JP4756677B2 - brooch - Google Patents
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Description
本発明は、切れ刃の刃丈方向の高さが軸方向に漸増する複数の切れ刃により、工作物の外面又は内面、又は外面又は内面に沿って設けられた溝を順次切削し、所定形状に切削加工するブローチの切れ刃形状に関し、更には、高硬度材の加工に適したブローチに関する。 The present invention sequentially cuts the outer surface or the inner surface of the workpiece or the groove provided along the outer surface or the inner surface with a plurality of cutting blades whose height in the blade height direction gradually increases in the axial direction, and has a predetermined shape. Further, the present invention relates to a broach suitable for processing a high hardness material.
ブローチ加工時にでる切り屑は、一般に切れ刃の幅より広がるのでワークの切削された面と接触して加工面を傷つけることになる。そこで切り屑を分断してこすらないようにしたり切り屑の排出を容易にするため、あるいは、丸ブローチのように全周からでる切りくずがリング状になり刃溝に詰って刃欠けの原因になることを防ぐために、チップブレーカとしてニック(切欠け)を荒刃、中仕上げ刃の上面に施工している。また、ニックの形状としては、U形ニック、V形ニック、平形ニック、面取りニックなどがある。また、各刃でのニックの配列も、同じ位置でなく千鳥や2刃とびに配列する等している。しかし、ニックのコーナー部分と後ろの刃が摩耗しやすい。そこで、ニックのコーナー部分を鈍角にしたり、丸みを設けたりしている(例えば特許文献1)。さらに特許文献2においては、荒切削刃の切れ刃形状を波状にし、かつ切削方向において前刃に対し波形状をシフトさせ、かつシフト量をP/6〜P/3の範囲とし荒切削刃と中間仕上刃の間に、荒切削刃による切削面を平滑にする中間刃を数刃設けている。すなわち波の凹部をニックに見立てて、切りくずの分断をおこない、また、コーナー部の摩耗を防止し、切れ刃の切削量を増している。
しかし、前述のようなニックを加工するためには、ニック用の砥石を準備し、さらに、ニック配置を千鳥状にずらすためには、複数の形状のニック用の砥石を使用するか、砥石位置を横方向にシフトして加工する必要があった。 However, in order to process the nicks as described above, a nicking wheel is prepared, and in order to shift the nick arrangement in a staggered manner, a nicking wheel with multiple shapes is used, It was necessary to process by shifting in the horizontal direction.
また、特許文献2のような波状切れ刃の場合は、波形状にされた総形形状砥石を刃上がり方向に移動させるとともに、横方向にシフトしなければならず、制御が難しく、加工も困難であり、精度が出しにくいという問題があった。
Further, in the case of the wavy cutting edge as in
さらに、35〜60HRC(ロックウエルC硬さ 以下同じ)という高硬度材の加工においては、切削代が数μm〜数十μmと小さく、また、ブローチ切れ刃の母材は粉末高速度工具鋼や、超硬合金等のワークよりさらに硬い材料であり、シフト等を伴う加工で、切れ刃の精度を確保するのが困難であった。 Further, in the processing of a high hardness material of 35-60 HRC (the same applies to the Rockwell C hardness below), the cutting allowance is as small as several μm to several tens of μm, and the base material of the broach cutting edge is powder high speed tool steel, It is a material harder than a workpiece such as cemented carbide, and it has been difficult to ensure the accuracy of the cutting edge in a process involving a shift or the like.
特に、ボール溝、スプライン等の軸穴用のブローチ等では、1つの砥石で、歯形形状に沿ってニック、または、波形状の刃を形成し、シフトさせることは困難である。このため、複数の歯形形状ごとに砥石を準備して各々転写加工する必要があったが、砥石の種類が多くなるという問題があった。 In particular, in a broach or the like for a shaft hole such as a ball groove or a spline, it is difficult to form a nick or wave shaped blade along the tooth profile and shift it with one grindstone. For this reason, it is necessary to prepare a grindstone for each of a plurality of tooth profile shapes and perform transfer processing, but there is a problem that the types of grindstones increase.
本発明の課題は、上記問題点に鑑みて、切り屑を確実に分断できるブローチにおいて、シフト等を極力避け、精度の高い切れ刃形状を有するブローチを提供することである。また、砥石の種類を少なくでき、加工の容易な形状の切れ刃を有するブローチを提供することである。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a broach having a highly accurate cutting edge shape, avoiding a shift or the like as much as possible, in a broach capable of reliably cutting chips . It is another object of the present invention to provide a broach having a cutting edge with a shape that can reduce the types of grindstones and can be easily processed.
本発明においては、切れ刃の刃丈方向高さが軸方向に漸増する複数の切れ刃が設けられたブローチにおいて、前記切れ刃の形状が第一の所定形状にされた複数の形状刃と、複数の分断刃と、が交互に配置され、前記複数の分断刃は、前記切れ刃の形状が第二の所定形状の外側切れ刃と、前記外側切れ刃より内側に形成された凹状切れ刃と、を有しており、第N番目の切れ刃である前記分断刃の外側切れ刃の刃丈方向の高さは、第N−1番目の切れ刃である前記形状刃の切れ刃の刃丈方向の高さより大きく、かつ前記凹状切れ刃の刃丈方向に最も低い部分の刃丈方向の高さは前記第N−1番目の切れ刃である形状刃の切れ刃の刃丈方向の高さより低くされ、第N+1番目の切れ刃である前記形状刃の刃丈方向の高さは、前記第N番目の切れ刃である分断刃の外側切れ刃の刃丈方向の高さとは同一又は小さく、かつ、前記N−1番目の切れ刃である形状刃の切れ刃の刃丈方向の高さより大きくされており、前記Nは、第1番目の切れ刃が分断刃の場合は、N≧3の奇数、第1番目の切れ刃が形状刃の場合は、N≧2の偶数とされたブローチを提供することにより前述した課題を解決した。
In the present invention, in a broach provided with a plurality of cutting edges in which the height of the cutting edge in the axial direction gradually increases in the axial direction, a plurality of shaped blades in which the shape of the cutting edge is a first predetermined shape, A plurality of cutting blades are alternately arranged, and the plurality of cutting blades include an outer cutting blade whose shape of the cutting edge is a second predetermined shape, and a concave cutting blade formed inside the outer cutting blade. The height in the blade length direction of the outer cutting edge of the cutting blade that is the Nth cutting edge is the height of the cutting edge of the shaped blade that is the N-1th cutting edge. greater than the direction of the height, and the height of the blade height direction of the lowest portion in the blade height direction of the concave cutting edge than the height of the blade height direction of the cutting edge of the shape cutter is the first N-1 th cutting edge is low, blade height direction height of the shaped blade is the (N + 1) th cutting edge, in the N-th cutting edge The height in the blade height direction of the outer cutting edge of the cutting blade is equal to or smaller than the height of the cutting blade of the shape blade that is the N-1th cutting blade, Is described above by providing a broach with an odd number of N ≧ 3 when the first cutting edge is a cutting edge and an even number of N ≧ 2 when the first cutting edge is a shaped blade. Solved the problem.
即ち、ニック等に相当する分断刃は連続して設けられるのではなく、所定形状の形状刃と交互に設けられる。凹状切れ刃の外側の外側切れ刃の部分で分断された部分に対し、凹状切れ刃部の外側が残る。この残った部分を形状切れ刃で削り取る。形状切れ刃の刃丈方向の高さは前の分断刃の外側切れ刃の刃丈方向の高さと同一又は小さいので、切削量は少ないかほとんどなく、切り屑は容易に排出される。次の分断刃の凹状切れ刃の外側の外側切れ刃の部分で分断し、凹状切れ刃部の外側が残り、この残った部分を形状切れ刃で削り取る。これを繰り返すことにより、切りくずが容易に排出される。凹状切れ刃位置は特定の位置でも、位置でなくても切りくず排出性は良好である。また、凹状切れ刃位置は特定の位置でなくてもよいが、砥石数や横シフト等を減ずるためには同位置が好ましい。なお、切削量は凹状切れ刃と外側切れ刃との比率による。例えば、切削量をできる限り均一にして、切削荷重を安定化させる場合は比率を同じ程度にする等適宜設定する。 That is, the cutting blades corresponding to nicks and the like are not provided continuously, but are provided alternately with the predetermined shape blades. The outer side of the concave cutting edge portion remains with respect to the portion divided by the outer cutting edge portion outside the concave cutting edge. The remaining part is scraped off with a shape cutting edge. Since the height of the shape cutting edge in the blade height direction is the same as or smaller than the height of the outer cutting edge of the previous cutting blade in the blade height direction , the cutting amount is small or little, and chips are easily discharged. The next cutting blade is divided at the outer cutting edge portion outside the concave cutting edge, and the outside of the concave cutting blade portion remains, and the remaining portion is scraped off by the shape cutting blade. By repeating this, chips are easily discharged. Even if the concave cutting edge position is not a specific position, the chip dischargeability is good. Further, the position of the concave cutting edge may not be a specific position, but the same position is preferable in order to reduce the number of grindstones and the lateral shift. The cutting amount depends on the ratio between the concave cutting edge and the outer cutting edge. For example, when the cutting amount is made as uniform as possible and the cutting load is stabilized, the ratio is set appropriately, for example.
ブローチの製作に当たっては、形状刃の加工は、第一の所定形状にされた砥石を刃丈方向に移動させるだけでよい。また、分断刃の加工は、第二の所定形状の外側切れ刃と凹状切れ刃にあわせた総形形状砥石を刃丈方向に移動させればよい。また、形状刃のみの総形形状砥石と、凹状切れ刃部のみを加工する総形形状砥石を用いて、1個おきに、凹状切れ刃を形成してもよい。いずれにおいても刃丈(切れ刃の高さが漸増する)方向の移動のみで加工ができシフト等を少なく、又は不要とすることができる。 In manufacturing the broach, the processing of the shaped blade only needs to move the first predetermined shape of the grindstone in the blade length direction. In addition, the cutting blade may be processed by moving an overall shape grindstone in accordance with the second predetermined shape outer cutting edge and concave cutting edge in the blade length direction. Moreover, you may form a concave cutting edge every other piece using the general shape grindstone only of a shape blade, and the general shape grindstone which processes only a concave cutting blade part. In any case, machining can be performed only by movement in the direction of the blade height ( the height of the cutting blade gradually increases), and shift or the like can be reduced or unnecessary.
また、請求項2にかかる発明においては、前記分断刃の最終刃に続いて、二刃以上の前記形状刃が設けられたブローチとした。即ち、所定の仕上げ形状を得るためには、分断刃を最終とする場合は、凹状切れ刃部側の切削残りが生じるので、最終分断刃の後に従来の中間刃に相当する形状刃を設ける。形状刃は一枚では、分断刃の切削残りが生じるので、二枚以上設けるのがよい。これにより、所定の形状を得ることができる。
Moreover, in the
さらに、請求項3に記載の発明においては、前記分断刃の最終刃に続いて設けられた数刃の前記形状刃に続き仕上げ刃群を設けたブローチとした。形状刃は仕上げ刃と同じ形状とすれば、数枚形状刃を設けることにより仕上げ刃とすることも可能である。しかし、荒、中加工と仕上げ加工では、切削方向や切削形状を異ならせる場合が多い。この場合は、さらに仕上げ用の切れ刃を必要とする。そこで、所定の形状にされた後に仕上げ加工をできるように仕上げ刃群を設けるようにした。
Further, according to the invention described in
また、請求項4に記載の発明においては、前記複数の分断刃の切れ刃の形状が同一とされているブローチとした。前述したように凹状切れ刃の形状位置を異ならせる必要がなく、刃丈方向のみの制御で加工できる。そこで、分断刃の形状刃の形状を全て同一とした。これにより、ブローチの分断刃と形状刃との加工に当たって、二種類の砥石を用意すればよい。
Moreover, in invention of
さらに、請求項5に記載の発明においては、前記第一の所定形状の前記凹状切れ刃の相当部分を除いた部分の形状と、前記第二の所定形状が同一形状であるブローチとした。これによれば、砥石成形等も容易である。また所定形状部を一つの総形形状砥石で加工し、凹状切れ刃部のみを別の総形形状砥石で加工するようにしてもよい。さらにまた、第一の所定形状がワークの仕上げ形状であるブローチとするとよい。これにより、容易に分断刃による切りくずの排出を容易にしながら、短い切削長とできる。
Furthermore, in the invention according to claim 5, a broach having a shape of a portion excluding a corresponding portion of the concave cutting edge of the first predetermined shape and the second predetermined shape is the same shape. According to this, grinding stone molding etc. are also easy. Alternatively, the predetermined shape portion may be processed with one general shape grindstone, and only the concave cutting edge portion may be processed with another general shape grindstone. Furthermore , it is good to set it as the broach whose 1st predetermined shape is the finishing shape of a workpiece | work . Thereby, it is possible to make the cutting length short while facilitating the discharge of chips by the cutting blade.
本発明においては、ニック等に相当する分断刃と所定形状の形状刃とを交互に設け、第N番目の切れ刃である前記分断刃の外側切れ刃の刃丈方向の高さは、第N−1番目の切れ刃である前記形状刃の切れ刃の刃丈方向の高さより大きく、かつ前記凹状切れ刃の刃丈方向に最も低い部分の刃丈方向の高さは前記第N−1番目の切れ刃である形状刃の切れ刃の刃丈方向の高さより低くされ、第N+1番目の切れ刃である前記形状刃の刃丈方向の高さは、前記第N番目の切れ刃である分断刃の外側切れ刃の刃丈方向の高さとは同一又は小さく、かつ、前記N−1番目の切れ刃である形状刃の切れ刃の刃丈方向の高さより大きくして、分断刃の凹状切れ刃による分断と、残された凹状切れ刃側部分の形状切れ刃による切削とを繰り返すように、切削上がりの(刃丈方向高さが漸増する)分断刃と形状刃を交互に配置し、切りくずの分断及び排出性を良好とさせるようにした。これによりブローチの切れ刃の加工にあたって、形状刃、分断刃の加工は、所定形状にされた砥石の刃丈方向の移動のみで加工ができシフト等は不要又は簡単であるので、精度の高い切れ刃形状を有するブローチを提供できるものとなった。また、加工が容易で、砥石の種類を少なくでき、コストが低く、加工精度の高いブローチとなった。
In the present invention, a cutting blade corresponding to a nick or the like and a blade having a predetermined shape are alternately provided, and the height in the blade height direction of the outer cutting blade of the cutting blade which is the Nth cutting blade is Nth The height in the blade height direction of the portion that is larger than the height in the blade height direction of the cutting blade of the shape blade that is the first cutting blade and that is the lowest in the blade height direction of the concave cutting blade is the N-1th blade. The height in the blade height direction of the shape blade that is the (N + 1) th cutting blade is lower than the height in the blade height direction of the cutting blade of the shape blade that is the cutting blade of the N + 1. The height of the outer cutting edge of the blade is the same as or smaller than the height of the cutting edge, and is larger than the height of the cutting edge of the shape blade of the N-1th cutting edge. The cutting process is repeated so that the cutting with the blade and the cutting with the shape of the remaining concave cutting edge side are repeated. Rino (blade height direction height increases gradually) arranged alternately cutting blade and shape blade, and so as to as good cutting and discharge of the chips. As a result, when processing the cutting edge of broach, the processing of the shaped blade and the cutting blade can be performed only by moving the grinding wheel in the specified shape in the blade height direction, and shifting is unnecessary or simple, so high-precision cutting is possible. A broach having a blade shape can be provided. In addition, the processing is easy, the types of grindstones can be reduced, the cost is low, and the broach has high processing accuracy.
また、請求項2にかかる発明においては、最終分断刃の後に従来の中間刃に代えて形状刃を二枚以上設け、所定の形状を得るようにしたので、分断刃による傷の少ない、又は傷のない加工精度の良好なブローチとなった。さらに、請求項3に記載の発明においては、さらに、仕上げ刃群を設けるようしたので、精度の高い加工ができるようになった。また、形状刃により理想的な荒又は中間加工とすることができるので、仕上げ刃の初期形状の自由度が増し、精度を確保し、ひいては切れ刃長さを短くすることができるものとなった。
Further, in the invention according to
また、請求項4に記載の発明においては、分断刃の形状刃を全て同一とすることにより、ブローチの切れ刃の加工に当たって、二種類の砥石を用意すればよいので、砥石管理、砥石手配の手間が少なくなり、また、品質管理も容易になった。さらに、請求項5に記載の発明においては、第一の所定形状の凹状切れ刃の相当部分を除いた部分の形状と、第二の所定形状を同一とし、砥石成形等も容易なので、設計や加工が容易である。さらにまた、第一の所定形状がワークの仕上げ形状と同一であるブローチとし、容易に分断刃による切りくずの排出を容易にしながら、短い切削長とできるので、従来と同様のブローチ盤で高精度加工も可能である。
Further, in the invention according to the fourth aspect, since all the cutting blades of the dividing blade are made the same, it is sufficient to prepare two kinds of grindstones when processing the cutting blade of the broach. There is less effort and quality control is easier. Furthermore, in the invention according to claim 5, the shape of the portion excluding the corresponding portion of the first predetermined shape of the concave cutting edge is the same as the second predetermined shape, and it is easy to form a grindstone. Easy to process. Furthermore , a broach whose first predetermined shape is the same as the finished shape of the workpiece can be made with a short cutting length while facilitating the discharge of chips by the cutting blade. Processing is also possible.
以上述べたように、本発明のブローチによれば、種々の形状のブローチ加工、種々の材質のブローチ加工に幅広く適用できるものとなった。また、高硬度材の仕上げ加工用の粉末高速度工具鋼製や超硬合金製の切れ刃をもつ難加工品のブローチを精度よく製作でき、削り代が小さくても精度がよく切れの良いブローチを提供するものとなった。従って、35〜55HRC、さらには60HRCという高硬度材ワークのブローチによる仕上げ加工の精度が向上する。なお、適宜切れ刃にTiN、TiCN、TiAlN等の硬質膜をコーティングするのが好ましいことはいうまでもない。 As described above, according to the broach of the present invention, it can be widely applied to broaching of various shapes and broaching of various materials. In addition, it is possible to accurately manufacture difficult-to-process broaches with cutting edges made of powdered high-speed tool steel or cemented carbide for finishing high-hardness materials. Became to provide. Therefore, the accuracy of the finishing process by broaching a high-hardness material workpiece of 35 to 55 HRC or even 60 HRC is improved. Needless to say, it is preferable to appropriately coat the cutting edge with a hard film such as TiN, TiCN, or TiAlN.
本発明は、表面加工や貫通穴加工にも応用できるが、表面や貫通穴の仕上げは従来のブローチ加工、リーマ加工、又、高硬度材の表面や貫通穴の仕上げは研削加工等で加工ができメリットは少ない。これに対して、本発明のブローチによれば、かかる従来の加工方法では加工しにくい溝加工、さらに高硬度材の溝加工を高精度に量産でき生産効率が高いという大きなメリットを有する。 The present invention can also be applied to surface processing and through-hole processing, but the finish of the surface and through-holes can be processed by conventional broaching and reamer processing, and the surface of high-hardness materials and through-holes can be processed by grinding. There are few benefits. On the other hand, according to the broach of the present invention, there is a great merit that the groove processing that is difficult to be processed by the conventional processing method and the groove processing of the high hardness material can be mass-produced with high accuracy and the production efficiency is high.
本発明の第一の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の平形キー溝ブローチの(a)は側面図、(b)は刃部の正面図、図2は荒刃の分断刃と形状刃の斜視図(説明のため誇張している)である。図1、2に示すように、平形キー溝ブローチ1は本体2の表面に加工溝寸法幅の刃幅Wを有する刃部3が長手方向に複数枚設けられている。本体2はつかみ部11、前部案内部12が形成され、さらに荒刃6、中仕上げ刃5、仕上げ刃4が順次後方(図で右方)に向かって設けられている。刃部3は、すくい面13、逃げ面14、背面15、刃の側面16等からなり、すくい面と逃げ面とで切れ刃7,8,9が形成されている。切れ刃7,8はほぼ直線状であり、切れ刃9は後述する形状刃9aの直線状の切れ刃9sと分断刃9bの外側切れ刃9cと凹状切れ刃9dとからなっており、刃の側面16には、被加工品の側面との接触を避けるための逃げが設けられている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A is a side view of a flat keyway broach of the present invention, FIG. 1B is a front view of a blade portion, and FIG. 2 is a perspective view of a rough cutting blade and a shape blade (exaggerated for explanation). ). As shown in FIGS. 1 and 2, the
仕上げ刃4の切れ刃7は直線とされ、複数の切れ刃の高さもほぼ同寸法刃であって、ワーク(加工物)の最終(仕上げ)形状である直線を加工する。中仕上げ刃5の切れ刃8は、仕上げ刃の切れ刃7とほぼ同形状であって、刃丈方向に切り込み量が設定されている。
The
図2に示すように、荒刃6の切れ刃9は、切れ刃の形状が直線(第一の所定形状)にされた複数の形状刃と9a、複数の分断刃9bとが交互に配置されている。複数の分断刃9bは、切れ刃の形状が直線(第二の所定形状)の外側切れ刃9cと、外側切れ刃より内側に形成されたV字形状の凹状切れ刃9dが設けられている。荒刃の第1刃9b(1)は分断刃、第2刃9a(2)は形状刃とされている。NはN≧3の奇数であって、第N番目の切れ刃である分断刃9b(N)の外側切れ刃9c(N)の刃丈方向の高さh(N)は、第N−1番目の切れ刃である形状刃9a(N−1)の切れ刃の刃丈方向の高さh(N−1)より大きく、かつ凹状切れ刃9d(N)の深さ(高さ)Z(N)は第N−1番目の切れ刃である形状刃9a(N−1)の切れ刃の刃丈方向の高さh(N−1)より深くされ、第N+1番目の切れ刃である形状刃9a(N+1)は、第N番目の切れ刃である分断刃9b(N)の外側切れ刃9c(N)の刃丈方向の高さより小さく、かつ、N−1番目の切れ刃である形状刃9a(N−1)の切れ刃の刃丈方向の高さより大きくされている。
As shown in FIG. 2, the cutting blade 9 of the rough blade 6 has a plurality of
荒刃の最終刃は分断刃とされ、さらに形状刃9aが3刃設けられ前述した中仕上げ刃5を形成している。さらに、中仕上げ刃5としての形状刃9aに続き前述したように、刃丈方向に同一高さの直線状切れ刃7を有する仕上げ刃4群が設けられている。各切れ刃の第一所定形状、凹状切れ刃部分を除いた第二所定形状、仕上げ刃形状は直線刃の同一形状とされている。
The final blade of the rough blade is a cutting blade, and further three shaped
かかるブローチを用いたキー溝の加工は次のように行われる。図3はキー溝加工の切れ刃の切り込み説明図である(説明のため誇張している)。図3において、点線で示す前案内溝21が加工されたワーク20にブローチ1の前部案内部12により位置合わせを行いながら荒刃6、中仕上げ刃5、仕上げ刃4を通過させ溝加工を行う。荒刃6の加工において、第1刃は分断刃9b(1)外側切れ刃9c(1)、9d(1)であり、V字の凹状切れ刃9d(1)の先端が前案内溝21より深くなる位置で、かつ中央のV字の部分(先端部22aは欠けている)を残してワーク20に切り込み右上がり斜線の符号22,22部分が切断排出される。次に第2刃9a(2)又は9a(N−1)形状刃の切れ刃9s(2)、9s(N−1)の刃丈方向の高さは、第1刃9b(1)の外側切れ刃9c(1)の刃丈方向の高さより小さいので、左上がり斜線の符号23部分即ちV字中央部の逆台形状部が切断排出される。
Processing of the key groove using such a broach is performed as follows. FIG. 3 is an explanatory view of the cutting edge of the keyway machining (exaggerated for explanation). In FIG. 3, the roughing blade 6, the intermediate finishing blade 5, and the
次に第3刃の分断刃の外側切れ刃9c(3)、9c(N)の刃丈方向の高さが第2刃の形状刃9a(2)又は9a(N−1)の形状刃の切れ刃9s(2)、9s(N−1)の刃丈方向の高さより大きく、V字の凹状切れ刃9d(3)又は9d(N)の第2刃の形状刃の切れ刃9s(2)又は9s(N−1)の形状刃の刃丈方向の高さより先端が深くなる位置で、かつ中央のV字の部分(先端部23bは欠けている)を残してワーク20に切り込み点描部の符号24,24部分が切断排出される。さらに、第4刃の形状刃の切れ刃9s(4)、9s(N+1)の刃丈方向の高さは、第3刃の外側切れ刃9c(3)の刃丈方向の高さより小さいので、右上がり斜線の符号25部分即ちV字中央部の逆台形状部が切断排出される。これを繰り返して溝を順次刃丈上がりに切削する。
Next, the height in the blade length direction of the
荒刃6の最終刃は分断刃の切れ刃9c(E)、9d(E)とされ、符号26,26部分を切断排出する。荒刃の最終刃に続いて、形状刃9aとおなじ直線切れ刃8を有する中仕上げ刃5により、残る描点部の符号27部分即ちV字(25b部が削除された)中央部の逆台形状部が切断排出し、さらに符号28,28,28を切断排出し、仕上げ刃4の切れ刃7により最終(仕上げ)形状30に仕上げ切削されキー溝加工を完了する。
The final blades of the rough blade 6 are the cutting
このように、本発明の実施の形態によれば、荒刃加工において、切屑が分断され切屑の排出性が良好となり工具寿命が延びる。また、ブローチの切れ刃は、直線断面の砥石と、V字形の凸面断面を有する砥石とを交互に用い、刃丈方向の高さを漸増させる場合は、砥石を順次上方(矢印方向)にシフトさせることにより容易に加工ができるものとなる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, in rough edge machining, chips are divided, chip discharge performance is improved, and tool life is extended. The cutting edge of the broach uses a grindstone with a straight cross section and a grindstone with a V-shaped convex cross section alternately. When the height in the blade length direction is gradually increased, the grindstone is sequentially shifted upward (arrow direction). By doing so, it can be easily processed.
なお、説明の簡単のため最終刃9b(E)はN=3となっているが、第1刃を形状刃とし、Nは2以上の偶数でもよいことはいうまでもない。荒刃6、中仕上げ刃5、仕上げ刃4の各枚数、削り代、は適宜設定される。また、同様にすくい面13、逃げ面14、背面15、刃の側面16、さらにランド等はそれぞれの刃部に応じた形状、寸法にされる。なお、外側切れ刃9cと凹状切れ刃9dとの接続点18は、円弧等にして角部をなくしてもよい。凹状切れ刃の形状は従来と同様な種々の形態が可能であることはいうまでもない。また、ワークは焼き入れ前の加工が容易な材料でも、焼き入れ後の高硬度材でもよい。特にワークが高硬度材の仕上げ加工において適用するのが好ましい。
Although the
次に本発明の第二の実施の形態について説明する。第二の実施の形態は、ワークとして熱処理し高硬度となっているCVT用のボール溝の仕上げ加工に本発明を適用した例を示すものである。図4は本発明のブローチで加工されるボール溝を有する高硬度材のワークの平面図、図5(a)はボール溝を仕上げ加工する本発明のブローチ工具の部分断面側面図(中心線より右側が側面図、中心線の左側が断面図)、(b)は(a)のA−A線断面図、図6はボール溝加工の切れ刃の切り込みの説明図(ボール溝の右半分を示し、左側は省略している。また、説明のため誇張している)である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment shows an example in which the present invention is applied to finishing of a CVT ball groove that has been heat-treated as a workpiece and has a high hardness. FIG. 4 is a plan view of a high-hardness workpiece having a ball groove processed by the broach of the present invention, and FIG. 5A is a partial sectional side view of the broach tool of the present invention for finishing the ball groove (from the center line). The right side is a side view, the left side of the center line is a cross-sectional view), (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of (a), FIG. The left side is omitted, and is exaggerated for the sake of explanation).
図4に示すようにワーク50は貫通穴50aに沿って3カ所に花弁状の小さい曲率半径のR形状を有するボール溝51が設けられている。ボール溝51のR形状は貫通穴軸心を通る線分に対して線対称に形成され、それぞれの中心は離心しており、ゴシックアーチ形状にされている。R形状同士の図上の交点には逃げ溝51aが設けられている。ワーク50の材質は鋼であり、ワークはあらかじめ内面ブローチ等により貫通穴50a、ボール溝51、逃げ溝61aが所定寸法に加工された後、熱処理され、斜線で示すボール溝の加工部の硬度が60HRC(ロックウェルCスケール)前後にされている。このボール溝51加工部には削り代が残されており、この加工部を本発明ブローチで仕上げ加工するものである。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、本発明ブローチ31は、前つかみ部41を有するブローチ本体32の円周上に切れ刃を有する3本のブレード43,43,43が配置され、ブレードの前つかみ部41側に設けられた前案内42とともに本体32の縦溝32aにボルト46で固定されている。ブレード43には、それぞれ、前つかみ部方向(図で下方向)に仕上げ刃34、中仕上げ刃35、荒刃36が順次設けられている。
As shown in FIG. 5, in the
ブレード43に設けられた各刃において、仕上げ刃34は、すくい面に隣接してR形状に沿ったフォームリリーフとされた逃げ面が形成され、加工物の最終R形状を加工する。中仕上げ刃35の切れ刃は、仕上げ刃34とほぼ同形状であって、仕上げ刃が同寸法刃であるのに対し、切込量、例えば8μm〜15μmが設定されている。切れ刃が設けられたブレード43の材質は超硬合金製であり、硬質被膜のコーティングが施されている。
In each blade provided on the
図6に示すように、荒刃36の切れ刃39は、切れ刃の形状がR形状(第一の所定形状)にされた複数の形状刃と39a、複数の分断刃39bとが交互に配置されている。複数の分断刃39bは、切れ刃の形状がR形状(第二の所定形状)の外側切れ刃39cと、外側切れ刃より内側に形成された凹状切れ刃39dが周方向に交互に設けられている。荒刃の第1刃39b(1)は分断刃、第2刃39a(2)は形状刃とされている。NはN≧3の奇数であって、第N番目の切れ刃である分断刃の外側切れ刃39c(N)の刃丈方向の高さは、第N−1番目の切れ刃である形状刃39aの切れ刃39s(N−1)の刃丈方向の高さより大きく、かつ凹状切れ刃39d(N)の刃丈方向に最も低い部分の刃丈方向の高さは第N−1番目の切れ刃である形状刃の切れ刃39s(N−1)の刃丈方向の高さより低くされ、第N+1番目の切れ刃である形状刃39a(N+1)の切れ刃39s(N+1)の刃丈方向の高さは、第N番目の切れ刃である分断刃39b(N)の外側切れ刃39c(N)の刃丈方向の高さより小さく、かつ、N−1番目の切れ刃である形状刃39aの切れ刃39s(N−1)の刃丈方向の高さより大きくされている。
As shown in FIG. 6, the
荒刃の最終刃は分断刃の切れ刃39c(E)、39d(E)とされ、さらに形状刃39aが3刃設けられ前述した中仕上げ刃35を形成している。さらに、中仕上げ刃35としての形状刃39aに続き前述したように、刃丈方向に同一高さのR状切れ刃37を有する仕上げ刃34群が設けられている。各切れ刃の第一所定形状、凹状切れ刃部分を除いた第二所定形状、仕上げ刃形状はR形状とされている。
The final edge of the rough edge is a
かかるブローチを用いたボール溝の加工は次のように行われる。図6において、前述したと同様に、点線で示す貫通穴50aに沿って、ブローチ31を通過させ溝加工を行う。荒刃36の加工において、第1刃は分断刃39b(1)であり、凹状切れ刃39d(1)の先端が前ボール溝51より深くなる位置で、かつ凹状部分(先端部52aは欠けている)を残してワーク50に切り込み横斜線の符号52,52部分が切断排出される。次に第2刃の形状刃39a(2)の切れ刃39s(2)又は39s(N−1)の刃丈方向の高さは、第1刃39b(1)の外側切れ刃39c(1)の刃丈方向の高さより小さいので、縦斜線の符号53部分即ち逆台形状部が切断排出される。
Processing of the ball groove using such a broach is performed as follows. In FIG. 6, as described above, the broaching 31 is passed along the through-
次に第3刃の分断刃の外側切れ刃39c(3)又は39c(N)の刃丈方向の高さが第2刃の形状刃39a(2)又は39a(N−1)の形状刃の切れ刃39s(2)又は39s(N−1)の刃丈方向の高さより大きく、凹状切れ刃39d(3)又は39d(N)の第2刃の形状刃の切れ刃39s(2)又は39s(N−1)より先端が深くなる位置で、かつ凹状部分(先端部55bは欠けている)を残してワーク50に切り込み点描部の符号54部分が切断排出される。さらに、第4刃の形状刃の切れ刃39s(4)又は39s(N+1)の刃丈方向の高さは、第3刃の外側切れ刃39c(3)又は39c(N)の刃丈方向の高さより小さいので、横斜線の符号55部分即ち逆台形状部が切断排出される。これを繰り返して溝を順次刃丈上がりに切削する。
Next, the height in the blade length direction of the
荒刃36の最終刃は分断刃の切れ刃39c(E)、39d(E)とされ、符号56部分を切断排出する。荒刃の最終刃に続いて、形状刃39aとおなじR形状切れ刃38を有する中仕上げ刃35により、残る描点部の符号57部分即ち逆台形状部(先端部55bがない)が切断排出し、さらに符号58を順次切断排出し、仕上げ刃34の切れ刃37により最終(仕上げ)形状60に仕上げ切削されボール溝加工を完了する。
The final blades of the
このように、本発明の第二の実施の形態によれば、焼き入れ後の高硬度材ワークのボール溝等の仕上げ加工において、荒刃加工中に高硬度の切屑が容易に分断され、また、切屑の排出性が良好となり仕上げ精度が良くなり、傷も少なくなり工具寿命が延び、ブローチ加工ができるので生産効率が飛躍的に向上する。また、第二の実施の形態の切れ刃の加工に当たっては、開き角が90度以下の凹R形状断面の砥石と、凸面断面を有する砥石とを交互に用い、ボール溝を中央より2分して、図6の矢印方向に砥石を順次シフトさせることにより容易にフォーム上がりに切れ刃が加工できる。従って、母材が超硬合金等の難削材であっても製造が容易になる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, in the finishing processing of the ball grooves and the like of the hardened material workpiece after quenching , the high-hardness chips are easily divided during the rough cutting, The chip discharge performance is improved, the finishing accuracy is improved, the scratches are reduced, the tool life is extended, and broaching can be performed, so that the production efficiency is dramatically improved. In processing the cutting edge according to the second embodiment, a grindstone having a concave R-shaped cross section with an opening angle of 90 degrees or less and a grindstone having a convex cross section are alternately used, and the ball groove is divided into two from the center. Te, can be easily processed is the cutting edge in the form up by sequentially shifting the grindstone in the direction of the arrow in FIG. Therefore, even if the base material is a difficult-to-cut material such as a cemented carbide, the manufacture becomes easy.
なお、直線刃の場合と同様、説明の簡単のため最終刃39b(E)はN=3となっているが、第1刃を形状刃とし、Nは2以上の偶数でもよいことはいうまでもない。荒刃36、中仕上げ刃35、仕上げ刃34の各枚数、削り代、形状、寸法等は適宜設定される。また、凹状切れ刃は曲線とし、全体として波状としてもよいが、直線等種々の形状が選択できる。
As in the case of the straight blade, the
図7は本発明の第三の実施の形態を示すスプライン溝加工の切れ刃の切り込み説明図である(スプライン溝の右半分を示し、左側は省略している。また、説明のため誇張している)。第三の実施の形態はボール溝に変えてスプライン溝とした場合の例を示すものである。溝形状がゴシックアーチ形状からインボリュート曲線となった他はボール溝の場合と同じであるので同符号を付し説明を省略する。図7に示すように、本発明は、ボール溝、スプライン溝、ギヤ歯面等の種々溝加工、特に高硬度材のブローチによる仕上げ溝加工を精度良く、ブローチ製作も容易なブローチを提供するものとなった。 FIG. 7 is an explanatory view of the cutting edge of the spline groove machining showing the third embodiment of the present invention (the right half of the spline groove is shown and the left side is omitted. ) The third embodiment shows an example in which a spline groove is used instead of a ball groove. Since the groove shape is the same as that of the ball groove except that the groove shape is changed from a gothic arch shape to an involute curve, the same reference numerals are given and description thereof is omitted. As shown in FIG. 7, the present invention provides a broach with high precision and easy broach manufacture, such as various groove processing of ball grooves, spline grooves, gear tooth surfaces, etc., in particular, finishing groove processing with a broach of high hardness material. It became.
1、31 ブローチ
4、34 仕上げ刃(群)
5、35 分断刃の最終刃に続いて設けられた二刃以上の形状刃(中仕上げ刃)
9、39 切れ刃
9a、39a 分断刃
9a(E)、39a(E) 最終刃
9b、39b 形状刃
9c、39c 外側切れ刃
9d、39d 凹状切れ刃
9s、39s 形状刃の切れ刃
30、60 ワークの最終(仕上げ)形状
Z 凹状切れ刃の刃丈方向に最も低い部分の刃丈方向の高さ
1,31
5, 35 Shaped blades (mid-finished blades) with two or more blades provided after the final cutting blade
9, 39
Claims (5)
前記Nは、第1番目の切れ刃が分断刃の場合は、N≧3の奇数、第1番目の切れ刃が形状刃の場合は、N≧2の偶数であることを特徴とするブローチ。 In a broach provided with a plurality of cutting blades whose height in the height direction of the cutting blade gradually increases in the axial direction, a plurality of cutting blades whose shape of the cutting blade is a first predetermined shape, a plurality of cutting blades, Are arranged alternately, and the plurality of cutting blades include an outer cutting blade whose second cutting edge has a second predetermined shape, and a concave cutting blade formed inside the outer cutting blade. The height in the blade length direction of the outer cutting edge of the cutting blade that is the Nth cutting blade is larger than the height in the blade height direction of the cutting blade of the shaped blade that is the N-1th cutting blade. and the height of the blade height direction of the lowest portion in the blade height direction of the concave cutting edge is lower than the height of the blade height direction of the cutting edge of the first N-1 th shape blade is cutting edge, the (N + 1) The height in the blade height direction of the shaped blade that is the th cutting edge is the outer cutting edge of the cutting blade that is the Nth cutting edge. The height of the blade height direction of the blade the same or smaller, and are greater than the blade height direction height of the cutting edge of the N-1 th shape blade is cutting edge,
N is an odd number of N ≧ 3 when the first cutting edge is a cutting edge, and N is an even number of N ≧ 2 when the first cutting edge is a shaped blade.
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