JP4704070B2

JP4704070B2 - ブローチ加工方法

Info

Publication number: JP4704070B2
Application number: JP2005055527A
Authority: JP
Inventors: 浩二西畑; 雅明大塚; 浩二横関
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: JP2006239785A

Description

本発明は、ブローチ加工方法に関する。

ブローチを上方から下降させて、被加工部品の縦向きの中空孔にスプラインやセレーション等を加工するブローチ加工では、被加工部品とブローチに大量の切削油をかけて、６〜８ｍ／ｍｉｎ程度の低速で加工を行なっていたが、近年、生産性を向上させるために加工速度を１０ｍ／ｍｉｎ以上に高速化する傾向があり、最大で６０ｍ／ｍｉｎ程度の高速で加工を行なう場合もある。

ブローチ加工される被加工部品には、自動車のハブユニット等のユニット組立品があり、このようなユニット組立品では、加工される中空孔のＢＰＤの要求公差が非常に厳しい。また、ユニット組立品では、加工中に切削油や切り粉が軸受部等の内部に入る恐れがあるので、大量の切削油をかけることができない（例えば、特許文献１参照）。

一方、供給される切削工具としてのブローチの刃物寸法（オーバーピン寸法）にも公差があり、上述したようなＢＰＤの要求公差が厳しい被加工部品をブローチ加工する場合は、刃物寸法が公差の上下限に近いブローチは使用しないようにしている。

特開２００４−１２２３４５号公報

上述したような１０ｍ／ｍｉｎ以上の高速で加工を行なうブローチ加工では、加工中にブローチの温度が上昇し、従来は問題とならなかったブローチの熱膨張によって、刃物寸法が十分に公差内のブローチを使用しても、ブローチ加工された中空孔のＢＰＤが要求公差を外れることがある。特に、大量の切削油をかけることができず、ＢＰＤの要求公差も厳しいユニット組立品では、ＢＰＤが要求公差から外れやすくなる。

そこで、本発明の課題は、大量の切削油をかけずに高速で加工を行なっても、高精度のＢＰＤで中空孔を加工できるブローチ加工方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、ブローチを上方から下降させて、被加工部品の縦向きの中空孔を加工するブローチ加工方法において、前記ブローチの温度を検出し、この検出されたブローチの温度に基づいて、冷却油をブローチに直接噴射して、前記ブローチの温度を所定の目標温度に制御する方法を採用した。

すなわち、ブローチの温度を検出し、この検出されたブローチの温度に基づいて、冷却油をブローチに直接噴射して、ブローチの温度を所定の目標温度に制御することにより、ブローチの熱膨張量を一定に調整し、大量の切削油をかけずに高速で加工を行なっても、高精度のＢＰＤで中空孔を加工できるようにした。

前記ブローチに噴射する冷却油の温度を調節して、前記ブローチの温度を目標温度に制御することにより、より少ない冷却油の噴射量で効率的にブローチの熱膨張量を一定に調整することができる。

前記ブローチの公差に対する刃物寸法に応じて、前記ブローチの目標温度を変えることにより、刃物寸法が公差の上限に近いブローチの場合は目標温度を低く、刃物寸法が公差の下限に近いブローチの場合は目標温度を高くして、刃物寸法が公差の上下限に近いブローチを使用しても、高精度のＢＰＤで中空孔を加工することができる。

前記被加工部品の温度を検出し、この検出した被加工部品の温度に応じて、前記ブローチの目標温度を変えることにより、被加工部品の温度の違いに伴う熱収縮差によるＢＰＤの精度低下を防止することができる。

前記冷却油を前記ブローチに斜め上向きに噴射することにより、上方から下降するブローチの下向きの刃部内の切り粉を洗い出しやすくすることができる。

前記冷却油を前記被加工部品の下側で前記ブローチに噴射することにより、被加工部品がユニット組立品である場合に、冷却油や冷却油に混じった切り粉がその内部に入るのを防止することができる。

前記被加工部品の上側をカバーで覆うことによっても、被加工部品がユニット組立品である場合に、冷却油や冷却油に混じった切り粉がその内部に入るのを防止することができる。

前記下降させたブローチを加工後に上昇させて上方へ戻すときに、前記冷却油の噴射位置よりも上方で前記ブローチにエアーを噴射し、ブローチに付着する冷却油の量を調整することにより、次の加工時に下降するブローチから部品への冷却油の滴下を防止することができる。また、前の加工時にブローチに付着した切り粉を吹き落とすこともできる。

本発明のブローチ加工方法は、ブローチの温度を検出し、この検出されたブローチの温度に基づいて、冷却油をブローチに直接噴射して、ブローチの温度を所定の目標温度に制御するようにしたので、ブローチの熱膨張量を一定に調整して、大量の切削油をかけずに高速で加工を行なっても、高精度のＢＰＤで中空孔を加工することができる。

前記ブローチに噴射する冷却油の温度を調節して、ブローチの温度を目標温度に制御することにより、より少ない冷却油の噴射量で効率的にブローチの熱膨張量を一定に調整することができる。

前記冷却油を被加工部品の下側でブローチに噴射することにより、被加工部品がユニット組立品である場合に、冷却油や冷却油に混じった切り粉がその内部に入るのを防止することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このブローチ加工方法は、図１に示すように、架台１上の受け台２に支持されたユニット組立品１１を高速でブローチ加工するものであり、ブローチ３は上方から下降してユニット組立品１１の縦向きの中空孔１１ａにスプラインやセレーションを加工する。

前記ブローチ３は上部を上部チャック４ａで把持されて下降し、ユニット組立品１１の中空孔１１ａと架台１の中心孔１ａに挿通されたときに、下部を中心孔１ａの下方に設けられた下部チャック４ｂで把持され、こののち、下部チャック４ｂで下方へ引き抜かれるときに、その刃部３ａで中空孔１１ａを加工する。中空孔１１ａを加工したブローチ３は、その上部が架台１の下側に入るまで下方へ引き抜かれる。

前記架台１の下側には、ユニット組立品１１の下側でブローチ３に冷却油を斜め上向きに直接噴射する冷却油ノズル５が設けられ、架台１の上には、シリンダ６によって中心孔１ａの位置に進退し、後述するように、加工後に上方へ戻されるブローチ３にエアーを噴射するエアーノズル７が設けられている。

また、前記架台１の上方には、ブローチ３の温度を検出する温度センサ８ａと、被加工部品であるユニット組立品１１の温度として外気温を検出する温度センサ８ｂとが設けられ、これらの検出出力がブローチ３の制御装置９に入力されるようになっており、後述するように、制御装置９は、これらの検出出力に基づいて、冷却油ノズル５に供給される冷却油の温度を調節し、ブローチ３の温度を目標温度θ_Ｂに制御する。

図２は、前記ユニット組立品１１の中空孔１１ａをブローチ３の刃部３ａで加工している状態を拡大して示す。このユニット組立品１１は自動車のハブユニット用のものであり、軸部１２ａと車輪を支持するフランジ１２ｂを一体に形成したハブ１２と、軸部１２ａに外嵌された内輪１３と、軸部１２ａおよび内輪１３の外径側で対向し、懸架装置のナックルに結合されるフランジ１４ａを形成した外輪１４と、外輪１４と軸部１２ａおよび内輪１３との間に介装され、転がり軸受を構成する２列のボール１５と、ハブ１２のフランジ１２ｂに螺着されたハブボルト１６とから成る。加工中のユニット組立品１１は、転がり軸受部に冷却油や切り粉が侵入しないように、上側をカバー１７で覆われている。

図３は、前記加工後のブローチ３を上昇させて上方へ戻す状態を示す。前記ブローチ３の上部が架台１の下側まで引き抜かれたときに、加工を終了したユニット組立品１１を支持する受け台２が中心孔１ａの位置から後退するとともに、そのあとの中心孔１ａの位置へエアーノズル７がシリンダ６によって前進する。こののち、下部を下部チャック４ｂで把持されたブローチ３は上方へ上昇し、さらに上部を上部チャック４ａで把持されて元の位置に戻る。このとき、ブローチ３に冷却油ノズル５から冷却油が斜め上向きに噴射されるとともに、その上方でエアーノズル７からエアーが噴射され、ブローチ３の刃部３ａに入り込んだ切り粉が冷却油で洗い出されるとともにエアーで吹き飛ばされる。また、このとき噴射される冷却油は次の加工用としてブローチ３に付着し、その付着量がエアーノズル７からのエアーの噴射によって適正に調整される。ブローチ３が上昇して元の位置に戻されると、次にブローチ加工されるユニット組立品１１を支持した受け台２が、エアーノズル７が後退したあとの中心孔１ａの位置に前進し、図１に示したように、次のユニット組立品１１の中空孔１１ａが再び下降するブローチ３によって加工される。

図４は、前記制御装置９によってブローチ３の温度を目標温度θ_Ｂに制御するフローチャートを示す。制御装置９は、使用されるブローチ３の刃物寸法が予め入力されており、まず、この入力された刃物寸法をその公差と比較し（ステップ１）、ブローチ３の目標温度θ_Ｂを、刃物寸法が公差の上限に近いときは低く、公差の下限に近いときは高く、その他の公差の中央近くのときはこれらの中間値に設定する（ステップ２）。次に、外気温を検出する温度センサ８ｂの検出出力に基づいて、外気温すなわち被加工部品の温度が高く、加工後の熱収縮代が大きいときは目標温度θ_Ｂを高目に、外気温が低く加工後の被加工部品の熱収縮代が小さいときは目標温度θ_Ｂを低目に調整する（ステップ３）。

こののち、前記ブローチ３の目標温度θ_Ｂに応じて、冷却油ノズル５に供給される冷却油の温度を調節し（ステップ４）、温度センサ８ａで検出されるブローチ３の温度を目標温度θ_Ｂとするように冷却油ノズル５から冷却油を噴射する（ステップ５）。この冷却油の噴射は、図１に示したブローチ３を下降させて加工するときも、図３に示したブローチ３を上昇させて戻すときも行なわれ、加工に伴う発熱によるブローチ３の熱膨張量が、次の被加工部品を加工するまでに一定に調整される。

上述した実施形態では、被加工部品を自動車のハブユニット用のユニット組立品としたが、本発明に係るブローチ加工方法は、任意の被加工部品に適用することができる。また、ブローチへの冷却油の噴射は、被加工部品の上側で行なうこともできる。

ブローチ加工方法の実施形態を示す縦断面図図１のユニット組立品をブローチ加工している状態を拡大して示す縦断面図図１のブローチを上昇させて上方へ戻す状態を示す縦断面図図１および図３のブローチの温度を制御する手順を示すフローチャート

符号の説明

１架台
１ａ中心孔
２受け台
３ブローチ
３ａ刃部
４ａ、４ｂチャック
５冷却油ノズル
６シリンダ
７エアーノズル
８ａ、８ｂ温度センサ
９制御装置
１１ユニット組立品
１１ａ中空孔
１２ハブ
１２ａ軸部
１２ｂフランジ
１３内輪
１４外輪
１４ａフランジ
１５ボール
１６ハブボルト
１７カバー

Claims

ブローチを上方から下降させて、被加工部品の縦向きの中空孔を加工するブローチ加工方法において、前記ブローチの温度を検出し、この検出されたブローチの温度に基づいて、冷却油をブローチに直接噴射して、前記ブローチの温度を所定の目標温度に制御するようにしたことを特徴とするブローチ加工方法。
前記ブローチに噴射する冷却油の温度を調節して、前記ブローチの温度を目標温度に制御するようにした請求項１に記載のブローチ加工方法。
前記ブローチの公差に対する刃物寸法に応じて、前記ブローチの目標温度を変えるようにした請求項１または２に記載のブローチ加工方法。
前記被加工部品の温度を検出し、この検出した被加工部品の温度に応じて、前記ブローチの目標温度を変えるようにした請求項１乃至３のいずれかに記載のブローチ加工方法。
前記冷却油を前記ブローチに斜め上向きに噴射するようにした請求項１乃至４のいずれかに記載のブローチ加工方法。
前記冷却油を前記被加工部品の下側で前記ブローチに噴射するようにした請求項１乃至５のいずれかに記載のブローチ加工方法。
前記被加工部品の上側をカバーで覆うようにした請求項１乃至６のいずれかに記載のブローチ加工方法。
前記下降させたブローチを加工後に上昇させて上方へ戻すときに、前記冷却油の噴射位置よりも上方で前記ブローチにエアーを噴射し、ブローチに付着する冷却油の量を調整するようにした請求項１乃至７のいずれかに記載のブローチ加工方法。