JP2014193512A

JP2014193512A - ブローチ

Info

Publication number: JP2014193512A
Application number: JP2013071101A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanaka; 洋田中
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2014-10-09

Abstract

【課題】ブローチ加工中に、ブローチの軸が振れても、段差のない滑らかな面取り面を形成することのできるブローチを提供すること。
【解決手段】被削材の孔の内周に形成された溝の角部を、軸状のブローチ本体の軸線方向に沿って複数段に配置された複数の面取刃によって面取りするブローチであって、複数の面取刃は、最終的に形成する面取り面５２に沿って角部を横断する形状の切削面ｃ１，ｃ２，ｃ３，……が加工の進行に伴って面取り面５２に向かって平行移動するように、漸次、角部を切削する。
【選択図】図５

Description

本発明は、被削材の孔の内周に形成された溝の角部を面取りする面取刃を備えるブローチに関する。

このようなブローチの一例として、例えば、以下の特許文献１に開示されているものが知られている。

このブローチは、被削材の孔の内周に溝を形成する複数の主切削刃と、該主切削刃によって形成した溝の側面と前記孔の内周面とが交差する溝の角部を切削する複数の面取刃と、を備えている。図８（ａ）は、このようなブローチの主切削刃により形成する溝１００を示し、図８（ｂ）は面取刃によって面取りする溝１００の角部１１０を示している。

図８に示した溝１００は、内歯歯車の歯溝である。
従来のブローチでは、角部１１０に所定の傾斜角度で面取りするＣ面取りを施す場合、図９（ａ）に示すように、歯丈方向（図９（ａ）の矢印Ｘ１方向）に所定の幅ｗ１ずつ、切削を繰り返すことで、所望の面取り面１２０を形成する。
従って、従来のブローチの場合、ブローチ本体の軸線に沿って複数段に配列される複数の面取刃は、ブローチ本体の後段側に配列される面取刃ほど、歯丈方向への突出長が大きく設定される。

以上に説明した従来のブローチにより最終的に形成する面取り面１２０は、図９（ａ）に示すように、各面取刃が形成する傾斜面１２０ａ、１２０ｂ，１２０ｃ……の連続により形成されることになる。

実開昭６１−４２２１６号公報

ところが、図９（ａ）に示したように、複数の面取刃が歯丈方向に所定の幅ｗ１ずつ、切削を繰り返すように構成された従来のブローチでは、ブローチ加工中にブローチの軸が振れた場合には、図９（ｂ）に示すように、段差１３０ａ，１３０ｂ……が形成されてしまい、滑らかな面取り面が形成できないという問題が生じる。

そこで、本発明は、ブローチ加工中に、ブローチの軸が振れても、段差のない滑らかな面取り面を形成することのできるブローチを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、請求項１の発明は、被削材の孔の内周に形成された溝の角部を、軸状のブローチ本体の軸線方向に沿って配置された面取刃によって面取りするブローチであって、前記面取刃は、最終的に形成する面取り面の形状と同一形状の刃部を備えることを特徴とする。
当該ブローチでは、最終的に形成する面取り面の形状と同一形状の刃部を備える面取刃によってワークの面取り加工を行うので、段差のない滑らかな面取り面を形成することができる。

請求項２の発明は、請求項１のブローチにおいて、前記面取刃を複数備え、それら面取刃が、最終的に形成する面取り面に沿って前記角部を横断する形状の切削面が加工の進行に伴って前記最終的に形成する面取り面に向かって平行移動するように、漸次、前記角部を切削することを特徴とする。

これにより、最終的に形成する面取り面は、背景技術で説明したような複数の面取刃が形成した切削面の連続によって形成されるものではなく、最終段の面取刃が形成するひと続きの切削面である。
従って、ブローチ加工中に、ブローチの軸が振れたとしても、段差のない滑らかな面取り面を形成することができる。

請求項３の発明は、請求項２のブローチにおいて、前記角部に最終的に形成する面取り面の形状は、前記角部を所定の傾斜角度で直線的に横断するＣ面取り形状であり、前記複数の面取刃は、前記Ｃ面取り形状に沿って前記角部を横断する形状の切削面が、加工の進行に伴って、前記最終的な面取り面に直交する方向に平行移動するように、漸次、前記角部を切削することを特徴とする。
これにより、各面取刃は、最終的に形成するＣ面取り形状の面取り面に平行な切削面が、漸次、前記最終的に形成する面取り面に近づくように、前記角部に対するＣ面取りを繰り返す。そのため、途中に段差の無い良好なＣ面取りを実現することができる。

また、請求項４の発明は、請求項２のブローチにおいて、前記角部に最終的に形成する面取り面の形状は、前記角部を形成する前記溝の側面と前記側面に交差する前記被削材の孔の内周面とに接触する円弧と、該円弧と前記側面との交点から前記円弧に対する接線方向に延びる直線部と、を備えるＲ面取り形状であり、前記複数の面取刃は、前記Ｒ面取り形状に沿って前記角部を横断する形状の切削面が、加工の進行に伴って、前記最終的な面取り面の円弧の中心に向かって平行移動するように、漸次、前記角部を切削することを特徴とする。
これにより、各面取刃は、最終的に形成する面取り面に平行な切削面が、漸次、前記最終的な面取り面に近づくように、最終的に形成する面取り面における円弧の中心に向かって、前記角部に対するＲ面取りを繰り返す。そのため、途中に段差の無い良好なＲ面取りを実現することができる。

請求項１の発明によれば、最終的に形成する面取り面の形状と同一形状の刃部を備える面取刃によってワークの面取り加工を行うので、段差のない滑らかな面取り面を形成することができる。
請求項２の発明によれば、最終的に形成する面取り面は、複数の面取刃が形成した切削面の連続により形成されるものではなく、最終段の面取刃が形成するひと続きの切削面である。従って、ブローチ加工中に、ブローチの軸が振れても、段差のない滑らかな面取り面を形成することができる。
請求項３の発明によれば、各面取刃は、最終的に形成するＣ面取り形状に平行な切削面が、漸次、前記Ｃ面取り形状に近づくように、前記角部に対するＣ面取りを繰り返す。そのため、途中に段差の無い良好なＣ面取りを実現することができる。
請求項４の発明によれば、各面取刃は、最終的に形成するＲ面取り形状に平行な切削面が、漸次、前記最終的なＲ面取り形状に近づくように、最終的に形成するＲ面取り形状における円弧の中心に向かって、前記角部に対するＲ面取りを繰り返す。そのため、途中に段差の無い良好なＲ面取りを実現することができる。

本発明に係る第１実施形態における組ブローチの概略構成を示す模式図で、（ａ）は粗加工用のブローチの側面図、（ｂ）は仕上げ加工用のブローチの側面図である。（ａ）は本発明の第１実施形態のブローチで仕上げる形状の説明図、（ｂ）は（ａ）に示した仕上げ形状を得るための切削手順を示す説明図である。本発明に係る第１実施形態のブローチで実施する切削工程の説明図で、（ａ）は粗加工用のブローチにより切削する形状の説明図、（ｂ）は仕上げ加工用のブローチの面取刃及び中仕上げ用の切削刃により切削する形状の説明図、（ｃ）は仕上げ加工用のブローチの仕上げ用の切削刃により切削する形状の説明図である。本発明の第１施形態のブローチの面取刃が面取りする形状の説明図である。本発明の第１施形態のブローチの面取刃による面取り手順の説明図である。本発明の第２実施形態のブローチの面取刃が面取りする形状の説明図である。本発明の第２実施形態のブローチの面取刃による面取り手順の説明図である。（ａ）は従来のブローチにより角部の面取りを行う溝の形状の説明図、（ｂ）は、従来のブローチにより面取りする溝の角部の説明図である。（ａ）は従来のブローチによる面取りの手順の説明図、（ｂ）は従来のブローチによる面取り加工で発生する問題点の説明図である。

以下、本発明に係るブローチの各種実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

「第１実施形態」
まず、本発明に係るブローチの第一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明に係る第１実施形態における組ブローチの概略構成を示す模式図で、（ａ）は粗加工用のブローチの側面図、（ｂ）は仕上げ加工用のブローチの側面図である。図２（ａ）、は本発明の第１実施形態のブローチで仕上げる形状の説明図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した仕上げ形状を得るための切削手順を示す説明図である。図３は、本発明に係る第１実施形態のブローチで実施する切削工程の説明図で、図３（ａ）は、粗加工用のブローチにより切削する形状の説明図である。図３（ｂ）は、仕上げ加工用のブローチの面取刃及び中仕上げ用の切削刃により切削する形状の説明図である。図３（ｃ）は、仕上げ加工用のブローチの仕上げ用の切削刃により切削する形状の説明図である。図４は、本発明の第１施形態のブローチの面取刃が面取りする形状の説明図である。図５は、本発明の第１施形態のブローチの面取刃による面取り手順の説明図である。

本実施形態のブローチは、組ブローチで、図１（ａ）に示す粗加工用の第１ブローチ１０と、図１（ｂ）に示す仕上げ加工用の第２ブローチ２０と、で内歯歯車を削り出す。

図２（ａ）は、第２ブローチ２０によって被削材４０の孔４１の内周に仕上げた歯溝３０の形状を示している。この歯溝３０は、後述の仕上げ加工用のスプライン刃で切削された溝３１と、この溝３１の角部を後述の面取刃によって面取りした面取り面３２と、を備えている。

図２（ａ）の歯溝３０は、図２（ｂ）に示すように、最初に溝の粗形状Ｋ１を切削加工し、次いで、溝の基端側の形状Ｋ２を切削加工し、最後に溝の先端側の形状Ｋ３を切削加工することで、形成される。
即ち、まず、図３（ａ）に示すように被削材４０の孔４１の内周に溝の粗形状Ｋ１を切削加工し、次いで図３（ｂ）に示すように溝の基端側の形状Ｋ２を切削加工し、最後に、図３（ｃ）に示すように溝の先端側の形状Ｋ３を切削加工する。

図１（ａ）に示した粗加工用の第１ブローチ１０は、図３（ａ）に示した溝の粗形状Ｋ１を形成する。この第１ブローチ１０は、軸状をなすブローチ本体１１と、このブローチ本体１１の外周に該ブローチ本体１１の軸線Ｏ１方向に間隔をあけて配列された複数のスプライン刃１２と、を備えている。第１ブローチ１０上の複数のスプライン刃１２は、被削材４０の孔４１に対して、当該第１ブローチ１０を図１（ａ）に矢印Ｙ１で示す工具送り方向に移動させることで、図３（ａ）に示した溝の粗形状Ｋ１を削り出す。

図１（ｂ）に示した仕上げ加工用の第２ブローチ２０は、図３（ｂ）に示した溝の基端側の形状Ｋ２と、図３（ｃ）に示した溝の先端側の形状Ｋ３と、を形成する。この第２ブローチ２０は、軸状をなすブローチ本体２１と、このブローチ本体２１の先方寄りの外周に形成された面取刃群２２と、ブローチ本体２１の中間部の外周に形成された第１の切削刃群２３と、ブローチ本体２１の後方寄りの外周に形成された第２の切削刃群２４と、を備えている。

ブローチ本体２１上の面取刃群２２は、ブローチ本体２１の軸線Ｏ２方向に間隔をあけて配列された複数の面取刃２２１により構成されている。この面取刃群２２は、被削材４０の孔４１に対して、当該第１ブローチ２０を図１（ｂ）に矢印Ｙ２で示す工具送り方向に移動させることで、図２（ａ）に示した面取り面３２を形成する。この面取刃群２２を構成する複数の面取刃２２１、及びそれらの面取刃２２１による面取りについては、後述する。

ブローチ本体２１上の第１の切削刃群２３は、ブローチ本体２１の軸線Ｏ２方向に間隔をあけて配列された複数のスプライン刃２３１により構成されている。この第１の切削刃群２３は、被削材４０の孔４１に対して、当該第１ブローチ２０を図１（ｂ）に矢印Ｙ２で示す工具送り方向に移動させることで、図２（ａ）に示した溝３１の基端側の範囲を形成する。

ブローチ本体２１上の第２の切削刃群２４は、ブローチ本体２１の軸線Ｏ２方向に間隔をあけて配列された複数のスプライン刃２４１により構成されている。この第２の切削刃群２４は、被削材４０の孔４１に対して、当該第１ブローチ２０を図１（ｂ）に矢印Ｙ２で示す工具送り方向に移動させることで、図２（ａ）に示した溝３１の先端側の範囲を形成する。

次に、面取刃群２２に配置される複数の面取刃２２１、及びこれらの面取刃２２１による面取りについて、詳述する。

本実施形態において、面取刃群２２は、図４に示すように、粗加工用の第１ブローチ１０が形成した溝の角部５に対して、斜線で示した略三角形状の部分５１を切削して、最終的に、所定の角度で傾斜した面取り面５２を形成する。
即ち、本実施形態の面取刃群２２は、溝の角部５を所定の傾斜角度で切り落とすＣ面取りを行う。

面取刃群２２を構成する複数の面取刃２２１は、図５に示すように面取り面５２に沿って角部５を横断する複数の切削面ｃ１，ｃ２，ｃ３，……を形成する。これらの複数の切削面ｃ１，ｃ２，ｃ３，……は、最終的に形成する面取り面５２に平行な直線形状である。

言い換えると、本実施の形態の面取刃群２２は、被削材４０の孔４１に対して、図１（ｂ）に矢印Ｙ２で示す工具送り方向に移動させることで、図５の複数の切削面ｃ１，ｃ２，ｃ３，……で示すように、最終的な面取り面５２と直交する向き（図５において、矢印Ｚ１、Ｚ２で示す向き）に、Ｃ面取りを進める。そして、最終的な面取り面５２は、面取刃群２２における最終段の面取刃２２１によって形成する。つまり、最終段の面取刃２２１は、最終的に形成する面取り面５２の形状と同一形状の刃部を備える。

以上に説明した第２ブローチ２０よる面取り加工では、角部５に最終的に形成する面取り面５２は、複数の面取刃２２１が形成した切削面の連続により形成されるものではなく、最終段の面取刃２２１が形成するひと続きの切削面である。
従って、ブローチ加工中に、ブローチ２０の軸が振れても、段差のない滑らかな面取り面５２を形成することができる。

また、本実施形態の第２ブローチ２０の場合、角部５に最終的に形成する面取り面５２の形状は、角部５を所定の傾斜角度で直線的に横断するＣ面取り形状である。そして、第２ブローチ２０の面取刃群２２に装備された複数の面取刃２２１は、面取り面５２の形状に沿って角部５を横断する形状の切削面が、加工の進行に伴って、最終的な面取り面５２に直交する方向に平行移動するように、漸次、角部５を所定の傾斜角度で切削する。
即ち、本実施形態では、各面取刃２２１は、最終的に形成するＣ面取り形状の面取り面５２に平行な切削面が、漸次、面取り面５２に近づくように、角部５に対するＣ面取りを繰り返す。そのため、途中に段差の無い良好なＣ面取りを実現することができる。

「第２実施形態」
図示はしていないが、本実施形態のブローチにおける面取刃群は、図６に示すように、粗加工用の第１ブローチが形成した溝の角部５に対して、斜線で示した部分５５を切削して、最終的に、所定の円弧形状を有した面取り面５６を形成する。
即ち、本実施形態の面取刃群は、溝の角部５を所定の円弧状に切り落とすＲ面取りを行う。

本実施形態の場合、角部５に最終的に形成する面取り面５６の形状は、図６に示すように、半径ｒの円弧５６１と、この円弧５６１の端部から円弧５６１の接線方向に延びる直線部５６２と、を備えるＲ面取り形状である。
半径ｒの円弧５６１は、角部５を形成する溝３１（図２（ａ）参照）の側面３１１と、この側面３１１に交差する被削材４０の孔４１の内周面４１１と、に接触する円弧である。
直線部５６２は、前述の円弧５６１と側面３１１との交点ｍ１から円弧５６１に対する接線方向に延びる直線である。

そして、このような面取り面５６を形成する複数の面取刃は、図７に示すように、最終的な面取り面５６に沿って角部５を横断するＲ面取り形状の複数の切削面ｄ１，ｄ２を形成する。
言い換えると、本実施形態における複数の面取刃は、最終的に形成する面取り面５６に沿って角部５を横断するＲ面取り形状の切削面ｄ１，ｄ２が、加工の進行に伴って、最終的な面取り面５６に向かって平行移動するように、漸次、角部５を切削する。

本実施形態のブローチでは、各面取刃は、最終的に形成する面取り面５２に平行な切削面ｄ１，ｄ２が、漸次、最終的な面取り面に近づくように、最終的に形成する面取り面５２における円弧の中心ｏ１，ｏ２（図７参照）に向かって切削面が平行移動するように、角部５に対するＲ面取りを繰り返す。そのため、途中に段差の無い良好なＲ面取りを実現することができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、前記各実施形態では、組ブローチを例に挙げて説明したが、これに限られることなく、一本のブローチ本体で荒加工から仕上げ加工までを行う通常のブローチでも、本発明は適用可能である。
また、前記実施形態では、面取り加工を複数の面取刃によって複数回に分けて行なっているが、これに限られることなく、１個の面取刃によって、１回で面取り加工をおこなってもよい。
また、本発明により形成される被加工物として、内歯歯車を例に挙げて説明したが、これに限定されることなく、他のあらゆる被加工物にも、面取り加工が行なわれるものであれば、本発明は適用可能である。

５角部
１０第１ブローチ（ブローチ）
２０第２ブローチ（ブローチ）
２１ブローチ本体
３１溝
３２面取り面
５６面取り面
４０被削材
４１孔
５２面取り面
５６面取り面
２２１面取刃
３１１側面
４１１内周面
５６１円弧
５６２直線部
ｃ１，ｃ２切削面
ｄ１，ｄ２切削面
Ｏ_２軸線
ｏ１，ｏ２円弧の中心

Claims

被削材の孔の内周に形成された溝の角部を、軸状のブローチ本体の軸線方向に沿って配置された面取刃によって面取りするブローチであって、
前記面取刃は、最終的に形成する面取り面の形状と同一形状の刃部を備えることを特徴とするブローチ。
前記面取刃は複数備えられ、
それら面取刃は、最終的に形成する面取り面に沿って前記角部を横断する形状の切削面が加工の進行に伴って前記最終的に形成する面取り面に向かって平行移動するように、漸次、前記角部を切削することを特徴とする請求項１に記載のブローチ。
前記角部に最終的に形成する面取り面の形状は、前記角部を所定の傾斜角度で直線的に横断するＣ面取り形状であり、
前記面取刃は複数あって、それら面取刃は、前記Ｃ面取り形状に沿って前記角部を横断する形状の直線刃が、加工の進行に伴って、前記最終的な面取り面に直交する方向に平行移動するように、漸次、前記角部を切削することを特徴とする請求項２に記載のブローチ。
前記角部に最終的に形成する面取り面の形状は、前記角部を形成する前記溝の側面と前記側面に交差する前記被削材の孔の内周面とに接触する円弧と、該円弧と前記側面との交点から前記円弧に対する接線方向に延びる直線部と、を備えるＲ面取り形状であり、
前記複数の面取刃は、前記Ｒ面取り形状に沿って前記角部を横断する形状の切削面が、加工の進行に伴って、前記最終的な面取り面の円弧の中心に向かって平行移動するように、漸次、前記角部を切削することを特徴とする請求項２に記載のブローチ。