JP3822168B2 - 精密内側溝を切削するためのブローチ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は材料除去による切削加工工具、より詳細には、精密内側溝を切削するためのブローチに関する。
【０００２】
内側溝を切削するためのブローチはよく知られている工具である。ブローチは、たとえばタングステンカーバイドなどの切削工具用材料で作製され、直径Ｄ１の円筒形挿入ガイドと、これに続く、複数の切削刃から成り挿入ガイドの直径Ｄ１から直径が漸増する切削区間とを前部から後部にかけて含む。刃自身も、切削すべき内側溝の形状を再生するために切り込みを含む。切削すべき工作物には、切削すべき溝の中心軸に、直径Ｄ１に、基準穴への挿入ガイドの滑入を可能にする機能的遊びＥを加えた基準穴をあらかじめ穿孔する。この基準穴は切削すべき溝の心合せを行う時の基準となる。後部から前部への運動によりブローチを基準穴で移動させることにより溝が切削される。まず、挿入ガイドによりブローチは基準穴内で心合せされる。しかしながら挿入ガイドが基準穴から出ると、溝の切削が進行するに従いブローチが半径方向に偏向することがあり、その結果、切削された溝が基準穴に心合せされなくなる。
【０００３】
これを解消するための方法として、基準穴に接触し、終了した溝に対し基準穴を心合せすることを可能にする切り込みなしの二段または三段の刃を、溝を切削するための刃の後部に配置することが知られている。そのような解決方法の欠点は、その解決方法ではあらかじめ工作物内に切削された基準穴に対し溝を正確に心合せすることができないことである。
【０００４】
米国特許明細書ＵＳ ５，２２４，８０４により、爆発機関上のクランクシャフトのジャーナルのブラケットを穴加工するためのブローチであって、前部から後部に向かって直径が増加する一続きの切削区間を含み、これらの切削区間が、それらの前にある切削区間の直径の「パイロットセグメント」により分割されているブローチが知られている。このようなブローチにより、ジャーナルブラケット同士の同心度を向上させることは可能であるが、パイロットセグメントと直前の切削区間により作製された穴との間に残された必要な遊びから生じるランダム偏向が蓄積するため、空間内でのこれらのジャーナルブラケットの正確な位置決めは可能ではない。したがってブローチ加工により取り除かれる材料の量が多くなればなるほど、より多くの切削区間が必要となり、結果として生じる偏向量も増える。この必要な遊びは以下の２つの理由から無視することはできない。
【０００５】
１．パイロットセグメントが無理なく穴に滑入できるようにするために、遊びは常に存在しなければならない。
【０００６】
２．ブローチの切削刃が摩耗し出した時でもこの遊びが有効であるよう、遊びは大きくなければならない。
【０００７】
本発明は、基準穴に対する切削溝の正確な心合せを可能にする内部溝のためのブローチを提供する。そのようなブローチは、切削部が、前部から後部に向かって、挿入ガイドと同じ直径Ｄ１の円筒形心合せガイドにより相互に分割される複数の切削区間に分割されることを特徴とする。言い換えれば、隣接する２つの切削区間は、少なくとも１つ、好ましくは単一の心合せガイドにより相互に分離される。心合せガイドにより、溝の切削加工中、ブローチを基準穴に心合せし、その結果、基準穴に対する切削溝の正確な心合せを行うことが可能である。
【０００８】
本発明のブローチは、米固特許明細書ＵＳ ５，２２４，８０４により開示されているブローチと同一のものとみなすことはできない。実際、本発明によれば、心合せガイドはブローチ加工中、基準穴上を滑動する。したがって偏向は、多くても、基準穴と心合せガイドとの間に残された必要な遊びに等しい。よって、前述の特許におけるような偏向の蓄積がなく、ブローチ加工された表面すなわちここでは溝の位置決めはより優れたものになる。
【０００９】
ブローチの詳細な実施例と添付の図面とを参照することにより、本発明をより良く理解することができるとともに、本発明が提供する長所が明らかになろう。
【００１０】
まず従来のブローチについて記述することにし、最初に図１を参照する。ブローチ１は幾何軸３のストレートロッド２で構成される。ブローチ１はたとえばタングステンカーバイドなどの切削工具用材料を材質とする。ブローチ１に前部４と後部５が規定される。ブローチ１は前部４に、ブローチ１を把握しそれを後部５から前部４側に引っ張ることができる固定手段１０を含む。これらの固定手段１０は、前部４から後部５に向かって、バルブ１１と、図示しないコレットを使用してバルブ１１によりブローチ１を把握することが可能な溝１２とを含む。次にブローチ１は、後部４に向かって、面取り１６が先に施された挿入ガイド１５を含み、挿入ガイド１５は幾何軸３に中心が合わされた直径Ｄ１の円筒形である。挿入ガイド１５のすぐ後部５には、前部４側に向けて複数の切削刃２１から成り、挿入ガイド（１５）の直径Ｄ１に等しい値から、切削すべき溝の外径に相当する図示しない直径Ｄ２まで直径が前部４から後部５に向けて漸増する切削部２０がある。
【００１１】
次に、一時的に図２を参照することにする。刃２１は、大きくとも挿入ガイド１５の直径Ｄ１に等しく、好ましくはこの直径Ｄ１より小さい直径Ｄ３まで、ブローチ１内を幾何軸３側に向かって半径方向に進入する切り込み２２により横方向で分割される。「横方向」という用語は、刃２１を通るブローチ１の円周に沿って、という意味である。切り込み２２の側面は、切削すべき図示しない溝の側面に対する相補形状を有していることがわかる。刃２１はブローチ１の円周に沿って配設することができる。刃は、一定の切削応力を確保するために単一のら旋に沿って配設されるのが最も多い。
【００１２】
再び図１を参照する。本発明によれば、切削部２０は、前部４から後部５に向けて、心合せガイド２６により２つずつ分離された複数の切削区間２５に分割される。当然ながら、切削区間２５は前もって画定された刃２１で構成される。心合せガイド２５は挿入ガイドの直径Ｄ１に等しい直径の円筒形であり、幾何軸３上に等しく心合せされる。心合せガイド２６はそれぞれ面取り２７を前部４に含む。
【００１３】
ブローチ１の動作は次の通りである。切削すべき工作物３０には、直径Ｄ１に、挿入ガイド１５および心合せガイド２６の滑動を可能にする機能的遊びＥを加えた非基準穴をあらかじめ穿孔する。ブローチは工作物３０の基準穴に挿入され、後部５から前部４に向かって引っ張られる。まず挿入ガイド１５が工作物３０内に入り、ブローチ１の心合せを行う。最初の切削区間２５ａの刃２１が工作物３０の中に入り、溝の切削を開始する間、挿入ガイド１５は工作物３０から出るのでブローチ１の心合せが行えなくなる。したがって刃２１は半径方向に偏向することがあるが、この偏向は、工作物３０内にあらかじめ穿孔された基準穴にブローチ１を再度心合せする第１心合せガイド２６ａが到着することにより、きわめて早くに制止される。第１心合せガイド２６ａは、第１切削区間２５、ついで第２切削区間２５ｂの刃２１の心合せを連続して行い、以後、工作物３０内のブローチ１の前進に応じて同様の動作を行う。偏向の場合、面取り２７が心合せガイド２６を基準穴の正面に復帰させ、基準穴への心合せガイド２６の挿入を容易にする。心合せガイド２６の長さは重要ではない。心合せガイド２６により基準穴に加えられる圧力をより良く分布させるためには、この長さは直径Ｄ１の少なくとも４分の１に等しいことが好ましい。
【００１４】
ブローチ１の長さを過度に大きくしないようにするために、各切削区間２５は、少なくとも３つの刃２１を軸方向すなわち前部４から後部５に向かって含む。しかしながら、次の心合せガイド２６で補正する場合、必ずブローチ１または工作物３０の破損をきたすおそれのある過度の応力を発生させるようなブローチ１の過大な偏向が生じないようにするために、一般的には、１つの切削区間あたり６つを超える刃２１をもたないようにするのが好ましい。
【００１５】
本発明は、上で示した実施例に限定されるものではなく、請求項に含まれるるあらゆる変形形態もカバーするものである。
【００１６】
ブローチは幾何軸３を中心とする円形断面を有する場合が最も多いが、本発明は非円形断面にも適用可能である。いずれの場合も、心合せガイド２６の断面は挿入ガイド１５の断面と同一になることになる。
【００１７】
固定手段６はブローチ１の前部４にあることが最も多いが、本発明は、後部５にある固定手段、または前部４および後部５の組み合せ固定手段を含むブローチにも適用することができ、後者２つの構成により、ブローチ１に課せられる引張り応力をなくすことあるいは低減することが可能である。
【００１８】
切削部２０の後部５側に、図示はしないが数段の刃を追加することが可能であり、これらの刃は切り込みを含まないので、心合せガイドの通過および摩擦後、基準穴の仕上げが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるブローチを示す図である。
【図２】 図１のブローチの断面図である。

Claims (4)

1. 切削工具用材料の幾何軸（３）のストレートロッド（２）の総形を有する、精密内部溝を切削するためのブローチ（１）であって、固定手段（６）を含み、かつ前部（４）から後部（５）に向かって挿入ガイド（１５）とそれに続く切削部（２０）とを含み、挿入ガイド（１５）が直径Ｄ１の円筒形であり幾何軸（３）上に心合せされ、切削部（２０）が、幾何軸（３）に心合せされ前部（４）側に向けられた複数の切削刃（２１）を含み、刃（２１）が、Ｄ１以上であって前部（４）から後部（５）にむかって漸増する外径Ｄを有し、刃（２１）が、挿入ガイド（１５）の直径Ｄ１以下の直径Ｄ３まで、ブローチ（１）の内部に進入する切り込み（２２）により横方向で分割され、切削部（２０）が、前部（４）から後部（５）に向かって、心合せガイド（２６）により相互に分割される複数の切削区間（２５）に分割され、切削区間（２５）が切削刃（２１）を含み、心合せガイド（２６）が円筒形であるブローチであって、心合せガイド（２６）が挿入ガイド（１５）の直径Ｄ１に等しい直径を有することを特徴とするブローチ。
2. 心合せガイド２６が前部にそれぞれ面取り（２７）を含むことを特徴とする請求項１に記載のブローチ。
3. 切削区間（２５）がそれぞれ少なくとも３つの刃（２１）を軸方向に含むことを特徴とする請求項１または２に記載のブローチ。
4. 切削区間（２５）がそれぞれ多くとも６つの刃（２１）を軸方向に含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のブローチ。

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