JP4540370B2 - ブローチ及びブローチ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの孔を切削加工するブローチ及びブローチ加工装置に関する。

ワークに予め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、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の所定位置にワークを配置し、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。

しかし、プルヘッドによってブローチを切削加工方向に沿って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）。

特開２００３−１６５０１８号公報

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。

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に回転方向の挙動が発生し、このブローチの回転方向の挙動によって加工面に周期的なうねりが発生し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。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、切削加工時のブローチの回転方向の挙動を拘束して加工精度の向上が得られるブローチ及びブローチ加工装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に記載のブローチの発明は、切削加工方向端部に設けられてプルヘッドにクランプされる前摘み部に連続して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、円柱状の後案内部、リトリュービングヘッドに係止される後摘み部が設けられ、リトリュービングヘッドに係止されてワークに穿設された孔に上記前摘み部が進入し、該前摘み部をクランプしたプルヘッドによって切削加工方向に引き抜いて上記切削刃部によって上記ワークの孔に切削加工を施すブローチにおいて、上記後案内部に、上記リトリュービングヘッドに設けられたブローチクランプ機構によってクランプされて切削加工中におけるブローチの回転方向の挙動を拘束する上記切削加工方向と平行なクランプ面が形成されたことを特徴とする。

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、上記ブローチが、切削加工方向端部に設けられた前摘み部に連続して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、後案内部、後摘み部が設けられると共に、上記後案内部の外周に形成された上記切削加工方向と平行な平面状のクランプ面を備え、上記ブローチの後摘み部を係止して上記ワークの孔に上記前摘み部を進入させるリトリュービングヘッドと、上記ワークの孔に進入した前摘み部をクランプして上記ブローチを切削加工方向に引き抜くプルヘッドと、上記リトリュービングヘッドに設けられて上記クランプ面をクランプして切削加工中におけるブローチの回転方向の挙動を拘束するブローチクランプ機構とを備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２のブローチ加工装置において、上記ブローチクランプ機構は、上記切削刃部がワークの孔から抜け出した後にクランプ力が低下することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３のブローチ加工装置において、上記ブローチクランプ機構は、上記リトリュービングヘッドに設けられ、かつリトリュービングヘッドに係止されたブローチのクランプ面と接離する往復移動自在にクランプピンを保持するクランプピン保持部と、該クランクピン保持部に保持されたクランプピンを上記クランプ面に押圧するクランプピン駆動手段とを備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれかのブローチ加工装置において、上記ブローチは、上記前摘み部とブローチガイド部との間に形成された前摘み部側が小径で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と、上記後案内部と後摘み部との間に形成された後案内部側が大径で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とを有し、上記プルヘッドは、上記ワークの孔に進入した上記前テーパ部に圧接嵌合してプルヘッドと上記ブローチの同芯性を確保するテーパ孔を備え、上記リトリュービングヘッドは、上記後テーパ部に圧接嵌合して上記リトリュービングヘッドと上記ブローチの同芯性を確保するテーパ孔を備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によると、ブローチの後部案内部に、リトリュービングヘッドに設けられたブローチクランプ機構によってクランプされてブローチの回転方向の挙動を拘束するクランプ面を形成することから、プルヘッドの下降に伴う切削刃部によるワークの切削加工中は、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ブローチの回転方向の挙動が拘束されてワークの加工面にうねりが発生することなく、或いはうねりの発生が極力抑制されて加工精度が確保できる。また、ブローチの回転方向の挙動が拘束されて切削刃部の切削抵抗が減少し、刃先磨耗が抑制されて工具寿命の向上が得られる。

請求項２の発明によると、ブローチの後案内部の外周に切削加工方向と平行な平面状のクランプ面を設け、リトリュービングヘッドに後案内部のクランプ面をクランプして切削加工中におけるブローチの回転方向の挙動を拘束するブローチクランプ機構を備えることから、プルヘッドの下降に伴う切削刃部によるワークの切削加工中は、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ブローチクランプ機構によってクランプ面がクランプされてブローチの回転方向の挙動が拘束され、ワークの加工面にうねりが発生することなく、或いはうねりの発生が極力抑制されて加工精度が確保できる。また、ブローチの回転方向の挙動が拘束されて切削刃部の切削抵抗が減少して刃先磨耗が抑制されて工具寿命の向上が得られる。

請求項３の発明によると、ブローチの切削刃部がワークの孔から抜け出した切削加工後にブローチクランプ機構のクランプ力を低下させることによって、プルヘッドによるブローチの引き抜きによって、ブローチがブローチクランプ機構から容易に引き抜かれて、円滑な作業が行われる。

請求項４の発明によると、リトリュービングヘッドに係止されたブローチのクランプ面と接離する往復移動自在にクランプピンをクランプピン保持部によって保持し、クランプピン保持部に保持されたクランプピンをクランプ面に押圧するクランプピン駆動手段とによる簡単な構成でブローチクランプ機構を構成することができる。

請求項５の発明によると、ブローチの前摘み部とブローチガイド部との間に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を設け、後案内部と後摘み部との間に後案内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を設け、プルヘッドに前テーパ部が圧接嵌合するテーパ孔を備え、リトリュービングヘッドに後ペーパ部が圧接嵌合するテーパ孔を備えることによって、プルヘッドとブローチの同芯性が確保できかつリトリュービングヘッドとブローチの同芯性が確保できて加工精度が更に向上する。

本発明によるブローチ加工装置及びブローチの実施の形態を図１乃至図１１を参照して説明する。

図１は、本実施の形態におけるブローチ１の側面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図、図３は図１のＩＩ−ＩＩ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、ブローチ本体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。

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。

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。後摘み部９の外周に環状の係止溝１１が凹設されている。更に、後案内部７の外周端部に軸芯を隔てて互いに切削加工方向Ｆと平行な平面状に面取り形成された一対のクランプ面１２が形成されている。

ブローチ１によって切削加工されるワークＷは、図４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Ｆ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。

図５はブローチ加工装置２０の概要説明図である。ブローチ加工装置２０は、貫通孔２１ａを備えたテーブル２１を有している。テーブル２１の上面に、貫通孔２２ａが開口してワークＷを保持するワーク取付治具２２が設けられている。

テーブル２１の下方に、テーブル２１と対向して図示しないモータ或いはシリンダ機構等のプルヘッド上下動駆動手段によって上下動するプルヘッド支持部２４が支持され、プルヘッド支持部２４にプルヘッド２５が設けられている。

プルヘッド２５は、図６に図５のＡ部拡大図を示すようにプルヘッド支持部２４に挿通孔２７ａが貫通する筒状のプルヘッド本体２７がナット２６によって固定され、プルヘッド本体２７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テーパ孔２８ａが形成されたクランプ金具２８が同芯上に取り付けられている。プルヘッド本体２７の上部にその挿通孔２７ａと外周面２７ｂを連通する爪案内孔２７ｃが放射状に複数穿設され、各爪案内孔２７ｃに爪部材２９が移動可能に嵌装されている。

プルヘッド本体２７の外周に、貫通孔３０ａを有する筒状のスリーブ３０が上下動自在に嵌合し、スリーブ３０には貫通孔３０ａの内周に沿ってテーパ状の斜面を有する環状溝３０ｂが形成されている。スリーブ３０は、スリーブ３０に形成された係止部３０ｃとプルヘッド本体２７に設けられたナット３１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３２によって常時上方向に付勢されている。プルヘッド本体２７とスリーブ３０との間にスプリング３２の付勢に抗してスリーブ３０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。

このように構成されたプルヘッド２５は、スリーブ３０をスプリング３２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３０ｂとプルヘッド本体２７の爪案内孔２７ｃとが対向する位置において爪部材２９の移動が可能になり、爪部材２９に影響されることなくクランプ金具２８のテーパ孔２８ａからブローチ１の前摘み部３をプルヘッド本体２７の挿通孔２７ａに前テーパ部４がテーパ孔２８ａに当接するまで挿入可能で、かつテーパ孔２８ａから引き出すことができるアンクランプ状態となる。

また、ブローチ１の前摘み部３をプルヘッド本体２７の挿通孔２７ａ内に前テーパ部４がテーパ孔２８ａ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３０がスプリング３２により上方に押し上げられる。スリーブ３０の上昇に伴う環状溝３０ｂの上昇によって各爪部材２９がそれぞれ爪案内孔２７ｃ内に押し込められ、挿通孔２７ａ内に突出するそれぞれの爪部材２９の先端が前摘み部３を押圧して該部をクランプすると共に、各爪部材２９に当接するスリーブ３０の貫通孔３０ａの内周面によって爪部材２９の移動が拘束されてクランプ状態が維持される。

プルヘッド本体２７の挿通孔２７ａ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２８のテーパ孔２８ａ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３３が嵌挿さている。

テーブル２１の上方に、シリンダ機構等のリトリュービングヘッド上下動駆動手段によって上下動するリトリュービングヘッド支持部４１にリトリュービングヘッド４２が設けられている。リトリュービングヘッド４２は、図７に図５のＢ部拡大図を示すように、リトリュービングヘッド支持部４１にプレート４３及びブラケット４４を介して取り付けられたリトリュービングヘッド本体４５を有している。ブラケット４４は基端がプレート４３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４４ａにブローチ押さえピン４６が摺動自在に嵌合し、プレート４３とブローチ押さえピン４６との間に圧縮付与された付勢手段であるスプリング４７によってブローチ押さえピン４６の先端４６ａが貫通孔４４ａから突出する方向に付勢されている。

リトリュービングヘッド本体４５は、挿通孔４５ａが形成された円筒状で基端がブラケット４４に結合され、その先端にブローチ１の後テーパ部８が高精度で嵌合するテーパ孔４８ａが形成されたクランプ金具４８が同芯上に取り付けられている。

リトリュービングヘッド本体４５に一対の吊り上げピン挿入孔４５ｂが平行に穿設されている。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４５ｂに挿入可能な吊り上げピン４９が配設され、吊り上げピン４９が退避した状態でクランプ金具４８のテーパ孔４８ａ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４５の挿通孔４５ａに後テーパ部８がテーパ孔４８ａに当接するまで挿入可能で、かつテーパ孔４８ａから引き出すことができるアンクランプ状態となる。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４５の挿通孔４５ａ内に後テーパ部８がテーパ孔４８ａ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４５ｂ内に吊り上げピン４９を進入させることによって、貫通孔４５ａ内に突出する各吊り上げピン４９が係止溝１１に係止してブローチ１が吊り上げられる。

更に、リトリュービングヘッド４２にブローチクランプ機構５１が設けられている。ブローチクランプ機構５１は、リトリュービングヘッド本体４５の外周に取り付けられた円筒状のクランプ本体５２及び貫通孔５３ａが形成された筒状で対向する一対のクランプピン案内孔５３ｂが形成されてクランプ金具４８に同芯上で取り付けられたクランプピン保持部５３を有している。このクランプピン案内孔５３ｂにクランプピン５７がリトリュービングヘッド４２に係止されたブローチ１のクランプ面１２と接離する方向に往復移動自在に保持されている。

クランプ本体５２は、クランプピン駆動手段となる円筒状のスライダ５４を軸方向に往復動可能に保持すると共に、リトリュービングヘッド本体４５及びスライダ５４と共に環状の油圧室５５を形成し、図示しない油圧供給手段から油圧供給路５６ａを介して油圧室５５に供給される油圧でスライダ５４が押し下げられて移動する。更に、図示しない開閉バルブの開放により油圧室５５内の油圧をドレンする油圧排出路５６ｂが設けられている。

スライダ５４のクランプピン保持部５３の各クランプピン案内孔５３ｂと対向する内周面にそれぞれスライダ５４の先端方向に移行するに従って次第にクランプピン保持部５３から離れるテーパ状のカム面５４ａが形成されている。スライダ５４の下降に伴ってカム面５４ａがクランプピン保持部５３の各クランプピン案内孔５３ｂに往復動自在に保持されたクランプピン５７のカム面５７ａに摺接して、クランプピン５７の先端をリトリュービングヘッド４２に係止されたブローチ１のクランプ面１２に押圧する。

クランプ金具４８のテーパ孔４８ａからリトリュービングヘッド本体４５の挿通孔４５ａにブローチ１の後テーパ部８が当接するまで進入した状態で、油圧供給路５６ａから油圧室５５に油圧を供給してスライダ５４を押し下げるとスライダ５４の各カム面５４ａがカム面５７ａに摺接してそれぞれのクランプピン５７が、カム面５４ａとカム面５７ａによって形成されるカム機構によってクランプピン案内孔５３ｂに沿って押し出される。そして、貫通孔５３ａ内に突出する各クランプピン５７の先端５７ｂがそれぞれのクランプ面１２に圧接してブローチ１をクランプし、リトリュービングヘッド４２に対するブローチ１の回転方向の挙動を拘束する。一方、油圧排出路５６ｂから油圧室５５内の油圧をドレンすると油圧室の５５の減圧に伴ってスライダ５４によるクランプピン５７の押圧が低下してクランプ力が低下する。

次に、このように構成されたブローチ１及びブローチ加工装置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。

図５に示すように、プルヘッド支持部２４を上昇させた上昇位置にあるプルヘッド２５のスリーブ３０をスプリング３２に抗して下降させたアンクランプ状態に保持した状態で、かつリトリュービングヘッド支持部４１を上昇させて上昇位置にあるリトリュービングヘッド４２にブローチ１を取り付ける（ステップＳ１）。

このブローチ１の取付作業は、リトリュービングヘッド４２のリトリュービングヘッド本体４５の各吊り上げピン挿入孔４５ｂに挿入される吊り上げピン４９が挿通孔４５ａ内から退避し、かつブローチクランプ機構５１の油圧室５５の油圧がドレンした状態において、クランプ金具４８のテーパ孔４８ａからリトリュービングヘッド本体４５の挿通孔４５ａ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４８のテーパ孔４８ａ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４６の先端４６ａに当接してスプリング４７に抗してブローチ押さえピン４６を押動し、スプリング４７の反発力によってブローチ押さえピン４６の先端４６ａがブローチ１の後端１ａを押圧する（図７参照）。

この状態で、ピン駆動手段により各吊り上げピン４９をそれぞれの吊り上げピン挿入孔４５ｂ内に押し込み、リトリュービングヘッド本体４５の挿通孔４５ａ内に突出する各吊り上げピン４９によってブローチ１の係止溝１１を係止してブローチ１を吊り上げ保持する。

ブローチ１がリトリュービングヘッド４２に吊り上げられた状態でワークＷをテーブル２１上のワーク取付治具２２にセットする（ステップＳ２）。

次に、図８に示すように、リトリュービングヘッド上下動駆動手段によりリトリュービングヘッド支持部４１を下降させる（ステップＳ３）。リトリュービングヘッド支持部４１の下降に伴ってリトリュービングヘッド４２に吊り上げられたブローチ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２５のクランプ金具２８のテーパ孔２８ａからプルヘッド本体２７の挿通孔２７ａ内に進入して前テーパ部４がテーパ孔２８ａに当接する。この前テーパ部４がクランプ金具２８のテーパ孔２８ａに当接した状態でリトリュービングヘッド上下駆動手段によるリトリュービングヘッド支持部４１の下降を停止する（ステップＳ４）。

そして、クランプ駆動手段によるスリーブ３０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３０はスプリング３２により上方に押し上げられ、スリーブ３０に形成された環状溝３０ｂの上昇に伴って各爪部材２９がそれぞれ爪案内孔２７ｃ内に押し込められ、挿通孔２７ａ内に突出するそれぞれの爪部材２９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３０の貫通孔３０ａの内周面によって爪部材２９の移動が拘束されてクランプ状態が維持される（ステップＳ５）。この状態で、ピン駆動手段により各吊り上げピン４９を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４９によるブローチ１の係止を解除する（ステップＳ６）。

しかる後、リトリュービングヘッド上下動駆動手段によりリトリュービングヘッド支持部４１を下降させる。リトリュービングヘッド支持部４１の下降に伴うリトリュービングヘッド４２の下降によりリトリュービングヘッド本体４５に設けられたクランプ金具４８のテーパ孔４８ａが後テーパ部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２７に設けられたクランプ金具２８のテーパ孔２８ａを押圧し、前テーパ部４とテーパ孔２８ａ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４５に設けられたクランプ金具４８のテーパ孔４８ａ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２７に設けられたクランプ金具２８のテーパ孔２８ａが圧接嵌合し、かつブローチ１の後テーパ部８とリトリュービングヘッド本体４５に設けられたクランプ金具４８のテーパ孔４８ａが予め設定された加圧力で嵌合すると、リトリュービングヘッド上下動駆動手段によるリトリュービンッグヘッド支持部４１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２８ａ、後テーパ部８とテーパ孔４８ａのそれぞれの圧接嵌合状態を保持する（ステップＳ７）。

この前テーパ部４とテーパ孔２８ａの圧接嵌合によりプルヘッド２５とブローチ１の同芯性が高精度で確保される。同様に後テーパ部８とテーパ孔４８ａの圧接嵌合によりリトリュービングヘッド４２とブローチ１の同芯性が高精度で確保される。

次に、ブローチクランプ機構５１の油圧室５５に油圧供給路５６ａから油圧を供給する。油圧室５５に供給される油圧によりスライダ５４が押し出されて下降し、下降するスライダ５４の各カム面５４ａ及びクランプピン５７のカム面５７ａによるカム機構によって、クランプピン５７がクランプピン案内孔５３ｂに沿って押し出され貫通孔５３ａ内に突出し、各クランクピン５７の先端５７ｂがそれぞれのクランプ面１２に押圧してブローチ１の後案内部７を挟持してクランプする（ステップＳ８）。このクランプによりリトリュービングヘッド４２に対するブローチ１の回転方向の挙動が拘束される。

この後案内部７に形成されたクランプ面１２がブローチクランプ機構５１のクランプピン５７によってクランプされてリトリュービングヘッド４２とブローチ１の回転が拘束された状態で、プルヘッド上下動駆動手段によってプルヘッド支持部２４を下降させてプルヘッド２５にクランプされたブローチ１を下降動作し、プルヘッド２５に前摘み部３がクランプされているブローチ１を切削方向Ｆに引き抜く切削加工を開始する（ステップＳ９）。

プルヘッド２５の下降に伴って切削刃部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。この切削加工中は、ブローチ１の前テーパ部４がプルヘッド２５のクランプ金具２８のテーパ孔２８ａに嵌合してプルヘッド２５とブローチ１の同芯性が高精度で維持され、ブローチ１の後テーパ部８がリトリュービングヘッド４２のクランプ金具４８のテーパ孔４８ａに嵌合してリトリュービングヘッド４２とブローチ１の同芯性が高精度で維持され、更にブローチクランプ機構５１の一対のクランプピン５７がそれぞれのクランプ面１２に圧接して後案内部７を挟持し、ブローチ１がクランプされて回転方向の挙動が拘束され、加工精度が確保される。

プルヘッド２５の下降により仕上げ刃１０ｂがワークＷの孔Ｗａから抜け出し溝Ｗｃの切削加工が終了（ステップＳ１０）した後で、かつ、プルヘッド２５がワークＷと干渉する前にブローチクランプ機構５１の油圧室５５の油圧を油圧排出路５６ｂからドレンしてクランプピン５７によるクランプ力を低下させ、かつリトリュービングヘッド上下動駆動手段によるリトリュービングヘッド４２の下降を停止する（ステップＳ１１）。

更なるプルヘッド２５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がリトリュービングヘッド本体４５の挿通孔４５ａ、クランプ金具４８のテーパ孔４８ａ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、プルヘッド上下動駆動手段によるプルヘッド支持部２４の下降を停止してプルヘッド２５によるブローチ１の下降動作を停止する（ステップＳ１２）。このブローチ１の引き抜きはブローチクランプ機構５１によるクランプ力の低下により円滑に行われる。

このブローチ下降動作停止後、ワーク取付治具２２上の切削加工が完了したワークＷを搬出する（ステップＳ１３）。

しかる後、プルヘッド上下駆動手段によりプルヘッド支持部２４を介してプルヘッド２５を上昇させてブローチ１を上昇させ、ブローチ１の後摘み部９をリトリュービングヘッド４２のクランプ金具４８のテーパ孔４８ａからリトリュービングヘッド本体４５の挿通孔４５ａに挿入してブローチ押さえピン４６で係止すると共にブローチクランク機構５１でクランプし、プルヘッド２５による前摘み部３のクランプを解除すると共に、ブローチ突き上げ軸３３によってブローチ１を突き上げてクランプ金具２８のテーパ孔２８ａに嵌合する前テーパ部４を離脱させる。そして図５に示す位置にリトリュービングヘッド４２を上昇させ、かつプルヘッド２５を復帰させて加工サイクルを終了する（ステップＳ１４）。

従って、本実施の形態によると、プルヘッド２５の下降に伴う切削刃部１０によるワークＷの溝Ｗｃを切削加工中は、ブローチ１の前テーパ部４及び後テーパ部８がプルヘッド２５のクランプ金具２８のテーパ孔２８ａとリトリュービングヘッド４２のクランプ金具４８のテーパ孔４８ａにそれぞれ嵌合してプルヘッド２５とブローチ１及びリトリュービングヘッド４２とブローチ１の同芯性が高精度で維持されて、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、ブローチ１とプルヘッド２５及びリトリュービングヘッド４２の同芯性が損なわれることがない。更にリトリュービングヘッド４２に設けられたブローチクランプ機構５１の各クランプピン５７がそれぞれのクランプ面１２に圧接して後案内部７がクランプされてブローチ１の回転方向の挙動が拘束されるため、ワークＷの溝Ｗｃの加工面にうねりが発生することなく、或いはうねりの発生が極力抑制されて十分な加工精度が確保できる。また、ブローチ１の軸方向及び回転方向の動き及び振動の抑制に伴って荒削り刃１０ａや仕上げ刃１０ｂ等の切削抵抗の減少が得られ、刃先磨耗の進行が抑制されて切削刃部１０の工具寿命の向上が得られ、かつ加工精度が維持できる。

（実施例）
図１１（ａ）に示すＨＲＣ６０の高硬度の焼き入れ材からなるワークＷの孔Ｗａに沿って軸方向に形成された溝Ｗｃの歯面となる側部Ｗｄを、ブローチクランプ機構５１を使用しないで上記ブローチ１による切削加工と、ブローチクランプ機構５１を使用した上記ブローチ１による切削加工で、ワークＷの孔Ｗａに沿って溝Ｗｃを、切削速度６０ｍ／ｍｉｎ、総取代０．１ｍｍの条件で切削加工を行った。

ここで、切削加工された溝Ｗｃの中心基準線Ｌａから歯面となる側部Ｗｄの基準点Ｗｅを通り歯筋方向に連続する基準線Ｌｂ方向をリード誤差方向Ｒとして、基準線Ｌｂにおけるリード誤差方向Ｒに距離の変化をリード測定値Ｌｃとして計測した。図１１（ｂ）がそのリード測定値Ｌｃの概念図であり、リード測定値Ｌｃは切削刃部１０の刃ピッチに起因して周期的にうねりが発生し、その振幅αがリードうねり誤差である。

この結果、図１１（ｃ）に示すようにブローチクランプ機構５１を使用することなく切削加工したときのリードうねり誤差αが４μｍ〜１０μｍであるのに対し、ブローチクランプ機構５１によりブローチ１をクランプしてブローチ１の回転方向の挙動を抑制して切削加工した切削加工によるリードうねり誤差αは０．２μｍ〜２μｍであり、大幅な加工精度の向上が確認できた。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態ではクランプピン駆動手段となるスライダ５４を油圧により作動させたが、電磁ソレノイド等により作動することもできる。

本発明の実施の形態に係るブローチの側面図である。 同じく、図１のＩ−Ｉ線断面図である。 同じく、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 ワークの概要を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るブローチ加工装置の概要説明図である。 同じく、図５のＡ部拡大図である。 同じく、図５のＢ部拡大図である。 同じく、加工途中の概要を示すブローチ加工装置の説明図である。 同じく、加工後の概要を示すブローチ加工装置の説明図である。 同じく、加工工程を示すフローチャートである。 本実施の形態と従来との加工精度の説明図であり、（ａ）はリード誤差の概要説明図、（ｂ）は歯筋方向の誤差概要説明図、（ｃ）は加工精度結果を示す図である。

符号の説明

１ ブローチ
２ ブローチ本体
３ 前摘み部
４ 前テーパ部
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
９ 後摘み部
１０ 切削刃部
１１ 係止溝
１２ クランプ面
２０ ブローチ加工装置
２１ テーブル
２５ プルヘッド
２７ プルヘッド本体
２８ クランプ金具
２８ａ テーパ孔
２９ 爪部材
３０ スリーブ
４２ リトリュービングヘッド
４４ ブラケット
４４ａ 貫通孔
４５ リトリュービングヘッド本体
４５ａ 挿通孔
４５ｂ 吊り上げピン挿入孔
４８ クランプ金具
４８ａ テーパ孔
４９ 吊り上げピン
５１ ブローチクランプ機構
５２ クランプ本体
５３ クランプピン保持部
５３ｂ クランプピン案内孔
５４ スライダ（クランプピン駆動手段）
５４ａ カム面
５５ 油圧室
５７ クランプピン
５７ａ カム面

Claims (5)

1. 切削加工方向端部に設けられてプルヘッドにクランプされる前摘み部に連続して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、円柱状の後案内部、リトリュービングヘッドに係止される後摘み部が設けられ、リトリュービングヘッドに係止されてワークに穿設された孔に上記前摘み部が進入し、該前摘み部をクランプしたプルヘッドによって切削加工方向に引き抜いて上記切削刃部によって上記ワークの孔に切削加工を施すブローチにおいて、
   上記後案内部に、上記リトリュービングヘッドに設けられたブローチクランプ機構によってクランプされて切削加工中におけるブローチの回転方向の挙動を拘束する上記切削加工方向と平行なクランプ面が形成されたことを特徴とするブローチ。
2. 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、
   上記ブローチが、切削加工方向端部に設けられた前摘み部に連続して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、後案内部、後摘み部が設けられると共に、上記後案内部の外周に形成された上記切削加工方向と平行な平面状のクランプ面を備え、
   上記ブローチの後摘み部を係止して上記ワークの孔に上記前摘み部を進入させるリトリュービングヘッドと、
   上記ワークの孔に進入した前摘み部をクランプして上記ブローチを切削加工方向に引き抜くプルヘッドと、
   上記リトリュービングヘッドに設けられて上記クランプ面をクランプして切削加工中におけるブローチの回転方向の挙動を拘束するブローチクランプ機構と、を備えたことを特徴とするブローチ加工装置。
3. 上記ブローチクランプ機構は、上記切削刃部がワークの孔から抜け出した後にクランプ力が低下することを特徴とする請求項２に記載のブローチ加工装置。
4. 上記ブローチクランプ機構は、
   上記リトリュービングヘッドに設けられ、かつリトリュービングヘッドに係止されたブローチのクランプ面と接離する往復移動自在にクランプピンを保持するクランプピン保持部と、
   該クランクピン保持部に保持されたクランプピンを上記クランプ面に押圧するクランプピン駆動手段と、を備えたことを特徴とする請求項２または３に記載のブローチ加工装置。
5. 上記ブローチは、
   上記前摘み部とブローチガイド部との間に形成された前摘み部側が小径で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と、
   上記後案内部と後摘み部との間に形成された後案内部側が大径で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とを有し、
   上記プルヘッドは、
   上記ワークの孔に進入した上記前テーパ部に圧接嵌合してプルヘッドと上記ブローチの同芯性を確保するテーパ孔を備え、
   上記リトリュービングヘッドは、
   上記後テーパ部に圧接嵌合して上記リトリュービングヘッドと上記ブローチの同芯性を確保するテーパ孔を備えた、ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のブローチ加工装置。

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