JP2007050470A

JP2007050470A - 高精度ヘリカルブローチ

Info

Publication number: JP2007050470A
Application number: JP2005236785A
Authority: JP
Inventors: Akira Izawa; 晃井沢
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2007-03-01

Abstract

【課題】ブローチ加工中に各列の切削荷重が階段式に増加することがなく、同時切削する各列の各切削荷重が変化せず、ワーク加工歯形精度が高いヘリカルブローチを提供。
【解決手段】フランク面加工領域10のブローチ切刃を、切削方向に仕上げ刃11方向に向けて、１刃当たり歯厚方向切刃幅Ｔを漸減させ同時に外径上がり外径切刃量ＵＴを漸増させ、１刃当たり各切削断面積をほぼ一定にし、同時切削する各列の各切削断面積総和がほぼ一定に、即ちブローチ加工中フランク面加工領域10の切削荷重がほぼ一定になるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴を加工するヘリカルブローチに関し、特に切刃の改良に関する。

従来の内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴を加工するヘリカルブローチとしては、例えば特許文献１に開示するものが知られている。かかる一般的に用いているヘリカルブローチとしは、ワーク狙い歯厚方向切刃幅で外径方向にのみ切削し加工を完了する。ワークの加工歯形はかかるブローチの最初の１刃から仕上げ刃までの１刃１刃の積層により形成されるが、ヘリカルブローチは強制案内はされていないので、ブローチ加工中に各列の切削荷重が変動した場合、ワークが動き、加工されたワークの歯形に段差又は圧力角誤差を発生させていた。特許文献２では、ヘリカルブローチにおいて、中間径よりやや小さい径より仕上がり径までの後部切削部を周方向仕上げ寸法（歯厚）及び仕上げ刃径になるようにかつ各刃の切削面積がほぼ一定になるように外径上がり切削するものが開示されている。
特開平１０−１１８８３７号公報特開平１０−３１５０４４号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載するヘリカルブローチにおいては、切刃幅に準じて切削刃全体を２〜５段階のグループとしてグループ毎に１刃当たり切削量を階段式に増加させ、ブローチ加工中に各列の切削荷重が階段式に増加する。切削荷重の変化点では、ワークに発生する回転力も急激に変化する。ヘリカルブローチは強制案内はされていないので、その結果として切削荷重の変化点と対応したワークの径位置には歯形に段差又は圧力角誤差を発生させるという課題があった。

本発明の課題は、内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴を加工するヘリカルブローチにおいて、ブローチ加工中に各列の切削荷重が階段式に増加することがなく、同時切削する各列の各切削荷重が変化せず、ワークが加工中に動くことがなく、ワーク加工歯形精度が高いヘリカルブローチを提供することにある。

このため本発明は、内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴を加工するヘリカルブローチにおいて、内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴のフランク面を加工する領域のブローチ切刃を、切削方向に向けて、１刃当たり歯厚方向切刃幅を漸減させ同時に外径上がり外径切刃量を漸増させ、１刃当たり各切削断面積をほぼ一定にし、同時切削する各列の各切削断面積総和がほぼ一定になるようにしたことを特徴とする高精度ヘリカルブローチを提供することにより上記課題を解決した。

本発明では、内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴のフランク面を加工する領域のブローチ切刃を、切削方向に向けて、１刃当たり歯厚方向切刃幅を漸減させ同時に外径上がり外径切刃量を漸増させ、１刃当たり各切削断面積をほぼ一定にし、同時切削する各列の各切削断面積総和がほぼ一定になるようにしたので、ブローチ加工中に各列の切削荷重が階段式に増加することがなく、同時切削する各列の各切削荷重が変化せず、ブローチ加工中にワークにかかる回転力が常に一定になり、ワークが加工中に動くことがなく、ワークのずれ及び回転による歯形の段差が発生せず、良好な歯形のワーク加工が可能となった。前記各列の各切削断面積総和の変動幅は20％以内が好ましい。

本発明を図１〜図４を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態を示す高精度ヘリカルブローチの概略側面図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿った拡大した拡大断面図、（ｄ）は（ａ）のブローチ切削刃の概略構成を示し、Ｔは歯厚方向切刃幅、ＵＴは外径上がり外径切刃量を示す。図２（ａ）は図１の本発明品ヘリカルブローチの第１実施例で測定したフランク面加工領域のブローチ切刃の切削荷重と回転力を示すグラフ、（ｂ）はブローチ加工中に各列の切削荷重がグループ毎に階段式に増加する従来品のヘリカルブローチでブローチ加工中に測定したフランク面加工領域のブローチ切刃の切削荷重と回転力を示すグラフ。図３は図２（ｂ）の従来品のヘリカルブローチの切削中のワーク回転量を示すグラフ。図４（ａ）は図２（ａ）の本発明品が加工したワーク１歯のワーク歯形の段差の測定結果測定結果を示し、（ｂ）は図２（ｂ）の従来品が加工したワーク１歯のワーク歯形の段差の測定結果を示し、Ａ、Ｂは図２（ｂ）の(A)、(B) に対応したワーク歯形の段差を示し、それぞれ縦軸はワーク歯形の段差量を示す。

本発明の実施形態の高精度ヘリカルブローチは、図１に示すように、内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴を加工するヘリカルブローチにおいて、内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴のフランク面加工領域10のブローチ切刃を、切削方向に仕上げ刃11方向に向けて、１刃当たり歯厚方向切刃幅Ｔを漸減させ同時に外径上がり外径切刃量ＵＴを漸増させ、１刃当たり各切削断面積をほぼ一定にし、同時切削する各列の各切削断面積総和がほぼ一定に、即ちブローチ加工中フランク面加工領域10の切削荷重がほぼ一定になるようにした。フランク面加工領域10前の２刃はワークの小径部を加工し、仕上げ刃11はほぼ狙い歯形にされている。即ち、本発明のブローチは、No.1歯 1では、歯厚方向切刃幅Ｔ（13と15の幅）は広く、切刃外径14で示す外径切刃量ＵＴは小さく、No.43 切刃に向け歯厚方向切刃幅Ｔを漸減させ同時に外径上がり外径切刃量ＵＴを漸増させ、No.43 切刃では歯厚方向切刃幅Ｔ（43と45の幅）、切刃外径44はいずれもほぼ狙い歯形にされている。各列の各切削断面積総和の変動幅は20％以内が好ましい。

本発明の実施例１は、図１（ｄ）に示すように、フランク面加工領域10のブローチ切刃を、No.1刃１では、歯厚方向切刃幅Ｔを 2mm、外径上がり外径切刃量ＵＴを40μｍとし、切削方向に仕上げ刃11方向に向けて、１刃当たり歯厚方向切刃幅Ｔを漸減させ同時に外径上がり外径切刃量ＵＴを漸増させ、No.43 刃43では、歯厚方向切刃幅Ｔを 0.8mm、外径上がり外径切刃量ＵＴを 100μｍとし、１刃当たり各切削断面積をほぼ一定にし、同時切削する各列の各切削断面積総和がほぼ一定に、即ちブローチ加工中フランク面加工領域10の切削荷重がほぼ一定になるようにしたヘリカルブローチでブローチ加工を行った。比較品として、同じ狙い歯形を加工するブローチ加工中に各列の切削荷重がグループ毎に階段式に増加する従来品のヘリカルブローチでブローチ加工を行った。

結果は、図２（ａ）に示すように、本発明品ヘリカルブローチでは、１刃当たり各切削断面積をほぼ一定にし、同時切削する各列の各切削断面積総和がほぼ一定にしたので、フランク面加工領域のブローチ切刃の切削荷重はほぼ同じ値を示し、各列の各切削断面積総和の変動幅は20％以内となり、回転力も同様にほぼ同じ値を示した。これに対し、図２（ｂ）に示すように、従来品のヘリカルブローチでは、ブローチ加工中に各列の切削荷重がグループ毎に階段式に増加する毎に、切削荷重の変化点(A) おいて急激に上昇する。これに対応して、回転力が(B) 点で増大している。図３の従来品のヘリカルブローチの切削中のワーク回転量で見られるように、図２（ｂ）で回転力が (B)点で増大することに対応した (C)点でワークが回転している。図４（ａ）に示すように、本発明品が加工したワーク１歯のワーク歯形では歯底から歯先までの段差量は極めて小さい、ワーク歯形段差のない高精度のワークが加工可能になった。これに対し、図４（ｂ）に示すように、従来品が加工したワーク１歯の歯底から歯先までのフランク面の段差量は大きくかつ漸増し、図２（ｂ）の(A)、(B) に対応したと思われるＡ、Ｂの段差が見られる。

かかる構成により、本発明の実施形態では、内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴のフランク面を加工する領域のブローチ切刃を、切削方向に向けて、１刃当たり歯厚方向切刃幅を漸減させ同時に外径上がり外径切刃量を漸増させ、１刃当たり各切削断面積をほぼ一定にし、同時切削する各列の各切削断面積総和がほぼ一定になるようにしたので、ブローチ加工中に各列の切削荷重が階段式に増加することがなく、同時切削する各列の各切削荷重が変化せず、ブローチ加工中にワークにかかる回転力が常に一定になり、ワークが加工中に動くことがなく、ワークのずれ及び回転による歯形の段差が発生せず、良好な歯形のワーク加工が可能となった。各列の各切削断面積総和の変動幅は20％以内が好ましい。

（ａ）は本発明の実施形態を示す高精度ヘリカルブローチの概略側面図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿った拡大した拡大断面図、（ｄ）は（ａ）のブローチ切削刃の概略構成を示し、Ｔは歯厚方向切刃幅、ＵＴは外径上がり外径切刃量を示す。（ａ）は図１の本発明品ヘリカルブローチの第１実施例で測定したフランク面加工領域のブローチ切刃の切削荷重と回転力を示すグラフ、（ｂ）はブローチ加工中に各列の切削荷重がグループ毎に階段式に増加する従来品のヘリカルブローチでブローチ加工中に測定したフランク面加工領域のブローチ切刃の切削荷重と回転力を示すグラフ。図２（ｂ）の従来品のヘリカルブローチの切削中のワーク回転量を示すグラフ。（ａ）は図２（ａ）の本発明品が加工したワーク１歯のワーク歯形の段差の測定結果測定結果を示し、（ｂ）は図２（ｂ）の従来品が加工したワーク１歯のワーク歯形の段差の測定結果を示し、Ａ、Ｂは図２（ｂ）の(A)、(B) に対応したワーク歯形の段差を示し、それぞれ縦軸はワーク歯形の段差量を示す。

符号の説明

1、42：ブローチ切刃 10：フランク面加工領域
Ｔ：歯厚方向切刃幅ＵＴ：外径上がり外径切刃量

Claims

内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴を加工するヘリカルブローチにおいて、内はすば歯車又はインボリュートスプライン穴のフランク面を加工する領域のブローチ切刃を、切削方向に向けて、１刃当たり歯厚方向切刃幅を漸減させ同時に外径上がり外径切刃量を漸増させ、１刃当たり各切削断面積をほぼ一定にし、同時切削する各列の各切削断面積総和がほぼ一定になるようにしたことを特徴とする高精度ヘリカルブローチ。
前記各列の各切削断面積総和の変動幅を20％以内としたことを特徴とする請求項１記載の高精度ヘリカルブローチ。