JP2005186179A - Broaching tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は硬度が45〜65HRCの高硬度材を加工するブローチ工具に関する。 The present invention relates to a broach tool for processing a high hardness material having a hardness of 45 to 65 HRC.
従来、硬度45〜65HRC(ロックウエル硬さCスケール:以下同じ)の高硬度材を加工するブローチ工具としては特許文献1のものが知られている。これは、あらかじめ仕上がり寸法に対して片側0.1mm程度の取りしろをつけて前加工された被加工物を熱処理し、所定の硬度とした後、ブローチ工具の前部案内の後端に続いて配設された超硬合金製の切れ刃により切削速度40m/min以上にてブローチ加工するものである。このブローチ工具の前部案内は合金鋼で製作され、加工時においては被加工物にならい摺接しながら後に続く超硬合金製の切れ刃の位置案内をしている。
しかしながら、特許文献1のブローチ工具を用いて被加工物が45〜65HRCである高硬度材を40〜80m/minの高速切削にてブローチ加工すると、ブローチ工具の切れ刃が偏摩耗をおこし、被加工物の加工精度が悪くなるという問題があった。 However, when a high-hardness material whose work piece is 45 to 65 HRC is broached at a high speed cutting of 40 to 80 m / min using the broach tool of Patent Document 1, the cutting edge of the broach tool causes uneven wear, There was a problem that the processing accuracy of the workpiece deteriorated.
本発明はかかる従来技術の課題を解決するためになされたものであり、45〜65HRCの高硬度材を40〜80m/minにてブローチ加工しても、切れ刃が偏摩耗をおこすことなく加工でき、被加工物の加工精度も良好なブローチ工具を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and even if a high hardness material of 45 to 65 HRC is broached at 40 to 80 m / min, the cutting edge is processed without causing uneven wear. An object of the present invention is to provide a broaching tool that can be processed with good processing accuracy.
本発明者等は前述した切れ刃の偏摩耗について研究した結果、偏摩耗は切れ刃のみでなく前部案内に摩耗が生じていることがわかった。即ち、前部案内はブローチ加工時に被加工物との擦りによって摩耗が進み、前部案内と被加工物との隙間が早期に大となるため、前部案内の後端につづく切れ刃が被加工物に対して偏って接触する。このため、切れ刃が偏摩耗し、被加工物の精度を悪くしていることを知得した。この知得により、本発明においては、棒状のブローチ本体の一端に設けられた前つかみ部と、前つかみ部につづいて設けられた前部案内と、前部案内の後端につづいて設けられ多数の切れ刃が配設されたブローチ切れ刃部と、を有し、硬度45〜65HRCの被加工物を加工するブローチ工具であって、前部案内の表面に少なくとも1以上の硬質皮膜層を形成し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、ブローチ本体の前つかみ部につづいて設けられた前部案内に少なくとも1以上の硬質皮膜層を形成したことにより、焼入れ処理された45〜65のHRCの加工物とわずかな隙間をもって高速で擦りが発生しても、前部案内における摩耗による損傷は抑制される。なお、前部案内に用いられる材質は一般に使用されている合金鋼でよい。 As a result of studying the uneven wear of the cutting edge described above, the present inventors have found that uneven wear is caused not only in the cutting edge but also in the front guide. That is, the front guide wears due to rubbing with the workpiece during broaching, and the gap between the front guide and the workpiece increases quickly, so that the cutting edge that follows the rear end of the front guide is covered. Uneven contact with the workpiece. For this reason, it was found that the cutting edge was unevenly worn and the accuracy of the workpiece was deteriorated. With this knowledge, in the present invention, a front grip portion provided at one end of the rod-shaped broach body, a front guide provided following the front grip portion, and a rear end of the front guide are provided. A broach cutting tool having a number of cutting edges disposed thereon, and a broaching tool for processing a workpiece having a hardness of 45 to 65 HRC, wherein at least one hard coating layer is formed on a surface of the front guide. The above-mentioned problem was solved by providing the formed broach tool (claim 1). That is, by forming at least one hard coating layer on the front guide provided following the front grip portion of the broach main body, it is fast at a high speed with a slight clearance from the quenched HRC workpiece of 45 to 65. Even if rubbing occurs, damage due to wear in the front guide is suppressed. The material used for the front guide may be a commonly used alloy steel.
また、棒状のブローチ本体の一端に設けられた前つかみ部と、前つかみ部につづいて設けられた前部案内と、前部案内の後端につづいて設けられ多数の切れ刃が配設されたブローチ切れ刃部と、を有し、硬度45〜65HRCの被加工物を加工するブローチ工具であって、前部案内の材質が超硬合金材であるブローチ工具とした(請求項2)。即ち、ブローチ本体の前つかみ部につづいて設けられた前部案内を超硬合金材とすることにより、焼入れ処理された45〜65のHRCの被加工物とわずかな隙間をもって高速で擦りが発生しても前部案内は擦りによる損傷は抑制される。 In addition, a front grip portion provided at one end of the rod-shaped broach body, a front guide provided following the front grip portion, and a number of cutting blades provided following the rear end of the front guide are provided. And a broaching tool for processing a workpiece having a hardness of 45 to 65 HRC, wherein the material of the front guide is a cemented carbide material. That is, by using a cemented carbide material for the front guide that follows the front grip of the broach body, high-speed rubbing is generated with a slight clearance from the quenched HRC work piece of 45-65. Even so, the front guide is less damaged by rubbing.
以上のように本発明によれば、棒状のブローチ本体の一端に設けられた前つかみ部と、前つかみ部につづいて設けられた前部案内と、前部案内の後端につづいて設けられ多数の切れ刃が配設されたブローチ切れ刃部と、を有し、硬度45〜65HRCの被加工物を加工するブローチ工具であって、前部案内の表面に少なくとも1以上の硬質皮膜層を形成したブローチ工具としたので、焼入れ処理された45〜65HRCの被加工物とわずかな隙間をもって高速で擦りが発生しても硬質皮膜が被覆された前部案内の擦りによる摩耗は抑制されるので、切れ刃は偏摩耗をおこすことなく加工でき、被加工物の加工精度も良好なブローチ工具を提供することができた。 As described above, according to the present invention, the front grip portion provided at one end of the rod-shaped broach body, the front guide provided following the front grip portion, and the rear end of the front guide are provided. A broach cutting tool having a number of cutting edges disposed thereon, and a broaching tool for processing a workpiece having a hardness of 45 to 65 HRC, wherein at least one hard coating layer is formed on a surface of the front guide. Since the formed broaching tool is used, wear due to rubbing of the front guide coated with the hard coating is suppressed even if rubbing occurs at a high speed with a slight gap from the quenched 45-65 HRC workpiece. The cutting edge can be processed without causing uneven wear, and a broaching tool with good processing accuracy of the workpiece can be provided.
また、棒状のブローチ本体の一端に設けられた前つかみ部と、前つかみ部につづいて設けられた前部案内と、前部案内の後端につづいて設けられ多数の切れ刃が配設されたブローチ切れ刃部と、を有し、硬度45〜65HRCの被加工物を加工するブローチ工具であって、前部案内の材質が超硬合金材であるブローチ工具としたので、前部案内と焼入れ処理された45〜65のHRCの被加工物とがわずかな隙間をもって高速で擦りが発生した場合であっても、超硬合金材とされた前部案内は擦りによる摩耗は抑制されるので、切れ刃は偏摩耗をおこすことなく加工でき、被加工物の加工精度も良好なブローチ工具を提供することができた。 In addition, a front grip portion provided at one end of the rod-shaped broach body, a front guide provided following the front grip portion, and a number of cutting blades provided following the rear end of the front guide are provided. A broach tool having a hardness of 45 to 65 HRC and a broach tool in which the material of the front guide is a cemented carbide material. Even if the hardened 45-65 HRC work piece is rubbed at a high speed with a slight gap, wear due to rubbing is suppressed in the front guide made of cemented carbide material. The cutting edge can be processed without causing uneven wear, and a broaching tool with good processing accuracy of the workpiece can be provided.
以下、本発明の第一の実施の形態について図面を参照して説明する。図1(a)は本発明の第一の実施の形態を示すブローチ工具の平面図、(b)は(a)の縦断面図、図4は本発明のブローチ工具により加工されるワークの平面図である。図1(a),(b)に示すように、本発明のブローチ工具20のブローチ本体21は高速度工具鋼材料を用いて製作され、その両端には後つかみ部14とブローチ工具20を引き抜くための前つかみ部1が形成されている。前つかみ部1の後つかみ部14側には前部案内2が形成され、前部案内2には前つかみ部1側から徐々に直径が増加するようにされた漸増部23が設けられている。漸増部23の後端28から続く円筒部30には図4に示すワーク5の被加工部である角スプライン大径部6〜9に嵌合可能にされた案内部22が長手方向に4ヶ所設けられ、被加工部との回転方向の位置決めを行う。前部案内2から延出するブローチ本体21には切れ刃3を有する中空円筒状の超硬合金製のブローチ切れ刃部26が嵌合されており、ロックナット25にて挟持されている。かかる前部案内2にすくなくとも1以上の硬質皮膜の層を被覆している。かかるブローチ工具を用いて、40〜60HRCの高硬度材を40〜80m/minで高速加工する。ワーク5は仕上がり寸法に対して片側0.1〜0.2mm程度の取りしろをつけて前加工された被加工物を熱処理し所定の硬度(45〜65HRC)とした後、ブローチ工具21のブローチ切れ刃部26の切れ刃部3により切削速度40〜80m/minにてブローチ加工されるものである。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A is a plan view of a broach tool showing a first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a longitudinal sectional view of FIG. 4A, and FIG. 4 is a plane of a workpiece machined by the broach tool of the present invention. FIG. As shown in FIGS. 1A and 1B, the
次に本発明の第二の実施の形態について説明する。図2(a)は本発明の第二の実施の形態を示すブローチ工具の平面図、(b)は(a)の縦断面図である。なお、図1(a),(b)と同様の部品については同符号を付し、説明を省略する。本発明の第二の実施の形態は第一の実施の形態で述べたブローチ切れ刃部及び前部案内が前つかみ部側から嵌合されるものである。図2(a),(b)に示すように、本発明の第二の実施の形態を示すブローチ工具40は、ブローチ本体42上に設けられた後部案内41に向かって切れ刃3を有する超硬合金製の中空円筒状のブローチ切れ刃部26と前部案内2が順に嵌合され、ロックナット43にて挟持されたものである。かかる前部案内2を高速度工具鋼製とし、すくなくとも1以上の硬質皮膜の層を被覆する。または前部案内2を超硬合金材とする。かかるブローチ工具を用いて、40〜60HRCの高硬度材を40〜80m/minで高速加工する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Fig.2 (a) is a top view of the broach tool which shows 2nd embodiment of this invention, (b) is a longitudinal cross-sectional view of (a). Components similar to those in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the second embodiment of the present invention, the broach cutting edge portion and the front guide described in the first embodiment are fitted from the front grip portion side. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), a
次に本発明の第三の実施の形態について説明する。図3(a)は本発明の第三の実施の形態を示すブローチ工具の平面図、(b)は(a)の縦断面図である。なお、図1(a),(b)及び図2(a),(b)と同様の部品については同符号を付し、説明を省略する。本発明の第三の実施の形態は第二の実施の形態で述べたブローチ切れ刃部及び前部案内が一体物として製作されるものである。図3(a),(b)に示すように、本発明の第三の実施の形態を示すブローチ工具50は前部案内51と切れ刃部52とが超硬合金製で一体に製作されたブローチ切れ刃部53がブローチ本体42に嵌合され、ロックナット43で挟持された構造である。かかるブローチ工具を用いて、40〜60HRCの高硬度材を40〜80m/minで高速加工する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3A is a plan view of a broach tool showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a longitudinal sectional view of FIG. Parts similar to those in FIGS. 1 (a) and 1 (b) and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the third embodiment of the present invention, the broach cutting edge portion and the front guide described in the second embodiment are manufactured as a single body. As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the
以上の本発明の実施の形態は全て4溝の角スプラインブローチの例を示したが、インボリュートスプライン溝、ボール溝など、直線又は曲線で構成された自由形状断面の加工用ブローチに適用できることは言うまでもない。また、本発明の第三の実施の形態で示した超硬合金製の前部案内51に硬質皮膜を被覆してもよいことは言うまでもない。
The above embodiments of the present invention all show examples of four-groove angular spline broaches, but it goes without saying that the present invention can be applied to processing broaches having a free-form cross section composed of straight lines or curves such as involute spline grooves and ball grooves. Yes. It goes without saying that the hard coating may be coated on the
かかる本発明の第一の実施の形態で述べた図1(a),(b)に示すブローチ工具20の前部案内2に被覆する硬質皮膜をアークイオンプレーティング法によりTiとAlを主成分とするTiAlN皮膜を膜厚5μmで被覆し、被覆したものを用いて図4に示すワーク5を切削速度60m/minで加工した。ワーク5は硬度を62HRCとし、大径取りしろは片側0.1mmとした。結果、ワーク加工数が5000個を超えても前部案内2にはほとんど摩耗が見られず、切れ刃にも偏摩耗はみられなかった。
The hard film covering the
1 前つかみ部
2、51 前部案内
3、52 切れ刃
20、40、50 ブローチ工具
21、42 ブローチ本体
26、53 ブローチ切れ刃部
1
Claims (2)
A front grip provided at one end of the rod-shaped broach body, a front guide provided following the front grip, and a number of cutting blades provided following the rear end of the front guide are provided. A broaching tool for processing a workpiece having a hardness of 45 to 65 HRC, wherein the material of the front guide is a cemented carbide material.
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