部と上記ブローチガイド部との間に上記ブローチガイド部と同軸上で前掴み部側からブローチガイド部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状で上記治具側テーパ部に接触可能なブローチ側テーパ部を有するブローチと、該ブローチの前掴み部をクランプして上記加工中心軸線に沿ってブローチを切削加工方向に引き抜く引き抜き装置とを備え、上記ブローチ挿通孔にブローチガイド部を挿通して上記治具側テーパ部にブローチ側テーパ部を接触させ、かつ上記前掴み部を上記引き抜き装置が上記前掴み部をクランプして加工中心軸線に沿って上記ブローチを上記切削加工方向に引き抜いて上記切削刃部によって上記ワークの孔に切削加工を施すことを特徴とする。

請求項３の発明によると、加工中心軸線と同軸上に配置された芯出し治具に形成された円錐状に拡径する治具側テーパ部と、ブローチのブローチ側テーパ部とを接触することによってブローチの芯出しがなされてブローチとワークが高精度で同軸上に保持され、かつ引き抜き装置によってブローチを切削加工方向へ引く抜くことによりブローチ側テーパ部が治具側テーパ部から離れることで、ブローチによってワークに傷を生じさせることが回避でき、経済加工速度による切削加工が可能になりワークの加工精度の向上及び効率的な切削加工が可能になる。

請求項４に記載の発明は、請求項３のブローチ装置において、上記ブローチガイド部は、上記ブローチ挿通孔の内径部と隙間を有して非接触で挿通可能であることを特徴とする。

請求項４の発明によると、切削加工中は、ワークの内径部とブローチのブローチガイド部が非接触状態に維持され、ブローチによってワークに傷等を発生させることなく経済加工速度で効率的に切削刃部によって切削加工することができる。また、切削加工中に、振動や衝撃に起因するブローチの振れ及び傾き等の挙動が生じた際には、芯出し治具のブローチ挿通孔の内径部とブローチガイド部の接触によってブローチの挙動が抑制されて加工精度が確保できる。

請求項５に記載の発明は、請求項３または４のブローチ装置において、上記芯出し治具は、内周に上記治具側テーパ部が形成され、上記ワークの孔に進入すると共に治具側テーパ部と上記ブローチ側テーパ部との接触によって拡径して外径部が上記孔の内径部に接触してワークの芯出しをするワーク嵌合部を備えたことを特徴とする。

請求項５の発明によると、芯出し治具のワーク嵌合部をワークの孔に進入して治具側テーパ部とブローチ側テーパ部との接触によって拡径するワーク嵌合部の外径部を孔の内径部に接触させることによって、ワークの芯出しが確実に行える。

請求項６に記載の発明は、請求項５のブローチ装置において、上記芯出し治具で芯出ししたワークをクランプするワーク押さえを備えたことを特徴とする。

請求項６の発明によると、ワーク押さえを備えることによってワークを芯出しした状態に保持することができ、加工精度が向上する。

請求項７に記載の発明は、請求項３〜６のいずれかのブローチ装置において、上記切削刃部の工具材料が超微粒子系超硬合金で、切削速度が３５ｍ／ｍｉｎ〜７５ｍ／ｍｉｎであることを特徴とする。

請求項７の発明によると、切削刃部の工具材料を超微粒子系超硬合金で、切削速度が３５ｍ／ｍｉｎ〜７５ｍ／ｍｉｎに設定することで例えばＨＲＣ５０〜ＨＲＣ６５の高硬度の焼き入れ材等の加工精度を確保しかつ効率的に加工できる。

本発明によるブローチ及びブローチ装置によると、ブローチの前掴み部とブローチガイド部との間にブローチガイド部と同軸上で、加工中心軸線と同軸上に配置され芯出し治具に形成された円錐状に拡径する治具側テーパ部と接触可能な前掴み部側からブローチガイド部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状のブローチ側テーパ部を備えることから、ブローチ側テーパ部を治具側テーパ部に接触することによってブローチの芯出しが可能になり、ブローチとワークが高精度で同軸上に保持され、ブローチの切削加工方向への移動に伴ってブローチのブローチ側テーパ部が芯出し治具の芯出し側テーパ部から離れることから、芯出しによりワークにブローチによって傷を生じさせることが回避でき、且つ経済加工速度による切削加工が可能になり、ワークの加工精度の向上及び効率的な切削加工が可能になる。

以下、本発明のブローチ及びブローチ装置の実施の形態を図１乃至図１１を参照して説明する。

図１は本実施の形態におけるブローチ１の側面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図である。ブローチ１は、ブローチ本体２と切削刃部７を備え、ブローチ本体２の切削加工方向端部にブローチ１を切削加工方向Ｆに引くための前掴み部３が設けられ、前掴み部３に連続してブローチ側テーパ部であるテーパ部４及び円柱状のブローチガイド部５が順に設けられ、他端にブローチ１を引き戻すための後掴み部６が設けられている。

ブローチガイド部５は、後述する芯出し治具３１の内径部３８との間に微小な隙間を有して非接触状態でブローチ挿入孔３７に挿入可能な外径を有する円柱状で、ブローチガイド部５の後部範囲５ａを除いて外周に、周方向に等間隔で軸方向に沿って切削刃部７が放射状に配列されている。切削刃部７を構成する工具材質は、例えば高硬度の焼入れ材を経済加工速度である３５ｍ／ｍｉｎ〜７５ｍ／ｍｉｎの切削速度で切削加工を効率的に行うことが可能な超微粒子系超硬合金であって、少なくともすくい面及び刃先が硬質皮膜でコーティングされている。

テーパ部４は、前掴み部３側が大径であってブローチガイド部５側に移行するに従って漸次縮径する円錐状で、ブローチガイド部５と高精度で同軸上に設定されている。

図３は、ブローチ装置１０の概要を示す要部断面図である。ブローチ装置１０は、貫通孔１１ａを備えた設備テーブル１１を有している。設備テーブル１１の上面１１ｂに、貫通孔１２ａが開口してワークＷを保持する支持台１２が設けられている。

設備テーブル１１の上面１１ｂに、この上面１１ｂと対向すると共に貫通孔１５ａが開口する上板１５を有する治具本体１４が設けられている。更に設備テーブル１１の上面１１ｂには、上下方向に延在する複数のプレートガイド１６が立設されている。

プレートガイド１６に、ブッシュ１７を介して設備テーブル１１及び上板１５と対向して第１プレート１８が上下動自在に支持されている。第１プレート１８には芯出し治具３１を嵌装する芯出し治具装着孔１９が開口すると共に、ワーク押さえ貫通孔２０が穿設されている。この第１プレート１８は、治具本体１４の上板１５に取り付けられた第１プレート上下動作用シリンダ２１の伸縮動作によってプレートガイド１６に案内されて上下動する。

上板１５と第１プレート１８との間に、上板１５に設けられた第２プレート上下動作用シリンダ２２の伸縮動作によって上下動する第２プレート２３が設けられている。第２プレート２３には貫通孔２４が開口すると共に、第１プレート１８に穿設されたワーク押さえ貫通孔２０を貫通して先端２５ａが第１プレート１８の下方に突出するワーク押さえ２５の基端が取り付けられている。

更に、治具本体１４の上板１５の上方にブローチ１の後掴み部６をクランプしてブローチ１を上下移動するリフタ部２６が配置されている。一方、上昇位置において設備テーブル１１の貫通孔１１ａ内に進入してブローチ１の前掴み部３をクランプし、ブローチ１を経済加工速度である例えば３５ｍ／ｍｉｎ〜７５ｍ／ｍｉｎで下方に引き抜く引き抜き装置２７のプルヘッド部２８を備えている。

これら設備テーブル１１の貫通孔１１ａ、上板１５の貫通孔１５ａ、第１プレート１８の芯出し治具装着孔１９、及び第２プレート２３の貫通孔２４、リフタ部２６及びプルヘッド部２８は、上下方向に延在する加工中心軸線ａと同軸上に配置される。

図４は、ワークＷの概要を示す平面図であって、図１には図４のＩＩ−ＩＩ線断面図が示されている。ワークＷは略円筒状であって、軸方向に孔Ｗａが貫通し、その内周面となる内径部Ｗｂから軸方向に延在してブローチ１の切削刃部７によって仕上げ切削加工される溝Ｗｃが放射状に形成されている。

芯出し治具３１は、図５に側面図を示し、かつ図６に図５の断面図、図７に図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図を示すように、第１プレート１８の芯出し治具装着孔１９に外周面３３が嵌合する基部３２と、外周面３３に段部３３ａを介して連続すると共にワークＷの孔Ｗａに進入可能な外径部３６を有するワーク嵌合部３５とが同軸上に連続し、軸心に沿って同軸上に基部３２の上端からワーク嵌合部３５の先端に連続してブローチ１のブローチガイド部５が微小な隙間を有して非接触状態で挿通可能な内径部３８を有するブローチ挿入孔３７が貫通する略円筒状であって、基部３２の上端外周に第１プレート１８の上面に当接して結合されるフランジ部３４が形成されている。

内径部３８には軸方向に延在してブローチ１の切削刃部７が移動可能な逃げ溝４０が放射状に形成されている。この逃げ溝４０によってワーク嵌合部３５が放射状に等分割され、ブローチ１の挿通による加工時に、ワーク嵌合部３５の分割部（逃げ溝４０部分）においてブローチ１の切削刃部７が通過し、ワーク嵌合部３５外周においてブローチ１の切削刃部７によりワークＷの溝Ｗｃを仕上げ切削することが可能に構成されている。更に、内径部３８の先端内周に沿ってワーク嵌合部３５の先端３５ａ側、即ち切削加工方向Ｆに移行するに従って円錐状に漸次拡径してブローチ１のテーパ部４と接触可能な治具側テーパ部であるテーパ部３９が形成されている。

基部３２の外周面３３、ワーク嵌合部３５の外径部３６、内径部３８及びテーパ部３９は同軸上に配置され、外周面３３を第１プレート１８の芯出し治具装着孔１９に嵌合して芯出し治具３１を第１プレート１８に装着することによって、これら基部３２の外周面３３、ワーク嵌合部３５の外径部３６、内径部３８及びテーパ部３９の軸心が加工中心軸線ａ上に配置される。

次に、このように構成されたブローチ１及びブローチ盤１０によるワークＷの切削加工について、図１１のフローチャートに従って説明する。

図３に示すように第１プレート上下動作用シリンダ２１及び第２プレート上下動作用シリンダ２２が収縮して第１プレート１８及び第２プレート２３が上昇位置にあり、かつブローチ１の後掴み部６がリフタ部２６によってクランプされてブローチ１が上昇位置に保持された状態で芯出し治具３１のブローチ挿入孔３７を貫通して芯出し治具３１から下方にテーパ部４及び前掴み部３が突出した状態に保持されている。なお、芯出し治具３１の逃げ溝４０位置に対応してブローチ１の切削刃部７が位置するようブローチ１は保持される。そして、この状態でブローチ１の切削刃部７の対応位置に、仕上げ加工すべきワークＷの溝Ｗｃが位置するよう設備テーブル１１上の支持台１２にワークＷをセットする（ステップＳ１）。

次に、図８に示すようにリフタ部２６を下降させる。リフタ部２６の下降に伴ってブローチ１が加工中心軸線ａに沿って切削加工方向Ｆに下降して芯出し治具３１のブローチ挿入孔３７内に進入し、前掴み部３がワークＷの孔Ｗａ及び支持台１２の貫通孔１２ａを貫通して設備テーブル１１の貫通孔１１ａ内に進入している引き抜き装置２７のプルヘッド部２８にクランプされる（ステップＳ２）。

このブローチ１の後掴む部６がリフタ部２６にクランプされ、かつ前掴み部３がプルヘッド部２８にクランプされた状態では、ブローチ１のテーパ部４がワークＷの孔Ｗａ内の下部範囲に位置している。

ブローチ１がリフタ部２６及びプルヘッド部２８に保持された状態で、第１プレート上下動作用シリンダ２１の伸長により第１プレート１８を下降させる。下降する第１プレート１８に保持された芯出し治具３１の先端３５ａがワークＷの孔Ｗａ内に進入してテーパ部３９がブローチ１のテーパ部４に接触する（ステップＳ３）。

この接触によって図９に図８のＢ部拡大図を示すように、ワークＷの孔Ｗａ内に進入し、逃げ溝４０によって放射状に等分割されたワーク嵌合部３５の先端３５ａ側が互いに接触するテーパ部４及び芯出し治具３１のテーパ部３９に倣って押し拡げられて外径部３６がワークＷの孔Ｗａの内径部Ｗｂに接触して外径部３６とワークＷの内径部Ｗｂとの間の間隙がなくなる。このテーパ部４とテーパ部３９の接触及び外径部３６と内径部Ｗｂの接触、即ちテーパ部４とテーパ部３９の間及び外径部３６とワークＷの内径部Ｗｂの間のクリアランスが０になり相互のガタがなくなる。これにより、ワークＷの孔Ｗａ、芯出し治具３１のブローチ挿入孔３７及びブローチ１の軸心が加工中心軸線ａ上に高精度で保持され、ブローチ１及びワークＷの芯出し精度が確保される。なお、このステップＳ３においてはワークＷの端面と芯出し治具３１の段部３３ａと間には隙間が確保され当接することはない。また、ブローチ１が直接ワークＷに接することがなく、ブローチ１によってワークＷに傷を生じることはない。

このワークＷ、芯出し治具３１及びブローチ１が芯出しされた状態で、第２プレート上下動作用シリンダ２２を伸長して第２プレート２３を下降させ、第１プレート１８のワーク押さえ貫通孔２０から下方に突出するワーク押さえ２５によってワークＷを支持台１２に押し付けて、ワークＷを支持台１２とワーク押さえ２５によって芯出しされた状態でワークＷをクランプする（ステップＳ４）。

ワーク押さえ２５によるワークＷのクランプが完了すると、リフタ部２６によるブローチ１の後掴み部６をアンクランプする。

リフタ部２６がブローチ１の後摘み部６をアンクランプした後に、引き抜き装置２７のプルヘッド部２８が加工中心軸線ａに沿って下降動作し、プルヘッド部２８に前掴み部３がクランプされているブローチ１を、図１０に加工後の状態を示すように切削加工方向Ｆに引き抜き、ブローチ１の各切削刃部７によるワークＷの溝Ｗｃの切削加工を開始する（ステップＳ５）。

このブローチ１の下降開始時までは、ブローチ１のテーパ部４と芯出し治具３１のテーパ部３９の接触によって、ブローチ１とワークＷの孔Ｗａが高精度で加工中心軸線ａ上に同芯状態で保持される。ブローチ１の下降に伴ってブローチ１のテーパ部４が芯出し治具３１のテーパ部３９から離れて切削刃部７によるワークＷの溝Ｗｃの切削を開始する。かつブローチ１が経済加工速度の例えば３５ｍ／ｍｉｎ〜７５ｍ／ｍｉｎで下降する切削加工中は、芯出し治具３１の内径部３８とブローチ１のブローチガイド部５が若干の隙間を有して非接触状態でブローチガイド部５により内径部３８に傷等を発生させることなく、加工精度を維持した良好な切削加工が行われる。また、この切削加工中に振動や衝撃に起因するブローチ１の振れ及び傾き等の挙動が生じた際には、芯出し治具３１によりブローチガイド部５がワークＷの内径部Ｗｂに非接触状態を維持した状態で、かつブローチ１の切削加工精度に実質的に影響しない範囲の振れ及び傾き等の挙動によってブローチ１のブローチガイド部５が芯出し治具３１の内径部３８に接触してブローチ１の振れ及び傾き等の挙動が抑制され加工精度が確保される。

更に、ブローチ１が下降して切削刃部７がワークＷから完全に離れ、切削加工終了し（ステップＳ６）、図１０の加工後の状態を示すようにブローチ１をワークＷの孔Ｗａから完全に引き抜く。この切削刃部７がワークＷから離れた切削加工終了後もブローチガイド部５の後部範囲５ａが芯出し治具３１の内径部３８によってブローチ１の揺動等が抑制され、ブローチ１によるワークＷの溝Ｗｃの加工精度が確保できる。

この切削加工後、第２プレート上下動作用シリンダ２２を収縮して第２プレート２３を上昇させ、ワーク押さえ２５によるワークＷのクランプを解除、即ちワークＷをアンクランプ（ステップＳ７）すると共に、第１プレート上下動作用シリンダ２１を収縮して第１プレート１８を上昇させ、支持台１２上のワークＷを搬出する（ステップＳ８）。

しかる後、プルヘッド部２８を上昇してブローチ１を上昇させ、ブローチ１の後掴み部６をリフタ部２６にクランプし、その後プルヘッド部２８によるブローチ１の前掴み部３のクランプを解除する。そして、図３に示す位置にリフタ部２６を上昇してブローチ１を上昇させ、かつプルヘッド部２８を下降させて加工サイクルが終了する（ステップＳ９）。

従って、本実施の形態によると、ブローチ１のテーパ部４と芯出し治具３１のテーパ部３９の接触及び外径部３６とワークＷの内径部Ｗｂの接触によって、ブローチ１とワークＷの孔Ｗａが高精度で同軸上に保持され状態で、ワークＷの芯出しが確保できかつ下降するワーク押さえ２５と支持台１２によってワークＷをクランプすることで、ブローチ１の切削刃部７によるワークＷの溝Ｗｃを切削加工する切削加工開始時までは、ブローチ１のテーパ部４と芯出し治具３１のテーパ部３９との接触によってブローチ１とワークＷの孔Ｗａが高精度で同軸上に保持され、ブローチ１の下降に伴ってブローチ１のテーパ部４が芯出し治具３１のテーパ部３９から離れ切削刃部７によるワークＷの溝Ｗｃの切削加工が行える。

更に、切削加工中は、ワークＷの内径部Ｗｂとブローチ１のブローチガイド部５が若干の隙間を有して非接触状態に維持され、ブローチ１によってワークＷに傷等を発生させることなく経済加工速度で効率的に溝Ｗｃを切削刃部７によって切削加工することができる。また、切削加工中に、振動や衝撃に起因するブローチ１の振れ及び傾き等の挙動が生じた際には、芯出し治具３１の内径部３８とブローチ１のブローチガイド部５の接触によってブローチ１の挙動が抑制され、切削刃部７がワークＷから完全に離れた切削加工終了後もブローチガイド部５の後部範囲５ａが芯出し治具３１の内径部３８によってブローチ１の揺動等が抑制され、ブローチ１によるワークＷの溝Ｗｃの加工精度が確保できる。

よって、通常の切削加工全範囲に亘って、ワークＷ及びブローチ１の同軸状態が高精度で維持され、かつ切削刃部７を除いてワークＷとブローチ１とが非接触状態に保持されて高精度で経済加工速度の切削加工が可能になり、また、切削加工中に、振動や衝撃に起因するブローチ１の振れ及び傾き等の挙動が生じた際には、芯出し治具３１の内径部３８とブローチ１のブローチガイド部５の接触によってブローチ１の挙動が抑制されて、優れた加工精度の加工製品が確保できると共に、ワークＷとブローチ１の芯ズレが抑制されて切り込み量の偏りがなくなりブローチ１の切削刃部７にチッピング等の異常摩耗が回避できて工具寿命が向上する。

（実施例）
芯出し治具３１を使用しない従来の加工方法と、上記芯出し治具３１及び上記ブローチ１を用いた加工方法で、ＨＲＣ５０〜ＨＲＣ６５の高硬度の焼き入れ材からなり内径部Ｗｂが仕上げ加工されてバラツキ量が１０μｍのワークＷの溝Ｗｃを、ブローチガイド部５に対する切削刃部７の位置精度が４μｍで、かつブローチガイド部５と内径部Ｗｂとの間隙が７μｍ〜３０μｍ、切削速度が３５ｍ／ｍｉｎ〜７５ｍ／ｍｉｎで切削加工を行った。

この結果、切削加工されたワークＷの内径部Ｗｂを基準として、溝Ｗｃに基準ピンを接触させた内接円の中心のズレを計測すると、図１２に示すように芯出し治具３１を用いない従来の切削加工では、加工精度が６μｍ〜１８μｍであるのに対し、本実施の形態の芯出し治具３１及び芯出し治具３１のテーパ部３９に接触するテーパ部４を有するブローチ１を使用した切削加工によれば、加工精度が２μｍ〜４μｍであり、大幅な加工精度の向上が確認できた。

本発明の実施の形態におけるブローチの側面図である。 同じく、図１のＩ−Ｉ線断面図である。 同じく、ブローチ装置の概要を示す要部断面図である。 同じく、ワークの概要を示す平面図である。 同じく、芯出し治具の側面図である。 同じく、図５のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 同じく、図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 同じく、加工途中の概要を示すブローチ装置の要部断面図である。 同じく、図８のＢ部拡大図である。 同じく、加工後の概要を示すブローチ装置の要部断面図である。 同じく、加工工程を示すフローチャートである。 本発明と従来の加工精度を示す説明図である。 従来のブローチによる切削加工の概要を示す説明図である。 同じく、従来のブローチによる切削加工の概要を示す説明図である。

符号の説明

１ ブローチ
２ ブローチ本体
３ 前掴み部
４ テーパ部（ブローチ側テーパ部）
５ ブローチガイド部
７ 切削刃部
１０ ブローチ装置
１２ 支持台
２５ ワーク押さえ
２６ リフタ部
２７ 引き抜き装置
２８ プルヘッド部
３１ 芯出し治具
３２ 基部
３３ 外周面
３５ ワーク嵌合部
３６ 外径部
３７ ブローチ挿入孔
３８ 内径部
３９ テーパ部（治具側テーパ部）
４０ 逃げ溝
ａ 加工中心軸線
Ｗ ワーク
Ｗａ 孔
Ｗｂ 内径部
Ｗｃ 溝
Ｆ 切削加工方向

Claims (7)

1. 切削加工方向端部に設けられた前掴み部に連続して外周に複数の切削刃部が配列された円柱状のブローチガイド部が設けられ、ワークに穿設された孔に挿入して加工中心軸線に沿って上記切削加工方向に引き抜いて上記切削刃部によって上記ワークの孔に切削加工を施すブローチにおいて、
   芯出し治具に形成された上記加工中心軸線と同軸上に配置され上記ブローチガイド部が挿通可能なブローチ挿通孔に連続して切削加工方向に移行するに従って円錐状に拡径する治具側テーパ部に接触可能な、上記前掴み部とブローチガイド部との間に該ブローチガイド部と同軸上に設けられて前掴み部側からブローチガイド部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状のブローチ側テーパ部を有することを特徴とするブローチ。
2. 上記ブローチガイド部は、上記ブローチ挿通孔の内径部と隙間を有して非接触でブローチ挿通孔に挿通可能であることを特徴とする請求項１に記載のブローチ。
3. ブローチをワークに穿設された孔に挿入し、かつ加工中心軸線に沿って上記ブローチを切削加工方向に引き抜いて上記ワークの孔に切削加工を施すブローチ装置において、
   上記加工中心軸線と同軸上に配置され上記ブローチのブローチガイド部が挿通可能なブローチ挿通孔に連続して切削加工方向に移行するに従って円錐状に拡径する治具側テーパ部を有する芯出し治具と、
   切削加工方向端部に設けられた前掴み部に連続して外周に複数の切削刃部が配列された円柱状のブローチガイド部が設けられ、かつ上記前掴み部と上記ブローチガイド部との間に上記ブローチガイド部と同軸上で前掴み部側からブローチガイド部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状で上記治具側テーパ部に接触可能なブローチ側テーパ部を有するブローチと、
   該ブローチの前掴み部をクランプして上記加工中心軸線に沿ってブローチを切削加工方向に引き抜く引き抜き装置とを備え、
   上記ブローチ挿通孔にブローチガイド部を挿通して上記治具側テーパ部にブローチ側テーパ部を接触させ、かつ上記前掴み部を上記引き抜き装置が上記前掴み部をクランプして加工中心軸線に沿って上記ブローチを上記切削加工方向に引き抜いて上記切削刃部によって上記ワークの孔に切削加工を施すことを特徴とするブローチ装置。
4. 上記ブローチガイド部は、上記ブローチ挿通孔の内径部と隙間を有して非接触で挿通可能であることを特徴とする請求項３に記載のブローチ装置。
5. 上記芯出し治具は、内周に上記治具側テーパ部が形成され、上記ワークの孔に進入すると共に治具側テーパ部と上記ブローチ側テーパ部との接触によって拡径して外径部が上記孔の内径部に接触してワークの芯出しをするワーク嵌合部を備えたことを特徴とする請求項３または４に記載のブローチ装置。
6. 上記芯出し治具で芯出ししたワークをクランプするワーク押さえを備えたことを特徴とする請求項５に記載のブローチ装置。
7. 上記切削刃部の工具材料が超微粒子系超硬合金で、切削速度が３５ｍ／ｍｉｎ〜７５ｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のブローチ装置。

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