JP2005246566A - Broaching device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークに穿設された孔の内周を切削加工するブローチ加工装置に関する。 The present invention relates to a broaching device for cutting an inner periphery of a hole formed in a workpiece.
ワークに予め穿設された孔の内周をブローチ加工するブローチ加工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摘み部、切削刃部、ブローチを引き戻すための後摘み部が設けられている。そして、ブローチ加工装置のテーブルにワークを配置し、リトリュービングヘッドにブローチの後摘み部を係止し、リトリュービングヘッドを下降させてブローチの前摘み部をワークの孔内に進入させ、プルヘッドによって前摘み部をクランプし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の内周を切削加工する。 Broaches used in broaching devices that broach the inner circumference of holes that have been drilled in advance in the workpiece are a front picking part for pulling the broach in the cutting direction, a cutting blade part, and a back picking part for pulling back the broach. Is provided. Then, the work is placed on the table of the broaching device, the rear picking part of the broach is locked to the retraction head, the retraction head is lowered, and the front picking part of the broach enters the hole of the work, The inner periphery of the hole of the workpiece is cut by the cutting blade portion by clamping the front picking portion by the pull head and pulling it in the cutting direction.
しかし、プルヘッドによってブローチを切削加工方向に引き抜く切削加工中にプルヘッドとこのプルヘッドにクランプされた前摘み部との間で相対的に軸方向や回転方向に動き、或いは振動が発生すると加工精度やブローチの寿命に悪影響を及ぼすことから、プルヘッドと前摘み部の隙間をなくして前摘み部をクランプしてブローチの軸方向や回転方向の動き及び振動を抑制するブローチ加工装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 However, when the broach is pulled out in the cutting direction by the pull head, the cutting accuracy or broaching is relatively high when the axial movement or rotational direction is relatively moved or vibration occurs between the pull head and the front knob clamped by the pull head. Therefore, there is known a broaching device that suppresses movement and vibration in the axial direction and rotational direction of the broach by eliminating the gap between the pull head and the front knob and clamping the front knob (for example, , See Patent Document 1).
また、ブローチ移動用アクチュエータとワーク移動用アクチュエータとを有し、切削加工時には、ブローチ移動用アクチュエータを駆動することによりブローチをその切削加工方向に向けて移動させると共に、ワーク移動用アクチュエータを駆動することによりワークを切削方向に向けて移動させて切削加工するブローチ加工装置も知られている(例えば、特許文献2参)。 Also, it has a broach moving actuator and a work moving actuator, and at the time of cutting, drives the broach moving in the cutting direction by driving the broach moving actuator and drives the work moving actuator. Also known is a broaching device that moves the workpiece in the cutting direction by the cutting method (see, for example, Patent Document 2).
更に、切削加工中にブローチの同芯性を図りかつ動きを抑制して加工精度の向上を図るブローチ加工装置がある。このブローチ加工装置について図11を参照して説明する。 Further, there is a broaching device that improves the processing accuracy by reducing the concentricity of the broach during cutting and suppressing the movement. This broaching apparatus will be described with reference to FIG.
図11はブローチ加工装置100の概要を示す全体斜視図であって、加工装置本体101にワークWを保持するワーク取付治具が設けられたテーブル102が設けられ、テーブル102上に対向して一対の側枠103が立設している。加工装置本体101に設けられた上下方向に延在するスライド104を介してラム105が上下移動自在に支持され、ラム用アクチュエータ107によって切削加工方向となる上下方向に移動する。ラム105の下部にテーブル102の下面と対向するプルヘッド支持部105aが形成され、プルヘッド支持部105aにブローチ120の切削加工方向先端に設けられた前摘み部をクランプするプルヘッド106が設けられている。
FIG. 11 is an overall perspective view showing an outline of the broaching apparatus 100. The processing apparatus
両側枠103にそれぞれ設けられた上下方向に延在するスライド108によってリフタ摺動台109が上下移動自在に支持され、リフタ摺動台109はリフタ摺動台用アクチュエータ110によって上下方向に移動する。
A
リフタ摺動台109にスライド111を介して上下移動自在に加圧台112が支持され、加圧台用アクチュエータ113によって上下方向に移動する。加圧台112にブローチ120の後摘み部を係止して吊り下げるリトリュービングヘッド114がプルヘッド106と同芯上に配置されている。
A pressure table 112 is supported on the
切削加工は、ラム用アクチュエータ107によってラム105を上昇位置に保持し、かつリトリュービングヘッド114によってブローチ120の後摘み部を係止して吊り下げると共にリフタ摺動用アクチュエータ110及び加圧台用アクチュエータ113によってリフタ摺動台109及び加圧台112をそれぞれ上昇位置に保持した状態で、テーブル102上のワーク取付治具にワークWをセットする。
In the cutting process, the ram 105 is held in the ascending position by the
しかる後、リフタ摺動用アクチュエータ110によりリフタ摺動台109を下降させて、ワークWに予め穿設された孔にブローチ120の切削加工方向先端に設けられた前摘み部を挿入してプルヘッド106内に前摘み部を進入させてプルヘッド106によってクランプする。更に、加圧台用アクチュエータ113によって加圧台112を下降させてブローチ120にリトリュービングヘッド114を圧接させてブローチ120の同芯性や振れを矯正する。
Thereafter, the
その後、加圧台112をブローチ120に圧接した状態で、ラム用アクチュエータ107によりラム105を下降させてプルヘッド106にクランプされたブローチ120を切削方向に引くと共に、ラム用アクチュエータ107によるブローチ120を引く速度と同じ速度で同時にリフタ摺動用アクチュエータ110によりリフタ摺動台109を下降させてブローチ120によりワークWの孔を切削加工する。
Thereafter, in a state where the pressurization table 112 is in pressure contact with the
切削加工が終了し、かつリトリュービングヘッド114がワークWに接触する前にリトリュービングヘッド114によるブローチ120の係止を解除すると共にリフタ摺動台用アクチュエータ110によるリフタ摺動台109の下降を停止させる。ラム105が引き続き下降してブローチ120をワークWから引き抜くことによってワークWの孔の内周をブローチ120により切削加工する。
The cutting of the
上記特許文献1に開示のブローチ加工装置によると、プルヘッドによるクランプにより軸方向及び回転方向の動き及び振動を抑制することによって、加工精度及びブローチの寿命への影響をある程度抑制することができる。
According to the broaching apparatus disclosed in
しかし、例えば10m/min以上といった高速度の切削加工或いは高硬度の焼き入れ材を切削加工する場合、その切削加工時にブローチの刃ピッチに起因して断続的な切削抵抗が生じてブローチとリトリュービングヘッドの同芯性が損なわれて加工精度の低下を招き、十分な加工精度の確保を困難にしている。 However, when cutting a high-speed cutting process such as 10 m / min or higher or a hardened hardened material, intermittent cutting resistance is generated due to the blade pitch of the broach during the cutting process, and the broach and retrie The concentricity of the bing head is impaired, leading to a decrease in processing accuracy, making it difficult to ensure sufficient processing accuracy.
一方、上記特許文献2に開示のブローチ加工装置によると、ブローチとワークをそれぞれ独立した移動用アクチュエータによりブローチとワークの双方をそれぞれ切削加工方向に向けて移動することによって切削速度が高速になる。
On the other hand, according to the broaching device disclosed in
しかし、ブローチとワークをそれぞれ独立した移動用アクチュエータによって移動させることから、高速度の切削加工或いは高硬度の焼き入れ材を切削加工する場合、その切削加工時にブローチの刃ピッチに起因して断続的な切削抵抗が生じてブローチとワークの同芯性が損なわれて加工精度の低下が懸念される。 However, since the broach and the workpiece are moved by independent moving actuators, when cutting high-speed cutting or hardened hardened material, it is intermittent due to the blade pitch of the broach during the cutting. Therefore, there is a concern that the cutting accuracy is deteriorated because the concentricity between the broach and the workpiece is impaired due to a large cutting resistance.
上記図11に示すブローチ加工装置100によると、加圧台112に設けられたリトリュービングヘッド114とブローチ120の同芯性が確保された状態でラム用アクチュエータ107によりラム105を下降させてプルヘッド106にクランプされたブローチ120を切削加工方向に引くと共に、同じ速度で同時にリフタ摺動用アクチュエータ110によりリフタ摺動台109を下降させてブローチ120によりワークWの孔を切削加工することから、切削加工におけるブローチ120の同芯性や振れが矯正できる。
According to the broaching apparatus 100 shown in FIG. 11, the ram 105 is lowered by the
しかし、ブローチ加工装置100の製作時や熱変形等に起因して切削加工時にブローチ120をクランプしたプルヘッド106を切削加工方向に移動させるラム105と、ブローチ120に圧接してブローチ120の同芯性を確保すると共に振れを防止する加圧台112に設けられたリトリュービングヘッド114との相対間で切削加工方向の誤差が発生し、ブローチ120の同芯性が損なわれて振れが発生して所期の加工精度が得られないことがある。また、ブローチ120に曲がりが発生して切削加工の繰り返しによりブローチ120の異常磨耗を誘発する要因となる。
However, the concentricity of the
更に、切削加工に際し、ラム105とリフタ摺動台109を同時に下降させるが、リフタ摺動台用アクチュエータ110によるリフタ摺動台109と、ラム用アクチュエータ107によるラム105との上下方向変位に微妙な誤差が発生して加圧台112によるブローチ120の加圧に変動を与え、この加圧変動によりブローチ120の追従性の悪化や、ブローチ120に曲がりを発生させる要因となる。
Further, in the cutting process, the ram 105 and the
特に、高速度の切削加工或いは高硬度の焼き入れ材を切削加工する場合に、加圧変動による影響が大きく、加工精度の低下やブローチ120の磨耗が顕著である。
In particular, when cutting a high-speed cutting process or a hardened quenching material, the influence of pressure fluctuation is large, and the deterioration of the processing accuracy and the wear of the
また、各スライド104、108、111を上下方向に高精度で製作するには、多大の製造コストが要求される。
Further, in order to manufacture each
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、加工精度の向上が得られるブローチ加工装置を提供することにある。 Therefore, the objective of this invention made | formed in view of this point is to provide the broaching apparatus which can improve a processing precision.
上記目的を達成する請求項1に記載のブローチ加工装置の発明は、ブローチをワークに穿設された孔に進入させ、かつ該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加工装置において、上記ブローチに、切削加工方向端部に設けられた前摘み部に連続して前圧接部、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、後圧接部、後摘み部が設けられ、加工装置本体と、該加工装置本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持されたラムと、該ラムに設けられて上記ブローチの前摘み部をクランプすると共に前圧接部に圧接嵌合する前押圧部を備えたプルヘッドと、上記ラムに設けられて上記ブローチの後摘み部を係止すると共に上記後圧接部に圧接嵌合する後押圧部を備えたリトリュービングヘッドとを有し、上記リトリュービングヘッドの後押圧部をブローチの後圧接部に圧接嵌合してリトリュービングヘッドとブローチの同芯性を確保すると共に上記プルヘッドの前押圧部に上記ブローチの前圧接部を圧接嵌合してプルヘッドとブローチの同芯性を確保し、該圧接嵌合を維持した状態でラムを切削加工方向に移動させてブローチによりワークの孔を切削加工することを特徴とする。
The invention of the broaching device according to
上記目的を達成する請求項2に記載のブローチ加工装置の発明は、ブローチをワークに穿設された孔に進入させ、かつ該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加工装置において、上記ブローチに、切削加工方向端部に設けられた前摘み部に連続して前圧接部、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、後圧接部、後摘み部が設けられ、加工装置本体と、該加工装置本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持されたラム本体及び該ラム本体と一体に形成されたプルヘッド支持部を備えたラムと、上記ラム本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持された摺動台と、プルヘッド支持部に設けられて上記ブローチの前摘み部をクランプすると共に上記前圧接部に圧接嵌合する前押圧部を備えたプルヘッドと、上記摺動台に設けられて上記ブローチの後摘み部を係止すると共に上記後圧接部に圧接嵌合する後押圧部を備えたリトリュービングヘッドと、上記加工装置本体に設けられて上記ラムを上記切削加工方向に沿って往復移動するラム駆動用アクチュエータと、上記ラムに設けられて上記摺動台を上記切削加工方向に沿って往復移動する摺動台用アクチュエータとを有し、上記摺動台用アクチュエータにより摺動台を切削加工方向に移動させて上記リトリュービングヘッドの後押圧部をブローチの後圧接部に圧接嵌合してリトリュービングヘッドとブローチの同芯性を確保すると共に上記プルヘッドの前押圧部に上記ブローチの前圧接部を圧接嵌合してプルヘッドとブローチの同芯性を確保し、該圧接嵌合を維持した状態でラム駆動用アクチュエータによりラムを切削加工方向に移動させてブローチによりワークの孔を切削加工することを特徴とする。
The invention of the broaching device according to
請求項3に記載の発明は、請求項1または2のブローチ加工装置において、上記前圧接部は、上記ブローチガイドと同芯上で前摘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拡径する円錐状の前テーパ部であり、上記後圧接部は、上記ブローチガイドと同芯上にブローチガイド部側から後摘み部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状の後テーパ部であり、上記前押圧部は、上記プルヘッドに形成されて上記前テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔であり、後押圧部は、上記リトリュービングヘッドに形成されて上記後テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the broaching apparatus according to the first or second aspect, the diameter of the front press contact portion is gradually increased as it shifts from the front knob portion side to the broach guide portion side on the same core as the broach guide. A conical front taper part, and the rear pressure contact part is a conical rear taper part whose diameter gradually decreases as it moves from the broach guide part side to the rear knob part side concentrically with the broach guide, The front pressing portion is a tapered hole formed in the pull head and press-fitted to the front taper portion, and the rear pressing portion is a taper formed in the retraction head and press-fitted to the rear taper portion. It is a hole.
上記請求項1の発明によると、加工装置本体に切削加工方向に移動自在に支持されたラムにプルヘッドとリトリュービングヘッドを設け、リトリュービングヘッドの後押圧部をブローチの後圧接部に圧接嵌合してリトリュービングヘッドとブローチの同芯性を確保すると共にプルヘッドの前押圧部にブローチの前圧接部を圧接嵌合してプルヘッドとブローチの同芯性を確保する。そして、その圧接嵌合を維持した状態でラムを切削加工方向に移動させてブローチによりワークの孔を切削加工することから、切削加工中においてリトリュービングヘッドとプルヘッドとの相対間で切削加工方向の誤差が発生することなく実現でき、プルヘッドとブローチの同芯性及びリトリュービングヘッドとブローチの同芯性が損なわれることなく、またブローチの振れが防止できて加工精度の向上が得られる。 According to the first aspect of the present invention, the pull head and the retreating head are provided on the ram that is supported by the machining apparatus main body so as to be movable in the cutting direction, and the rear pressing portion of the retraction head is pressed against the rear pressure contact portion of the broach. The concentricity of the retraction head and the broach is secured by fitting, and the front pressure contact portion of the broach is press-fitted to the front pressing portion of the pull head to ensure the concentricity of the pull head and the broach. Then, the ram is moved in the cutting direction while maintaining the press-fit, and the hole of the workpiece is cut by the broach, so that the cutting direction between the retraction head and the pull head during the cutting process Therefore, the concentricity of the pull head and the broach and the concentricity of the retraction head and the broach can be prevented and the shake of the broach can be prevented to improve the processing accuracy.
請求項2の発明は、請求項1の発明をより具体的にしたもので、加工装置本体にラム駆動用アクチュエータによって切削加工方向に移動するラムを設け、ラム本体に摺動台駆動用アクチュエータにより切削加工方向に移動する摺動台を設け、プルヘッド支持部にプルヘッドを設けると共に摺動台にリトリュービングヘッドを設ける。そして、摺動台駆動用アクチュエータによりリトリュービングヘッドを移動させてリトリュービングヘッドの後押圧部とブローチの後圧接部を圧接嵌合させ、かつプルヘッドの前押圧部とブローチの前圧接部を圧接嵌合させてリトリュービングヘッドとブローチ及びプルヘッドとブローチのそれぞれ同芯性を確保し、その圧接嵌合状態を維持した状態でラム駆動用アクチュエータによってラムを切削加工方向に移動してワークの孔に切削加工を施すことから、切削加工中において切削刃部の刃ピッチに起因して断続的な切削抵抗が生じても、リトリュービングヘッドとプルヘッドとの相対間で切削加工方向の誤差が発生することなく実現でき、プルヘッドとブローチの同芯性及びリトリュービングヘッドとブローチの同芯性が損なわれることなく、またブローチの振れが防止できて加工精度の向上が得られる。更に、リトリュービングヘッドによりブローチに作用する加圧力の変動がなく、加圧変動によるブローチの追従性の悪化やブローチの曲がり発生が回避でき、ブローチの異常磨耗が抑制できる。
The invention of
請求項3の発明によると、前圧接部をブローチガイドと同芯上で前摘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拡径する円錐状の前テーパ部によって容易に高精度で形成することができる。後圧接部をブローチガイドと同芯上にブローチガイド部側から後摘み部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状の後テーパ部によって容易に高精度で形成することができる。また、前押圧部は、プルヘッドに形成されて前テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔によって、同様に後押圧部は、リトリュービングヘッドに形成されて後テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔によって容易に高精度で形成することができる。
According to the invention of
本発明によるブローチ加工装置の実施の形態を図1乃至図10を参照して説明する。 An embodiment of a broaching apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、切削加工に使用されるブローチ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と複数の切削刃からなる切削刃部10を備え、グローチ本体2の切削加工方向端部にブローチ1を切削加工方向Fに引くための前摘み部3が設けられ、前摘み部3に連続して前圧接部となる前テーパ部4、前案内部5、円柱状のブローチガイド部6、後案内部7、後圧接部となる後テーパ部8が順に設けられ、他端にブローチ1を引き戻すための後摘み部9が設けられている。
FIG. 1 is a side view of a
切削刃部10は、ブローチガイド部6の外周に切削刃が周方向に等間隔でかつ軸方向に沿って放射状に配列されている。この切削刃部10は、前案内部5側の荒削り刃10a及び後案内部7側の仕上げ刃10bによって構成されている。切削刃部10を構成する工具材質は、例えば高硬度の焼入れ材を経済速度で切削加工を効率的に行うことのできる超微粒子系超硬合金であって、硬質皮膜でコーティングされている。
The
前テーパ部4は、前摘み部3側が小径であって前案内部5側に移行するに従って漸次拡径する円錐状でブローチガイド部6と高精度で同芯上に設定され、後テーパ部8は後案内部7側から後摘み部9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6と高精度で同芯上に設定されている。これら前テーパ部4及び後テーパ部8は、ブローチガイド部6と同芯上に円錐状に構成することから、容易に高加工精度で形成することができる。後摘み部9の外周に環状の係止溝11が凹設されている。
The
ブローチ1によって切削加工されるワークWは、図3に要部断面図を示すように略円筒状であって、軸方向に孔Waが貫通し、その内周面となる内径部Wbから切削加工方向である軸方向に延在してブローチ1の切削刃部10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。
The workpiece W to be cut by the
図4はブローチ加工装置20の概要を示す全体斜視図であって、図5は図4のII−II線断面図、図6は図4のIII−III線断面図である。
4 is an overall perspective view showing an outline of the broaching
ブローチ加工装置20は、フロア上に立設する加工装置本体21を有し、加工装置21の前面21Aに上下方向に延在して平行配置された一対のスライド22が設けられている。
The broaching
更に、加工装置本体21の前面21Aに一対のスライド22との間に開口部23を形成して水平方向に延在する平面状のテーブル24が設けられている。テーブル24には図5に示すように貫通孔24aが開口すると共に、上面にワークWを保持する環状のワーク取付治具25が設けられている。
Furthermore, a planar table 24 is provided on the
加工装置本体21の前面21Aに一対のスライド22に沿って摺動するスライダ30を介して切削加工方向Fとなる上下方向に移動自在にラム31が設けられている。ラム31は、加工装置本体21の前面21Aと対向して上下方向に延在する略矩形板状で開口部23内を上下方向に挿通するラム本体32と、ラム本体32の下端縁から水平方向に延在してテーブル24の下面に対向するプルヘッド支持部33を有するほぼL字状に形成されている。ラム31は、加工装置本体21の上部に設けられたシリンダ機構等の油圧式、或いは電動機とボールネジや、ラック・ピニオン等による機械式のラム駆動用アクチュエータ35によってスライド22に沿って上下移動される。
A
ラム31のラム本体32の前面32Aに上下方向に延在して平行配置された一対のスライド36が設けられ、この一対のスライド36に沿って摺動するスライダ37を介して切削加工方向Fとなる上下方向に移動自在に摺動台38が設けられている。摺動台38は、ラム本体32の上部に設けられたシリンダ機構等の油圧式、或いは電動機とボールネジや、ラック・ピニオン等による機械式の摺動台駆動用アクチュエータ39によってスライド36に沿って上下移動される。
A pair of
ラム31のプルヘッド支持部33にプルヘッド41が設けられている。プルヘッド41は、図5に示すように、プルヘッド支持部33に、挿通孔42aが貫通する筒状のプルヘッド本体42がナット43によって固定され、プルヘッド本体42の上端にブローチ1の前テーパ部4が高精度で嵌合可能な前押圧部であるテーパ孔44aが形成されたクランプ金具44が同芯上に取り付けられている。このテーパ孔44aは円錐形であることから高加工精度で容易に形成することができる。プルヘッド本体42の上部にその挿通孔42aと外周面42bを連通する爪案内孔42cが放射状に複数穿設され、各爪案内孔42cに爪部材45が移動可能に嵌装されている。
A
プルヘッド本体42の外周に、貫通孔46aを有する筒状のスリーブ46が上下移動自在に嵌合し、スリーブ46には貫通孔46aの内周に沿ってテーパ状の斜面を有する環状溝46bが形成されている。スリーブ46は、スリーブ46に形成された係止部46cとプルヘッド本体42に設けられたナット47との間に圧縮付与状態で配設された付勢手段となるスプリング48によって常時上方向に付勢され、かつプルヘッド本体42とスリーブ46との間にスプリング48の付勢に抗してスリーブ46を押し下げする図示しないクランプ駆動手段が設けられている。
A
このように構成されたプルヘッド41は、スリーブ46をスプリング48の付勢に抗してクランプ駆動手段によって下降させて環状溝46bとプルヘッド本体42の爪案内孔42cとが対向する位置において爪部材45の移動が可能になり、爪部材45に影響されることなくクランプ金具44のテーパ孔44aからブローチ1の前摘み部3をプルヘッド本体42の挿通孔42aに前テーパ部4がテーパ孔44aに当接するまで挿入可能で、かつテーパ孔44aから引き出すことができるアンクランプ状態となる。
The
また、ブローチ1の前摘み部3をプルヘッド本体42の挿通孔42a内に前テーパ部4がテーパ孔44aに当接するまで進入した状態で、クランプ駆動手段による拘束を解除することによってスリーブ46がスプリング48により上方に押し上げられる。スリーブ46の上昇に伴う環状溝46bの上昇によって各爪部材45がそれぞれ爪案内孔42c内に押し込められ、挿通孔42a内に突出するそれぞれの爪部材45の先端が前摘み部3に押圧して該部をクランプすると共に、各爪部材45に当接するスリーブ46の貫通孔46aの内周面によって爪部材45の移動が拘束されてクランプ状態が維持される。また、クランプ金具44のテーパ孔44aにブローチ1の前テーパ部4を圧接することによってブローチ1とプルヘッド41の高精度の同芯性が確保できる。
Further, the
プルヘッド本体42の挿通孔42a内には、切削加工終了後においてアンクランプ状態のブローチ1を下方から押し上げてクランプ金具44のテーパ孔44aに嵌合する前テーパ部4を離脱させるブローチ突き上げ軸49が嵌挿さている。
In the
摺動台38の前面38Aにリトリュービングヘッド51がラム31のプルヘッド支持部33に設けられたプルヘッド41と同芯上に設けられている。リトリュービングヘッド51は、図6に示すように、摺動台38に取付プレート52及びブラケット53を介して取り付けられたリトリュービングヘッド本体54を有している。ブラケット53は基端が取付プレート52に結合された円筒状であって、その先端に形成された貫通孔53aにブローチ押さえピン55が摺動自在に嵌合し、取付プレート52とブローチ押さえピン55との間に圧縮付与された付勢手段であるスプリング56によってブローチ押さえピン55の先端55aが貫通孔53aから突出する方向に付勢されている。
On the
リトリュービングヘッド本体54は、挿通孔54aが形成された円筒状で基端がブラケット53に結合され、先端にブローチ1の後テーパ部8が高精度で嵌合する後押圧部であるテーパ孔57aが形成されたクランプ金具57が同芯上に取り付けられている。このテーパ孔57aにブローチ1の後テーパ部8が圧接して嵌合することによってリトリュービングヘッド本体54とブローチ1との同芯性が確保できる。このテーパ孔57aは円錐形であることから高加工精度で容易に形成することができる。
The retraction head
リトリュービングヘッド本体54に平行に穿設された一対の吊り上げピン挿入孔54b及び、図示しないシリンダ機構等のピン駆動手段によって各吊り上げピン挿入孔54bに挿入可能な吊り上げピン58を有し、吊り上げピン58が退避した状態でクランプ金具57のテーパ孔57aからブローチ1の後摘み部9をリトリュービングヘッド本体54の挿通孔54aに後テーパ部8がテーパ孔57aに当接するまで挿入可能で、かつテーパ孔57aから引き出すことができる。また、ブローチ1の後摘み部9をリトリュービングヘッド本体54の挿通孔54a内に後テーパ部8がテーパ孔57aに当接するまで挿入した状態で、ピン駆動手段により各吊り上げピン挿入孔54b内に吊り上げピン58を進入させることによって、挿通孔54a内に突出する各吊り上げピン58が係止溝11を係止してブローチ1が吊り下げられる。
There is a pair of lifting
次に、このように構成されたブローチ加工装置20によるワークWの切削加工について、図10のフローチャートに従って説明する。
Next, cutting of the workpiece W by the broaching
先ず、ラム31がラム駆動用アクチュエータ35により上昇位置に保持され、摺動台38が摺動台駆動用アクチュエータ39によって上昇位置に保持された状態に保持する。このラム31及び摺動台38が上昇位置に保持された状態では、図7の作動説明図に示すように、ラム31のプルヘッド支持部33に設けられたプルヘッド41が、そのクランプ金具44がテーブル24の貫通孔24a内に位置する上昇位置において、クランプ駆動手段によってスリーブ46をスプリング48の付勢に抗して下降させたアンクランプ状態に保持されている。一方、リトリュービングヘッド51がプルヘッド41と同芯上で上昇位置に保持されている。
First, the
プルヘッド41及びリトリュービングヘッド51が共に上昇位置においてリトリュービングヘッド51にブローチ1を取り付ける(ステップS1)。
The
このブローチ1の取付作業は、リトリュービングヘッド本体54の各吊り上げピン挿入孔54bに挿入される吊り上げピン58が挿通孔54a内から退避させた状態において、クランプ金具57のテーパ孔57aからリトリュービングヘッド本体54の挿通孔54a内にブローチ1の後摘み部9を後テーパ部8がクランプ金具57のテーパ孔57aに当接するまで挿入する。この挿入によってブローチ1の後端1aがブローチ押さえピン55の先端55aに当接してスプリング56に抗してブローチ押さえピン55を押動し、スプリング56の反発力によってブローチ押さえピン55の先端55aがブローチ1の後端1aを押圧する。そして、ピン駆動手段により各吊り上げピン58をそれぞれの吊り上げピン挿入孔54b内に押し込み、リトリュービングヘッド本体54の挿通孔54a内に突出する各吊り上げピン58によってブローチ1の係止溝11を係止して吊り上げピン58によってブローチ1を吊り上げた状態に保持する。
The attaching operation of the
この状態でワークWをテーブル24上のワーク取付治具25にセットする(ステップS2)。
In this state, the workpiece W is set on the
次に、ラム31に設けられた摺動台駆動用アクチュエータ39により摺動台38をスライド36に沿って下降させ、ブローチ1を吊り下げ保持したリトリュービングヘッド51を下降させる(ステップS3)。リトリュービングヘッド51の下降に伴って、図8に示すように、下降するブローチ1のリトリュービングヘッド51に吊り下げ保持されたブローチ1が切削加工方向Fに下降して前摘み部3がワークWの孔Wa内に進入し、プルヘッド41のクランプ金具44のテーパ孔44aからプルヘッド本体42の挿通孔42a内に進入して前テーパ部4がクランプ金具44のテーパ孔44aに当接する。この前テーパ部4がテーパ孔44aに当接した状態で摺動台駆動用アクチュエータ39による摺動台38の下降を停止する(ステップS4)。
Next, the sliding table 38 is lowered along the
そして、クランプ駆動手段によるスリーブ46の拘束を解除する。クランプ駆動手段による拘束が解除されたスリーブ46はスプリング48によりプルヘッド本体42に対して上方に押し上げられ、スリーブ46に形成された環状溝46bの上昇に伴って各爪部材45がそれぞれ爪案内孔46c内に押し込められ、プルヘッド本体42の挿通孔42a内に突出する爪部材45の先端が前摘み部3に押圧して前摘み部3をクランプし、かつスリーブ46の貫通孔46aの内周面によって爪部材45の移動が拘束されてそのクランプ状態が維持される(ステップS5)。
Then, the restraint of the
この状態で、ピン駆動手段により各吊り上げピン58をリトリュービングヘッド本体54の挿通孔54a内から後退させてブローチ1の係止溝11から抜き出し、吊り上げピン58とブローチ1の係合を解除する(ステップS6)。
In this state, each lifting
しかる後、摺動台駆動用アクチュエータ39により摺動台38を再び下降させる。摺動台38の下降に伴うリトリュービングヘッド51の下降により、リトリュービングヘッド本体54に設けられたクランプ金具57のテーパ孔57aがブローチ1の後テーパ部8に当接して後テーパ部8を押圧し、押圧付与されたブローチ1の前テーパ部4がプルヘッド本体42に設けられたクランプ金具44のテーパ孔44aを押圧し、前テーパ部4とテーパ孔44aが圧接して嵌合する。同様にブローチ1の後テーパ部8とリトリュービングヘッド本体54に設けられたクランプ金具57のテーパ孔57aが圧接嵌合する。このブローチ1の前テーパ部4とプルヘッド本体42に設けられたクランプ金具44のテーパ孔44aが圧接嵌合し、ブローチ1の後テーパ部8とリトリュービングヘッド本体54に設けられたクランプ金具57のテーパ孔57aが予め設定された加圧力で嵌合すると、摺動台駆動用アクチュエータ39による摺動台38の下降を停止し、その停止状態を維持して前テーパ部4とテーパ孔44a、後テーパ部8とテーパ孔57aの圧接嵌合状態を保持する(ステップS7)。このリトリュービングヘッド51の下降による加圧力の設定は、リトリュービングヘッド51に配設したロードセル等の荷重センサによって、或いは摺動台駆動用アクチュエータ39による加圧力を検知することによって行うことができる。
Thereafter, the slide table 38 is lowered again by the slide
この前テーパ部4とテーパ孔44aが圧接嵌合してプルヘッド41とブローチ1の同芯性が高精度で確保されると共に、同様に後テーパ部8とリトリュービングヘッド本体54に設けられたクランプ金具57のテーパ孔57aが圧接嵌合してリトリュービングヘッド51とブローチ1の同芯性が高精度で確保される。
The
しかる後、ラム駆動用アクチュエータ35によりラム31をスライド22に沿って切削加工方向Fとなる下方に予め設定された指定速度、例えば経済切削速度で移動し、ラム31のプルヘッド支持部33に保持されたプルヘッド41と、摺動台38に設けられ摺動台駆動用アクチュエータ39によってラム31との相対移動が拘束されたリトリュービングヘッド51を一体的に下降させてプルヘッド41とリトリュービングヘッド51間に架設されたブローチ1を切削加工方向Fに下降させ、ブローチ1の切削刃部10の荒削り刃10a及び荒削り刃10aに続く仕上げ刃10bによりワークWの溝Wcを切削加工する(ステップS8)。
Thereafter, the
ラム31の下降に伴うプルヘッド41及びリトリュービングヘッド51の下降により仕上げ刃10bがワークWの孔Waから抜け出し、孔Waの内周に形成された溝Wcの切削加工が終了した後で、かつ、リトリュービングヘッド51がワークWと干渉する前に摺動台駆動用アクチュエータ39により摺動台38を上昇させてリトリュービングヘッド51がワークWと接触するのを防止すると共に、後テーパ部8及び後摘み部9がリトリュービングヘッド本体54の挿通孔54a、クランプ金具57のテーパ孔57aから抜け出し、テーパ孔57aによる後テーパ部8の押圧を解除する(ステップS9)。
After the
更なるラム31の下降に伴うプルヘッド41の下降によりブローチ1の後案内部7、後テーパ部8及び後摘み部9がワークWから抜け出し、図9に示すようにワークWの下方までブローチ1が引き抜かれ、ラム駆動用アクチュエータ35によるラム31の下降を停止しプルヘッド41によるブローチ1の下降動作を停止する(ステップS10)。
When the
このラム31の下降動作停止後、ワーク取付治具25上の切削加工が完了したワークWを搬出する(ステップS11)。
After the lowering operation of the
しかる後、ラム駆動用アクチュエータ35によりラム31を上昇させてプルヘッド41にクランプされたブローチ1を上昇させると共に、摺動台駆動用アクチュエータ39により摺動台38を下降させて、ブローチ1の後摘み部9をリトリュービングヘッド51のクランプ金具57のテーパ孔57aからリトリュービングヘッド本体54の貫通孔54aに挿入して吊り上げピン58で吊り下げ、かつプルヘッド41による前摘み部3をアンクランプすると共に、ブローチ突き上げ軸49によってブローチ1を突き上げてクランプ金具44のテーパ孔44aに嵌合する前テーパ部4を離脱させる。そして図4に示す位置にリトリュービングヘッド51を上昇させて加工サイクルを終了する(ステップS12)。
Thereafter, the
従って、本実施の形態によると、加工装置本体21の前面21Aに一対のスライド22を介在して切削加工方向Fである上下方向に移動自在に支持されてラム駆動用アクチュエータ35によって移動するラム31のプルヘッド支持部33にプルヘッド41を設け、ラム本体32にスライド36を介在して切削加工方向Fに移動可能に支持されて摺動台駆動用アクチュエータ39によって移動する摺動台38にリトリュービングヘッド51を設け、摺動台駆動用アクチュエータ39によりリトリュービングヘッド51を移動させてプルヘッド41のテーパ孔44aと前テーパ部4の圧接嵌合によってプルヘッド41とブローチ1の同芯性を確保し、かつリトリュービングヘッド51のテーパ孔57aと後テーパ部8の圧接嵌合によってリトリュービングヘッド51とブローチ1の同芯性を確保すると共にプルヘッド41によってブローチ1をクランプし、単一のラム駆動用アクチュエータ35によってラム31を切削加工方向Fに移動してワークWに切削加工を施すことから、切削加工中において切削刃部10の刃ピッチに起因して断続的な切削抵抗が生じても、リトリュービングヘッド51とプルヘッド41との相対間で切削加工方向の誤差が発生することなくプルヘッド41とブローチ1の同芯性及びリトリュービングヘッド51とブローチ1の同芯性が損なわれることなく、またブローチ1の振れが防止できて加工精度の向上が得られる。更に、リトリュービングヘッド51によりブローチ1に作用する加圧力の変動がなく、加圧変動によるブローチ1の追従性の悪化やブローチ1の曲がり発生が回避できブローチ1の異常磨耗が抑制できる。
Therefore, according to the present embodiment, the
更に、加工装置本体21の前面21Aに一対のスライド22を介してラム31を摺動自在に設け、ラム31にスライド36を介在して摺動台38を摺動自在に支持することから、図11に示す従来のブローチ加工装置100に比べ構成の簡素化が得られ、かつアクチュエータの削減及び高精度が要求されるスライダの削減が得られ、製造コストの低減が期待できる。
Furthermore, a
1 ブローチ
2 ブローチ本体
3 前摘み部
4 前テーパ部(前圧接部)
5 前案内部
6 ブローチガイド部
7 後案内部
8 後テーパ部(後圧接部)
9 後摘み部
10 切削刃部
11 係止溝
20 ブローチ加工装置
21 加工装置本体
22 スライド
24 テーブル
24a 貫通孔
25 ワーク取付治具
30 スライダ
31 ラム
32 ラム本体
33 プルヘッド支持部
35 ラム駆動用アクチュエータ
36 スライド
38 摺動台
39 摺動台駆動用アクチュエータ
41 プルヘッド
42 プルヘッド本体
42a 挿通孔
44 クランプ金具
44a テーパ孔(前押圧部)
46 スリーブ
51 リトリュービングヘッド
54 リトリュービングヘッド本体
54a 挿通孔
54b 吊り上げピン挿入孔
55 ブローチ押さえピン
56 スプリング(付勢手段)
57 クランプ金具
57a テーパ孔(後押圧部)
58 吊り上げピン
W ワーク
Wa 孔
Wb 内径部
Wc 溝
1
5
9
46
57 Clamp fitting 57a Taper hole (rear pressing part)
58 Lifting pin W Work Wa Hole Wb Inner diameter Wc Groove
Claims (3)
上記ブローチに、切削加工方向端部に設けられた前摘み部に連続して前圧接部、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、後圧接部、後摘み部が設けられ、
加工装置本体と、
該加工装置本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持されたラムと、
該ラムに設けられて上記ブローチの前摘み部をクランプすると共に前圧接部に圧接嵌合する前押圧部を備えたプルヘッドと、
上記ラムに設けられて上記ブローチの後摘み部を係止すると共に上記後圧接部に圧接嵌合する後押圧部を備えたリトリュービングヘッドとを有し、
上記リトリュービングヘッドの後押圧部をブローチの後圧接部に圧接嵌合してリトリュービングヘッドとブローチの同芯性を確保すると共に上記プルヘッドの前押圧部に上記ブローチの前圧接部を圧接嵌合してプルヘッドとブローチの同芯性を確保し、該圧接嵌合を維持した状態でラムを切削加工方向に移動させてブローチによりワークの孔を切削加工することを特徴とするブローチ加工装置。 In the broaching device for making the broach enter the hole drilled in the workpiece and drawing the broach in the cutting direction to cut the hole in the workpiece,
The broach has a front pressure contact portion continuous with a front pick portion provided at an end portion in a cutting direction, a cylindrical broach guide portion in which a plurality of cutting blade portions are arranged on the outer periphery, a rear pressure contact portion, and a rear pick portion. Provided,
A processing apparatus body;
A ram supported by the processing apparatus main body so as to be movable along the cutting direction;
A pull head provided with a front pressing portion that is provided on the ram and clamps the front picking portion of the broach and press-fits to the front pressing portion;
A retraction head provided with a rear pressing portion that is provided on the ram and locks the rear knob of the broach and press-fits to the rear pressure contact portion;
The rear pressing portion of the retraction head is press-fitted to the rear pressure contact portion of the broach to ensure concentricity between the retraction head and the broach, and the front pressure contact portion of the broach is pressed against the front pressure portion of the pull head. A broaching device characterized in that the concentricity of the pull head and broach is secured by fitting, and the ram is moved in the cutting direction while maintaining the press-fitting and the work hole is cut by the broach. .
上記ブローチに、切削加工方向端部に設けられた前摘み部に連続して前圧接部、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、後圧接部、後摘み部が設けられ、
加工装置本体と、
該加工装置本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持されたラム本体及び該ラム本体と一体に形成されたプルヘッド支持部を備えたラムと、
上記ラム本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持された摺動台と、
プルヘッド支持部に設けられて上記ブローチの前摘み部をクランプすると共に上記前圧接部に圧接嵌合する前押圧部を備えたプルヘッドと、
上記摺動台に設けられて上記ブローチの後摘み部を係止すると共に上記後圧接部に圧接嵌合する後押圧部を備えたリトリュービングヘッドと、
上記加工装置本体に設けられて上記ラムを上記切削加工方向に沿って往復移動するラム駆動用アクチュエータと、
上記ラムに設けられて上記摺動台を上記切削加工方向に沿って往復移動する摺動台用アクチュエータとを有し、
上記摺動台用アクチュエータにより摺動台を切削加工方向に移動させて上記リトリュービングヘッドの後押圧部をブローチの後圧接部に圧接嵌合してリトリュービングヘッドとブローチの同芯性を確保すると共に上記プルヘッドの前押圧部に上記ブローチの前圧接部を圧接嵌合してプルヘッドとブローチの同芯性を確保し、該圧接嵌合を維持した状態でラム駆動用アクチュエータによりラムを切削加工方向に移動させてブローチによりワークの孔を切削加工することを特徴とするブローチ加工装置。 In the broaching device for making the broach enter the hole drilled in the workpiece and drawing the broach in the cutting direction to cut the hole in the workpiece,
The broach has a front pressure contact portion continuous with a front pick portion provided at an end portion in a cutting direction, a cylindrical broach guide portion in which a plurality of cutting blade portions are arranged on the outer periphery, a rear pressure contact portion, and a rear pick portion. Provided,
A processing apparatus body;
A ram body supported by the processing apparatus body so as to be movable along the cutting direction, and a ram having a pull head support portion formed integrally with the ram body;
A sliding base supported by the ram body so as to be movable along the cutting direction;
A pull head provided with a front pressing portion that is provided on the pull head support portion and clamps the front knob portion of the broach and press-fits to the front pressure contact portion;
A revolving head provided with a rear pressing portion that is provided on the sliding table and engages the rear pressure contact portion and presses and fits the rear knob of the broach;
A ram driving actuator provided in the processing apparatus main body for reciprocating the ram along the cutting direction;
An actuator for a slide base provided in the ram and reciprocatingly moving the slide base along the cutting direction;
The slide base is moved in the cutting direction by the slide base actuator, and the rear pressing portion of the retraction head is press-fitted to the rear pressure contact portion of the broach so that the concentricity of the retraction head and the broach is achieved. As well as securing the concentricity of the pull head and broach to the front pressing part of the pull head to ensure the concentricity of the pull head and the broach, the ram is cut by the ram drive actuator while maintaining the press contact fitting. A broaching device that moves in a processing direction and cuts a hole in a workpiece with a broach.
上記後圧接部は、上記ブローチガイドと同芯上にブローチガイド部側から後摘み部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状の後テーパ部であり、
上記前押圧部は、上記プルヘッドに形成されて上記前テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔であり、
後押圧部は、上記リトリュービングヘッドに形成されて上記後テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔であることを特徴とする請求項1または2に記載のブローチ加工装置。 The front pressure contact part is a conical front taper part that gradually increases in diameter as it moves from the front knob part side to the broach guide part side on the same core as the broach guide,
The rear pressure contact portion is a conical rear taper portion that gradually decreases in diameter as it moves from the broach guide portion side to the rear knob portion side on the same core as the broach guide,
The front pressing portion is a tapered hole formed in the pull head and press-fitted to the front taper portion,
The broaching apparatus according to claim 1 or 2, wherein the rear pressing portion is a tapered hole formed in the re-trapping head and press-fitted to the rear taper portion.
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