JP4804917B2 - brooch - Google Patents

brooch Download PDF

Info

Publication number
JP4804917B2
JP4804917B2 JP2005378181A JP2005378181A JP4804917B2 JP 4804917 B2 JP4804917 B2 JP 4804917B2 JP 2005378181 A JP2005378181 A JP 2005378181A JP 2005378181 A JP2005378181 A JP 2005378181A JP 4804917 B2 JP4804917 B2 JP 4804917B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
cutting edge
workpiece
broach
groove depth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005378181A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007175826A (en
Inventor
智聡 上井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Jukogyo KK filed Critical Fuji Jukogyo KK
Priority to JP2005378181A priority Critical patent/JP4804917B2/en
Publication of JP2007175826A publication Critical patent/JP2007175826A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4804917B2 publication Critical patent/JP4804917B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)

Description

本発明は、長尺状の軸部に複数の切れ刃が軸部の軸方向に沿って配列されたブローチに関する。 The present invention relates to a blow switch a plurality of cutting edges on the shaft of the elongated are arranged along the axial direction of the shaft portion.

図18は、ブローチ200に作用する切削荷重を説明する図、図19は、ブローチ200に生ずる撓みを説明する図である。ブローチ200は、長尺状の軸部211から突出した複数の切れ刃210が軸方向に所定間隔をおいて複数段をなすように配列されており、各切れ刃210が軸部211の前部から後部に移行するに従い相似的に拡大するように形成されている。   FIG. 18 is a diagram for explaining a cutting load acting on the broach 200, and FIG. 19 is a diagram for explaining a bending that occurs in the broach 200. In the broach 200, a plurality of cutting blades 210 protruding from the long shaft portion 211 are arranged in a plurality of stages at predetermined intervals in the axial direction, and each cutting blade 210 is a front portion of the shaft portion 211. It is formed to expand in a similar manner as it moves from the rear to the rear.

そして、軸部211の前端部分である前掴み部201をブローチ加工機のクランプ部位にて強固にクランプして切削加工方向である軸方向前側に向かって移動させることによってワーク100にブローチ加工を施すように構成されている。   Then, the front grip part 201 which is the front end portion of the shaft part 211 is firmly clamped at the clamping part of the broaching machine and moved toward the front side in the axial direction which is the cutting direction, so that the workpiece 100 is broached. It is configured as follows.

また、ブローチ200の前掴み部201とブローチ200の後端部分である後掴み部202とをクランプして軸方向前側に向かって移動させることによってワーク100にブローチ加工を施すブローチ200もある。   There is also a broach 200 that performs broaching on the workpiece 100 by clamping and moving the front gripping portion 201 of the broach 200 and the rear gripping portion 202 that is the rear end portion of the broach 200 toward the front side in the axial direction.

そして、従来より、ブローチの各切れ刃を構成する工具材質を超硬合金とし、各切れ刃を硬質皮膜でコーティングすることによって、チッピング等の異常摩耗を抑制しブローチの工具寿命を延ばす技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。超硬ブローチは、規定以上の摩耗状態や過大な切り込み量で切削したり、衝撃などが付加されると、通常のブローチよりも切れ刃の刃先が欠けやすいという特性を有している。   Conventionally, there is known a technology that extends the tool life of the broach by suppressing the abnormal wear such as chipping by coating the cutting edge with a hard coating made of cemented carbide as the tool material constituting each cutting edge of the broach. (For example, refer to Patent Document 1). The carbide broach has a characteristic that the cutting edge of the cutting edge is more easily chipped than a normal broach when it is cut with an excessive wear amount or an excessive cutting amount or an impact is applied.

特開2001−239425号公報JP 2001-239425 A

ブローチ加工中の切れ刃210には、図18に示すように、ワーク100から切削荷重としてブローチ200の軸方向の荷重である主分力Fと軸方向に直交する方向の荷重である背分力Wとが作用する。   As shown in FIG. 18, the cutting edge 210 during broaching has a back component force that is a load in a direction orthogonal to the main component force F that is the axial load of the broach 200 as a cutting load from the workpiece 100. W works.

かかる背分力Wは、図19(a)に示すように、例えば加工条件がブローチ200の前掴み部201のみをクランプして軸方向前側に向かってブローチ200を移動させる前掴み方式の場合には、ブローチ200の後側に移行するに従い漸次撓み量が大きくなってブローチ200の後端部分に最大撓み量δ1となる撓みを生じさせる。   As shown in FIG. 19A, the back component force W is, for example, when the processing condition is a front gripping method in which only the front gripping portion 201 of the broach 200 is clamped and the broach 200 is moved toward the front side in the axial direction. , The amount of bending gradually increases as it shifts to the rear side of the broach 200, and causes the rear end portion of the broach 200 to become the maximum amount of bending δ 1.

また、図19(b)に示すように、加工条件がブローチ200の前掴み部201と後掴み部202をクランプして軸方向前側に向かって所定の移動速度及び荷重でブローチ200を移動させる両掴み方式の場合には、軸方向中央部分が最大撓み量δ2となる撓みを生じさせる。   Further, as shown in FIG. 19B, the processing conditions are such that the front gripping part 201 and the rear gripping part 202 of the broach 200 are clamped and the broach 200 is moved at a predetermined moving speed and load toward the front side in the axial direction. In the case of the gripping method, a deflection in which the central portion in the axial direction has a maximum deflection amount δ2 is generated.

ブローチ200の撓みは、切れ刃210に作用する背分力Wをさらに増大させ、切れ刃210の刃先に局所的な圧縮応力を発生させ、切れ刃210にチッピング等の異常摩耗を発生させ進行させる要因となっていた。   The bending of the broach 200 further increases the back component force W acting on the cutting edge 210, generates a local compressive stress on the cutting edge of the cutting edge 210, generates abnormal wear such as chipping on the cutting edge 210, and advances it. It was a factor.

従って、例えば、加工条件が前掴み方式の場合には、ブローチ200の軸方向後側領域に最大撓みが発生し、一般的には殆ど摩耗しない最終仕上げ刃にチッピング等の異常摩耗が生じ、その異常摩耗に起因してワーク寸法精度が変化して、通常摩耗よりも短期にブローチ200の工具寿命に至るおそれがあった。   Therefore, for example, when the processing condition is the front gripping method, the maximum deflection is generated in the rear area in the axial direction of the broach 200, and abnormal wear such as chipping occurs in the final finished blade which is generally hardly worn. The workpiece dimensional accuracy may change due to abnormal wear, and the tool life of the broach 200 may be shortened in a shorter time than normal wear.

また、加工条件が両掴み方式の場合には、撓み量が最大となるブローチ200の軸方向中央領域に配設された切れ刃210に、最初に微少のチッピングが発生し、その後に急激に摩耗に至って異常摩耗となり、その後方の切れ刃210の切り込み量が増大して、後方の切れ刃210に次々に摩耗が移り、通常摩耗よりも短期にブローチ200の工具寿命に至るおそれがあった。   In addition, when the processing condition is the double gripping method, a slight chipping is first generated on the cutting edge 210 disposed in the central region in the axial direction of the broach 200 where the amount of bending becomes maximum, and then suddenly wears. As a result, abnormal wear occurs, the amount of cutting of the rear cutting edge 210 increases, the wear moves to the rear cutting edge 210 one after another, and the tool life of the broach 200 may be shortened in a shorter time than normal wear.

そして、超硬ブローチの場合は、ブローチの撓みに起因して加えられる衝撃により切れ刃が欠損し、通常摩耗よりも短期にブローチの寿命に至るおそれがあった。   In the case of a carbide broach, the cutting edge is lost due to the impact applied due to the bending of the broach, and there is a risk that the life of the broach will be shortened in a shorter time than normal wear.

従って、これらの問題に鑑みてなされた本発明の目的は、ブローチの撓みに起因した工具寿命の低下を抑制することができるブローチを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention was made in view of these problems is to provide a blow switch capable of suppressing the reduction in resulting from tool life deflection brooch.

上記課題を解決する請求項1に記載の発明によるブローチは、長尺状の軸部に複数の切れ刃が前記軸部の軸方向に沿って配列されるとともに前記軸部の前端部と後端部がクランプされて、断面が凸状に湾曲する一対の縦壁部及び該縦壁部の先端部分間を結ぶ底壁部を有する凹溝が形成されたワークに対して相対的に前記軸部の軸方向に沿って軸方向前側に移動させることにより前記各切れ刃によって前記ワークを切削して前記ワークにブローチ加工を施すブローチにおいて、前記軸部の軸方向前側領域に配設されると共に、前記一対の縦壁部の溝深さ方向中間部分に向けて突出して該溝深さ方向中間部分をそれぞれ溝幅方向である取り代方向に向かって切削する第1の切れ刃と、前記軸部の軸方向中央領域に配設されると共に、前記第1の切れ刃による前記ワークのワーク切削面積よりも切削面積が小さく設定された第2の切れ刃とを有し、前記第2の切れ刃は、前記凹溝の縦壁部を該凹溝の溝深さ方向中間部分から溝深さ方向先端部分及び溝深さ方向基端部分のそれぞれに向かって前記一対の縦壁部の湾曲に沿う切削幅方向に沿って切削することを特徴とする。 Broach with the first aspect for solving the above-mentioned problems, the front end portion and the rear end of Rutotomoni the shank plurality of cutting edges are arranged along the axial direction of the shaft portion in the shaft portion of the elongated The shaft portion is relatively relative to the workpiece in which the portion is clamped and a concave groove having a pair of vertical wall portions curved in a convex shape and a bottom wall portion connecting the tip portions of the vertical wall portions is formed. In the broach for cutting the workpiece by the cutting blades and performing broaching on the workpiece by moving it forward in the axial direction along the axial direction of the shaft, and disposed in the axial front region of the shaft portion, A first cutting edge that protrudes toward an intermediate portion in the groove depth direction of the pair of vertical wall portions and cuts the intermediate portion in the groove depth direction toward a machining allowance direction that is a groove width direction; and the shaft portion. Disposed in the central region in the axial direction of the first cut A second cutting edge whose cutting area is set to be smaller than a workpiece cutting area of the workpiece by the blade, and the second cutting edge has a vertical wall portion of the concave groove and a groove depth of the concave groove. It cuts along the cutting width direction which follows the curve of a pair of above-mentioned vertical wall part toward each of a groove depth direction tip part and a groove depth direction base end part from a direction middle part .

請求項2に記載の発明によるブローチは、長尺状の軸部に複数の切れ刃が前記軸部の軸方向に沿って配列されるとともに前記軸部の前端部と後端部がクランプされて、断面が凸状に湾曲する一対の縦壁部及び該縦壁部の先端部分間を結ぶ底壁部を有する凹溝が形成されたワークに対して相対的に前記軸部の軸方向に沿って軸方向前側に移動させることにより前記各切れ刃によって前記ワークを切削して前記ワークにブローチ加工を施すブローチにおいて、前記軸部の軸方向前側領域に配設されると共に、前記一対の縦壁部の溝深さ方向基端部分及び溝深さ方向先端部分のそれぞれに向けて突出して前記溝深さ方向基端部分及び前記溝深さ方向先端部分をそれぞれ溝幅方向である取り代方向に向かって切削する第1の切れ刃と、前記軸部の軸方向中央領域に配設されると共に、前記第1の切れ刃による前記ワークのワーク切削面積よりもワーク切削面積が小さく設定された第2の切れ刃とを有し、前記第2の切れ刃は、前記凹溝の縦壁部を該凹溝の溝深さ方向基端部分及び溝深さ方向先端部分のそれぞれから溝深さ方向中間部分に向かって前記一対の縦壁部の湾曲に沿う切削幅方向に沿って切削することを特徴とする。 In the broach according to the second aspect of the present invention , a plurality of cutting blades are arranged on the long shaft portion along the axial direction of the shaft portion, and the front end portion and the rear end portion of the shaft portion are clamped. , Along the axial direction of the shaft portion relative to the workpiece formed with a concave groove having a pair of vertical wall portions curved in a convex shape and a bottom wall portion connecting the tip portions of the vertical wall portions. In the broach for cutting the workpiece with each of the cutting edges by moving the workpiece forward in the axial direction and broaching the workpiece, the broach is disposed in the axial front region of the shaft portion, and the pair of vertical walls Projecting toward the groove depth direction proximal end portion and the groove depth direction distal end portion of the groove, and projecting the groove depth direction proximal end portion and the groove depth direction distal end portion in the machining allowance direction, which is the groove width direction, respectively. First cutting edge that cuts toward the axial direction of the shaft portion A second cutting edge disposed in a central region and having a workpiece cutting area set smaller than a workpiece cutting area of the workpiece by the first cutting edge, Cutting width of the vertical wall portion of the concave groove along the curvature of the pair of vertical wall portions from the groove depth direction proximal end portion and the groove depth direction distal end portion toward the groove depth direction intermediate portion. It is characterized by cutting along the direction .

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のブローチにおいて、前記軸部の軸方向後側領域に配設された第3の切れ刃を更に有し、該第3の切れ刃は、前記凹溝の縦壁部を溝深さ方向に亘って前記取り代方向に向かって切削する形状を有し、当該第3の切れ刃によるワーク切削面積が前記第2の切れ刃によるワーク切削面積よりも大きく設定されたことを特徴とする。 The invention described in claim 3 is the broach according to claim 1 or 2, further comprising a third cutting edge disposed in an axial rear side region of the shaft portion, and the third cutting edge. Has a shape in which the vertical wall portion of the concave groove is cut in the direction of the cutting allowance over the groove depth direction, and the workpiece cutting area by the third cutting edge is the workpiece by the second cutting edge. It is characterized by being set larger than the cutting area .

請求項4に記載の発明によるブローチは、長尺状の軸部に複数の切れ刃が前記軸部の軸方向に向かって配列されるとともに前記軸部の前端部のみがクランプされて、断面が凸状に湾曲する一対の縦壁部及び該縦壁部の先端部分間を結ぶ底壁部を有する凹溝が形成されたワークに対して相対的に前記軸部の軸方向に沿って軸方向前側に移動させることにより前記各切れ刃によって前記ワークを切削して前記ワークにブローチ加工を施すブローチにおいて、前記軸部の軸方向前側領域に配設されると共に、前記一対の縦壁部の溝深さ方向中間部分に向けて突出して該溝深さ方向中間部分をそれぞれ溝幅方向である取り代方向に向かって切削する第1の切れ刃と、前記軸部の軸方向後側領域に配設されると共に、前記第1の切れ刃による前記ワークのワーク切削面積よりもワーク切削面積が小さく設定された第2の切れ刃とを有し、前記第2の切れ刃は、前記凹溝の縦壁部を該凹溝の溝深さ方向中間部分から溝深さ方向先端部分及び溝深さ方向基端部分のそれぞれに向かって前記一対の縦壁部の湾曲に沿う切削幅方向に沿って切削することを特徴とする。 The broach according to the invention described in claim 4 has a plurality of cutting edges arranged in an elongated shaft portion in the axial direction of the shaft portion, and only the front end portion of the shaft portion is clamped, and the cross section is Axial direction along the axial direction of the shaft portion relative to the workpiece formed with a concave groove having a pair of vertical wall portions curved in a convex shape and a bottom wall portion connecting the tip portions of the vertical wall portions. In the broach for cutting the workpiece by the cutting blades by moving to the front side and subjecting the workpiece to broaching, the broach is disposed in the axially front region of the shaft portion, and the grooves of the pair of vertical wall portions A first cutting edge that protrudes toward the intermediate portion in the depth direction and cuts the intermediate portion in the depth direction of the groove toward the machining allowance direction that is the groove width direction; and an axial rear side region of the shaft portion. And the workpiece by the first cutting edge A second cutting edge having a workpiece cutting area set smaller than the workpiece cutting area, and the second cutting edge extends the vertical wall portion of the concave groove from an intermediate portion in the groove depth direction of the concave groove. Cutting along the cutting width direction along the curvature of the pair of vertical wall portions toward the groove depth direction distal end portion and the groove depth direction proximal end portion, respectively .

請求項5に記載の発明によるブローチは、長尺状の軸部に複数の切れ刃が前記軸部の軸方向に沿って配列されるとともに前記軸部の前端部のみがクランプされて、断面が凸状に湾曲する一対の縦壁部及び該縦壁部の先端部分間を結ぶ底壁部を有する凹溝が形成されたワークに対して相対的に前記軸部の軸方向に沿って軸方向前側に移動させることにより前記各切れ刃によって前記ワークを切削して前記ワークにブローチ加工を施すブローチにおいて、前記軸部の軸方向前側領域に配設されると共に、前記一対の縦壁部の溝深さ方向基端部分及び溝深さ方向先端部分のそれぞれに向けて突出して前記溝深さ方向基端部分及び前記溝深さ方向先端部分をそれぞれ溝幅方向である取り代方向に向かって切削する第1の切れ刃と、 前記軸部の軸方向後側領域に配設されると共に、前記第1の切れ刃による前記ワークのワーク切削面積よりもワーク切削面積が小さく設定された第2の切れ刃とを有し、前記第2の切れ刃は、前記凹溝の縦壁部を該凹溝の溝深さ方向基端部分及び溝深さ方向先端部分のそれぞれから溝深さ方向中間部分に向かって前記一対の縦壁部の湾曲に沿う切削幅方向に沿って切削することを特徴とする。 In the broach according to the invention described in claim 5, a plurality of cutting blades are arranged on the long shaft portion along the axial direction of the shaft portion, and only the front end portion of the shaft portion is clamped, and the cross section is Axial direction along the axial direction of the shaft portion relative to the workpiece formed with a concave groove having a pair of vertical wall portions curved in a convex shape and a bottom wall portion connecting the tip portions of the vertical wall portions. In the broach for cutting the workpiece by the cutting blades by moving to the front side and subjecting the workpiece to broaching, the broach is disposed in the axially front region of the shaft portion, and the grooves of the pair of vertical wall portions Projecting toward the depth direction proximal end portion and the groove depth direction distal end portion, and cutting the groove depth direction proximal end portion and the groove depth direction distal end portion toward the machining allowance direction, which is the groove width direction, respectively. a first cutting edge that, after the axial direction of the shaft portion A second cutting edge that is disposed in the region and has a workpiece cutting area set smaller than a workpiece cutting area of the workpiece by the first cutting edge, and the second cutting edge includes: Cutting width direction along the curvature of the pair of vertical wall portions from the groove depth direction proximal end portion and the groove depth direction distal end portion to the groove depth direction intermediate portion of the vertical wall portion of the groove It is characterized by cutting along .

請求項1に記載の発明によれば、前端部と後端部がクランプされた際の軸部の撓み量が大きくなる部位に配設された第2の切れ刃による切削面積を小さくして第2の切れ刃に作用する切削荷重を小さくし、軸部の撓み量が小さくなる部位に配設された第1の切れ刃に作用する切削荷重を大きくすることによって、前端部と後端部がクランプされた際の軸部の撓み量が大きくなる部位に配設された第2の切れ刃に作用する背分力を小さくし、軸部の撓み量が小さくなる部位に配設された第1の切れ刃に作用する背分力を大きくすることができる。 According to the invention described in claim 1, to reduce the cutting area of the second cutting edge front and rear ends are arranged in parts position deflection amount of the shank ing large when clamped by the second to reduce the cutting load acting on the cutting edge, increasing the cutting load acting on the first cutting edge disposed on part position deflection amount of the shaft portion may turn smaller Te, a front end second small back component force acting on the cutting edge, the deflection amount is small and that portion of the shaft portion which the rear end portion are arranged in parts position deflection amount of the shank ing large when clamped It is possible to increase the back component force acting on the first cutting edge disposed at the position.

従って、ブローチ加工時におけるブローチの撓みを抑制することができ、軸部の最大撓み量を小さくすることができる。そして、ブローチの撓みに起因して各切れ刃に衝撃が加えられるのを防ぎ、チッピング等の異常摩耗の発生や進行を抑えてブローチの工具寿命を延ばすことができる。   Therefore, the bending of the broach at the time of broaching can be suppressed, and the maximum amount of bending of the shaft portion can be reduced. And it can prevent that an impact is applied to each cutting edge due to the bending of a broach, and can suppress the generation | occurrence | production and progress of abnormal wear, such as chipping, and can extend the tool life of a broach.

請求項2に記載の発明によれば、ブローチの前端部及び後端部をクランプしてブローチの軸方向前側に向かって移動させる際に、軸部の撓み量が小さくなる部位である軸部の軸方向前側領域に配設された第1の切れ刃は、ワークに凹設された凹溝の縦壁部の溝深さ方向基端部分及び溝深さ方向先端部分を取り代方向に向かって切削し、軸部の撓み量が大きくなる部位である軸部の軸方向中央領域に配設された第2の切れ刃は、ワークに凹設された凹溝の縦壁部を凹溝の溝深さ方向先端部分及び溝深さ方向基端部分から溝深さ方向中間部分に向かって切削幅方向に沿って切削する。 According to the second aspect of the present invention, when the front end portion and the rear end portion of the broach are clamped and moved toward the front side in the axial direction of the broach, the shaft portion, which is a portion where the amount of bending of the shaft portion is reduced, is reduced. The first cutting edge disposed in the front area in the axial direction has a groove depth direction proximal end portion and a groove depth direction distal end portion of the vertical wall portion of the recessed groove provided in the workpiece toward the machining allowance direction. The second cutting edge disposed in the axial central region of the shaft portion, which is a portion where the amount of bending of the shaft portion is increased, cuts the vertical wall portion of the recessed groove formed in the workpiece into the groove of the groove. Cutting is performed along the cutting width direction from the distal end portion in the depth direction and the proximal end portion in the groove depth direction toward the intermediate portion in the groove depth direction.

これにより、軸方向中央領域に配設された第2の切れ刃のワーク切削面積を小さくし、軸方向前側領域に配設された第1の切れ刃のワーク切削面積を大きくすることができ、軸方向中央領域に配設された第2の切れ刃に作用する背分力を小さくし、軸方向前側領域に配設された第1の切れ刃による背分力を大きくすることができる。Thereby, the work cutting area of the second cutting edge disposed in the axial central region can be reduced, and the work cutting area of the first cutting blade disposed in the axial front region can be increased, The back component force acting on the second cutting edge disposed in the central region in the axial direction can be reduced, and the back component force generated by the first cutting blade disposed in the front region in the axial direction can be increased.

従って、ブローチ加工時におけるブローチの撓みを抑制することができ、軸部の最大撓み量を小さくすることができる。そして、ブローチの撓みに起因して各切れ刃に衝撃が加えられるのを防ぎ、チッピング等の異常摩耗の発生や進行を抑えてブローチの工具寿命を延ばすことができる。   Therefore, the bending of the broach at the time of broaching can be suppressed, and the maximum amount of bending of the shaft portion can be reduced. And it can prevent that an impact is applied to each cutting edge due to the bending of a broach, and can suppress the generation | occurrence | production and progress of abnormal wear, such as chipping, and can extend the tool life of a broach.

請求項3に記載の発明によれば、ブローチの前端部及び後端部をクランプしてブローチの軸方向前側に向かって移動させる際に、軸部の撓み量が小さくなる部位である軸部の軸方向後側領域に配設された第3の切れ刃は、ワークに凹設された凹溝の縦壁部を溝深さ方向に亘って取り代方向に向かって切削する形状を有している。 According to the invention described in claim 3, when the front end portion and the rear end portion of the broach are clamped and moved toward the front side in the axial direction of the broach, the shaft portion which is a portion where the amount of bending of the shaft portion becomes small The third cutting edge disposed in the axial rear side region has a shape that cuts the vertical wall portion of the concave groove provided in the workpiece in the machining allowance direction over the groove depth direction. Yes.

これにより、ブローチの前端部及び後端部をクランプしてブローチの軸方向前側に向かって移動させる際に、軸部の撓み量が小さくなる部位に配設された第3の切れ刃のワーク切削面積を大きくして、軸部の撓み量が大きくなる部位に配設された第2の切れ刃に作用する背分力を小さくし、軸部の撓み量が小さくなる部位に配設された第3の切れ刃に作用する背分力を大きくすることができる。 Thus, by clamping the front and rear ends of the broach when moving toward the axial front side of the broach, the third cutting edge disposed on part position deflection amount of the shaft portion may turn smaller by increasing the workpiece cutting area, the second to reduce the back component force acting on the cutting edge, part position deflection amount of the shaft portion may turn smaller disposed section position deflection amount of the shank ing large It is possible to increase the back component force acting on the third cutting edge disposed in the.

従って、ブローチ加工時におけるブローチの撓みを抑制でき、軸部の最大撓み量を小さくすることができる。従って、ブローチの撓みに起因して各切れ刃に衝撃が加えられるのを防ぎ、各切れ刃のチッピング等の異常摩耗の発生や進行を抑えてブローチの工具寿命を延ばすことができる。   Therefore, the bending of the broach during the broaching process can be suppressed, and the maximum amount of bending of the shaft portion can be reduced. Therefore, it is possible to prevent an impact from being applied to each cutting edge due to the bending of the broach, and to suppress the occurrence and progress of abnormal wear such as chipping of each cutting edge, thereby extending the tool life of the broach.

請求項4に記載の発明によれば、前端部のみがクランプされた際の軸部の撓み量が大きくなる部位に配設された第2の切れ刃による切削面積を小さくして第2の切れ刃に作用する切削荷重を小さくし、軸部の撓み量が小さくなる部位に配設された第1の切れ刃に作用する切削荷重を大きくすることによって、前端部と後端部がクランプされた際の軸部の撓み量が大きくなる部位に配設された第2の切れ刃に作用する背分力を小さくし、軸部の撓み量が小さくなる部位に配設された第1の切れ刃に作用する背分力を大きくすることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the second cutting edge is reduced by reducing the cutting area by the second cutting edge disposed at the portion where the amount of deflection of the shaft portion when only the front end portion is clamped is increased. The front end portion and the rear end portion were clamped by reducing the cutting load acting on the blade and increasing the cutting load acting on the first cutting blade disposed in the portion where the amount of deflection of the shaft portion is small. The first cutting edge disposed at the portion where the amount of bending of the shaft portion is reduced by reducing the back force acting on the second cutting blade disposed at the portion where the amount of bending of the shaft portion increases. The back force acting on can be increased.

従って、ブローチ加工時におけるブローチの撓みを抑制でき、軸部の最大撓み量を小さくすることができる。従って、ブローチの撓みに起因して各切れ刃に衝撃が加えられるのを防ぎ、各切れ刃のチッピング等の異常摩耗の発生や進行を抑えてブローチの工具寿命を延ばすことができる。   Therefore, the bending of the broach during the broaching process can be suppressed, and the maximum amount of bending of the shaft portion can be reduced. Therefore, it is possible to prevent an impact from being applied to each cutting edge due to the bending of the broach, and to suppress the occurrence and progress of abnormal wear such as chipping of each cutting edge, thereby extending the tool life of the broach.

請求項5に記載の発明によれば、ブローチの前端部のみをクランプしてブローチの軸方向前側に向かって移動させる際に、軸部の撓み量が小さくなる部位である軸部の軸方向前側領域に配設された第1の切れ刃は、ワークに凹設された凹溝の縦壁部の溝深さ方向基端部分及び溝深さ方向先端部分を取り代方向に向かって切削し、軸部の撓み量が大きくなる部位である軸部の軸方向後側領域に配設された第2の切れ刃は、ワークに凹設された凹溝の縦壁部を凹溝の溝深さ方向先端部分及び溝深さ方向基端部分から溝深さ方向中間部分に向かって切削幅方向に沿って切削する。これにより、軸方向後側領域に配設された切れ刃のワーク切削面積を小さくし、軸方向前側領域に配設された切れ刃のワーク切削面積を大きくすることができ、軸方向後側領域に配設された切れ刃に作用する背分力を小さくし、軸方向前側領域に配設された切れ刃による背分力を大きくすることができる。 According to the invention described in claim 5, when only the front end portion of the broach is clamped and moved toward the front side in the axial direction of the broach, the front side in the axial direction of the shaft portion which is a portion where the amount of deflection of the shaft portion becomes small. The first cutting edge disposed in the region cuts the groove depth direction proximal end portion and the groove depth direction distal end portion of the vertical wall portion of the recessed groove provided in the workpiece toward the take-off direction, The second cutting edge disposed in the axial rear side region of the shaft portion, which is a portion where the amount of bending of the shaft portion is large, has a groove depth of the groove in the vertical wall portion of the groove formed in the workpiece. Cutting is performed along the cutting width direction from the direction tip portion and the groove depth direction base end portion toward the groove depth direction intermediate portion. As a result, the work cutting area of the cutting edge disposed in the axial rear region can be reduced, and the work cutting area of the cutting blade disposed in the axial front region can be increased. It is possible to reduce the back component force acting on the cutting blade disposed on the front and to increase the back component force due to the cutting blade disposed in the axial front side region.

従って、ブローチ加工時におけるブローチの撓みを抑制でき、軸部の最大撓み量を小さくすることができる。従って、ブローチの撓みに起因して各切れ刃に衝撃が加えられるのを防ぎ、各切れ刃のチッピング等の異常摩耗の発生や進行を抑えてブローチの工具寿命を延ばすことができる。   Therefore, the bending of the broach during the broaching process can be suppressed, and the maximum amount of bending of the shaft portion can be reduced. Therefore, it is possible to prevent an impact from being applied to each cutting edge due to the bending of the broach, and to suppress the occurrence and progress of abnormal wear such as chipping of each cutting edge, thereby extending the tool life of the broach.

次に、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。図1は、本実施の形態を示すブローチの側面図、図2は、切れ刃Kの縦断面図、図3は、ブローチ加工前とブローチ加工後のワークの形状を示す図である。図3(a)は全体図、図3(b)は図3(a)のX部を拡大した図であり、図中の破線はブローチ加工後における凹溝の形状を示すものである。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a broach showing the present embodiment, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a cutting edge K, and FIG. 3 is a view showing the shape of a workpiece before and after broaching. FIG. 3A is an overall view, and FIG. 3B is an enlarged view of a portion X in FIG. 3A. A broken line in the drawing indicates the shape of the groove after broaching.

ブローチ1は、長尺状の丸棒形状を有しており、図1に示すように、軸方向前側から順番に前掴み部(前端部)2、前案内部3、切削刃部4、後案内部5、後掴み部(後端部)6が形成されている。そして、図示していないブローチ加工装置に、前掴み部2と後掴み部6をクランプし、切削加工方向である軸方向前側に向かって所定速度及び所定の引張力で引き抜くように移動させることによって、ワーク100(図3を参照)にブローチ加工を施すように加工条件が設定されている。   The broach 1 has a long round bar shape, and as shown in FIG. 1, the front grip part (front end part) 2, the front guide part 3, the cutting blade part 4, the rear part in order from the front side in the axial direction. A guide portion 5 and a rear grip portion (rear end portion) 6 are formed. Then, the front grip part 2 and the rear grip part 6 are clamped by a broaching apparatus (not shown) and moved so as to be pulled out at a predetermined speed and a predetermined tensile force toward the front side in the axial direction, which is the cutting direction. The machining conditions are set so that the workpiece 100 (see FIG. 3) is broached.

切削刃部4は、工具材質が超微粒子系超硬合金からなり、硬質皮膜でコーティングされている。超微粒子系超硬合金には、例えば粒径1μm以下のWCの微粉末を12%以下のCoをバインダとして焼結したものが用いられている。そして、硬質皮膜には、例えば酸化開始温度が800℃以上の特性を有する(TiAl)Nが用いられている。   The cutting blade portion 4 is made of an ultrafine particle cemented carbide and is coated with a hard coating. As the ultrafine particle cemented carbide, for example, a WC fine powder having a particle diameter of 1 μm or less sintered with Co of 12% or less as a binder is used. For the hard coating, for example, (TiAl) N having an oxidation start temperature of 800 ° C. or higher is used.

切削刃部4には、周方向に複数列及び軸方向に複数段をなすように複数の切れ刃Kが配列されており、ワーク100にブローチ加工を施すことによって、図3(a)及び図3(b)に示すように、断面が所定の曲率半径で凸状に湾曲する一対のR壁部(縦壁部)102とその一対のR壁部102の先端部分間を直線状に結ぶ底壁部103とを有する凹溝104を、中心穴101の内周面上に周方向に所定間隔をおいて複数凹設するように構成されている。   In the cutting blade portion 4, a plurality of cutting edges K are arranged so as to form a plurality of rows in the circumferential direction and a plurality of stages in the axial direction, and by performing broaching on the workpiece 100, FIG. As shown in FIG. 3 (b), a pair of R wall portions (vertical wall portions) 102 whose sections are curved in a convex shape with a predetermined radius of curvature and the bottoms connecting the tip portions of the pair of R wall portions 102 in a straight line A plurality of concave grooves 104 having a wall portion 103 are formed on the inner peripheral surface of the center hole 101 at a predetermined interval in the circumferential direction.

各切れ刃Kは、仕上げ代を60μmよりも大きくして切れ刃K自体の熱処理に伴って生じた熱処理ひずみを完全に除去して形成されており、軸部11の外周面から径方向に突出して軸方向に延在する凸形状を有している。そして、図2に示すように、軸方向前側にすくい面20が形成され、軸方向に沿って逃げ面30が形成され、すくい面20と逃げ面30との稜線部分によってエッジ部40が形成されている。   Each cutting edge K is formed by making the finishing allowance larger than 60 μm and completely removing the heat treatment distortion caused by the heat treatment of the cutting edge K itself, and projecting radially from the outer peripheral surface of the shaft portion 11. And has a convex shape extending in the axial direction. As shown in FIG. 2, the rake face 20 is formed on the front side in the axial direction, the flank face 30 is formed along the axial direction, and the edge portion 40 is formed by the ridge line portion between the rake face 20 and the flank face 30. ing.

すくい面20は、ブローチ1の軸方向に直交する方向でかつブローチ1の径方向中心側から径方向外側に向かって移行するに従って漸次軸方向後側に移行し、ブローチ1の軸心に直交する方向に対してすくい角αだけ傾斜した面形状を有している。   The rake face 20 gradually moves to the rear side in the axial direction as it moves in the direction orthogonal to the axial direction of the broach 1 and from the radial center side of the broach 1 toward the radially outer side, and is orthogonal to the axial center of the broach 1. It has a surface shape inclined by a rake angle α with respect to the direction.

逃げ面30は、図2に示すように、軸方向前側から後側に向かって移行するに従い漸次ブローチ1の軸心側に移行するように傾斜形成されており、軸部11の軸心との間に逃げ角βを有するように形成されている。逃げ角βは、0.5°以下であると加工面粗さが悪化し、こすりによる焼けが発生し、1°以下では、こすりによる摩耗が発生して工具寿命が低下することから、ストレートランド(逃げ角0°)を持たずに、1°〜5°の範囲に設定されている。   As shown in FIG. 2, the flank 30 is inclined so as to gradually move toward the axial center of the broach 1 as it moves from the front side in the axial direction toward the rear side. The clearance angle β is formed between them. If the clearance angle β is 0.5 ° or less, the machined surface roughness deteriorates and scoring occurs, and if it is 1 ° or less, abrasion due to rubbing occurs and the tool life is reduced. It is set in the range of 1 ° to 5 ° without having a clearance angle of 0 °.

切り込み量は、HRC50〜HRC65の焼入材のワークを仕上げ切削加工する際に、5μmより小さいと切り込まず、その切れ刃Kに連続する次の切れ刃K+1の負担が過大になり、チッピングの発生原因となる一方、切り込み量が15μmを超えると、著しく切削荷重が増大して切削温度が上昇し、チッピングが発生して工具寿命の低下を招く原因となり、また、切削温度の上昇に伴っては先の温度が上昇して摩耗が激しくなり切削能率が低下することから、5μm〜15μmの範囲に設定されている。   When the cutting depth is less than 5 μm when the workpiece of the hardened material of HRC50 to HRC65 is finished and cut, if the cutting depth is less than 5 μm, the burden of the next cutting edge K + 1 that continues to the cutting edge K becomes excessive, and chipping On the other hand, if the depth of cut exceeds 15 μm, the cutting load will increase significantly, the cutting temperature will rise, chipping will occur and the tool life will be reduced, and as the cutting temperature increases Is set in the range of 5 μm to 15 μm because the previous temperature rises and wear becomes severe and the cutting efficiency decreases.

切削刃部4の各切れ刃Kは、図1に示すように、軸方向前側から順番に、粗削刃群P、中粗削刃群Q、中仕上げ刃群R、最終仕上げ刃群Sに分かれている。   As shown in FIG. 1, each cutting edge K of the cutting blade portion 4 is formed into a rough cutting blade group P, a medium rough cutting blade group Q, a medium finishing blade group R, and a final finishing blade group S in order from the front side in the axial direction. I know.

粗削刃群Pを形成する各切れ刃Kpは、熱処理された焼入材によって形成されたワーク100の熱処理ひずみを除去する粗削り用のものであり、ブローチ1の軸方向中央領域よりも軸方向前側に位置する軸方向前側領域にて軸方向に所定間隔をおいて複数設けられている。そして、軸方向前側の切れ刃Kpから軸方向後側の切れ刃Kpに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102の溝深さ方向中間部分をR壁部102の拡径方向(凹溝104の溝幅方向)である取り代方向に切り込むように形成されている。   Each cutting edge Kp forming the rough cutting blade group P is for rough cutting to remove heat treatment distortion of the workpiece 100 formed by the heat-treated quenching material, and is more axial than the axial central region of the broach 1. A plurality of axially-front-side regions located on the front side are provided at predetermined intervals in the axial direction. Then, as the cutting edge Kp on the front side in the axial direction shifts to the cutting edge Kp on the rear side in the axial direction, the intermediate portion of the R wall portion 102 of the R wall portion 102 of the concave groove 104 of the workpiece 100 gradually increases in diameter. It is formed so as to cut in the machining allowance direction which is the direction (groove width direction of the concave groove 104).

図4は、実施例1におけるブローチ1の粗削刃群Pを形成する各切れ刃Kpの形状を説明する軸方向矢視図である。図4に示すKpnは粗削刃群Pの軸方向前側からn番目の切れ刃を示し、Kpn+1は、切れ刃Kpnの軸方向後側に位置するn+1番目の切れ刃を示し、Kpn+2は、切れ刃Kpn+1の軸方向後側に位置するn+2番目の切れ刃を示している。そして、図5は、粗削刃群Pの各切れ刃Kpn〜Kpn+2によるワーク100の切削状態を示す図である。   FIG. 4 is an axial arrow view for explaining the shape of each cutting edge Kp forming the rough cutting blade group P of the broach 1 in the first embodiment. 4 indicates the nth cutting edge from the front side in the axial direction of the rough cutting blade group P, Kpn + 1 indicates the (n + 1) th cutting edge located on the rear side in the axial direction of the cutting edge Kpn, and Kpn + 2 indicates the cutting edge. The (n + 2) th cutting edge located on the rear side in the axial direction of the blade Kpn + 1 is shown. FIG. 5 is a diagram showing a cutting state of the workpiece 100 by the cutting edges Kpn to Kpn + 2 of the rough cutting blade group P.

粗削刃群Pの各切れ刃Kpは、図4及び図5(a)〜図5(c)に示すように、軸方向前側の切れ刃Kpから軸方向後側の切れ刃Kpに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102の溝深さ方向中間部分を取り代方向に切り込むように形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5A to 5C, each cutting edge Kp of the rough cutting blade group P shifts from the cutting edge Kp on the front side in the axial direction to the cutting edge Kp on the rear side in the axial direction. Accordingly, the intermediate portion of the R wall portion 102 of the concave wall 104 of the workpiece 100 is formed so as to be cut in the cutting direction.

切れ刃Kpの逃げ面31は、軸部11の外周面から互いに対をなして平行に立ち上がりR壁部102の溝深さ方向基端部分と対向する一対の側面部31a、31aと、一対の側面部31a、31aの頭頂部間を接続してR壁部102の溝深さ方向先端部分及び底壁部103と対向する上面部31bと、側面部31aと上面部31bとの間に面取り形成された曲面部31cとを有している。   The flank 31 of the cutting edge Kp rises in parallel with each other from the outer peripheral surface of the shaft part 11 and faces a pair of side surface parts 31a and 31a facing the groove depth direction base end part of the R wall part 102, and a pair of A chamfer is formed between the side surface 31a and the top surface portion 31b between the top surface portion 31a and the top surface portion 31b of the R wall portion 102 connected to the top of the groove wall in the groove depth direction and the bottom wall portion 103. And a curved surface portion 31c.

そして、すくい面21と側面部31aとの間、すくい面21と上面部31bとの間、すくい面21と曲面部31cとの間の各稜線部分には、エッジ部41a、41b、41cが形成されている。   Edge portions 41a, 41b, and 41c are formed at each ridge portion between the rake face 21 and the side face portion 31a, between the rake face 21 and the upper face portion 31b, and between the rake face 21 and the curved face portion 31c. Has been.

曲面部31cは、エッジ部41cがR壁部102と相似をなす曲率で凸状に湾曲するように形成されており、軸方向前側に位置する切れ刃Kpから軸方向後側に位置する切れ刃Kpに移行するに従いR壁部102の径方向外側(図4で矢印T1方向)に向かって移動するように形成されている。   The curved surface portion 31c is formed so that the edge portion 41c is convexly curved with a curvature similar to that of the R wall portion 102, and the cutting edge positioned on the axially rear side from the cutting edge Kp positioned on the axially front side. It is formed so as to move toward the radially outer side of R wall 102 (in the direction of arrow T1 in FIG. 4) as it shifts to Kp.

従って、粗削刃群Pにおいて軸方向前側の切れ刃Kpから軸方向後側の切れ刃Kpに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102の溝深さ方向中間部分をR壁部104の拡径方向である取り代方向に切り込むことができる。   Therefore, in the rough cutting blade group P, the groove depth direction intermediate portion of the R wall portion 102 of the concave groove 104 of the workpiece 100 is gradually changed to R in accordance with the transition from the axial front cutting edge Kp to the axial rear rear cutting edge Kp. The wall 104 can be cut in the machining allowance direction, which is the diameter expansion direction.

図10は、実施例2におけるブローチ1の粗削刃群Pを形成する各切れ刃Kpの形状を説明する軸方向矢視図である。図10に示すKpnは粗削刃群Pの軸方向前側からn番目の切れ刃を示し、Kpn+1は、切れ刃Kpnの軸方向後側に位置するn+1番目の切れ刃を示し、Kpn+2は、切れ刃Kpn+1の軸方向後側に位置するn+2番目の切れ刃を示している。そして、図11は、粗削刃群Pの各切れ刃Kpn〜Kpn+2によるワーク100の切削状態を示す図である。   FIG. 10 is an axial arrow view for explaining the shape of each cutting edge Kp forming the rough cutting blade group P of the broach 1 in the second embodiment. Kpn shown in FIG. 10 indicates the nth cutting edge from the front side in the axial direction of the rough cutting blade group P, Kpn + 1 indicates the (n + 1) th cutting edge located on the rear side in the axial direction of the cutting edge Kpn, and Kpn + 2 indicates the cutting edge. The (n + 2) th cutting edge located on the rear side in the axial direction of the blade Kpn + 1 is shown. FIG. 11 is a diagram showing a cutting state of the workpiece 100 by the cutting edges Kpn to Kpn + 2 of the rough cutting blade group P.

各切れ刃Kpは、図10及び図11(a)〜図11(c)に示すように、軸方向前側の切れ刃Kpから軸方向後側の切れ刃Kpに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102の溝深さ方向基端部分と溝深さ方向先端部分とをR壁部102の拡径方向(凹溝104の溝幅方向)である取り代方向に切り込むように形成されている。   As shown in FIGS. 10 and 11 (a) to 11 (c), each cutting edge Kp is gradually recessed as the cutting edge Kp of the workpiece 100 gradually changes from the cutting edge Kp on the front side in the axial direction to the cutting edge Kp on the rear side in the axial direction. A groove depth direction base end portion and a groove depth direction distal end portion of the R wall portion 102 included in the groove 104 are cut in a machining allowance direction that is a diameter expansion direction of the R wall portion 102 (a groove width direction of the concave groove 104). Is formed.

切れ刃Kpの逃げ面35は、軸部11の外周面から互いに対をなして立ち上がり、R壁部102の溝深さ方向基端部分に沿って対向する下曲面部35a、R壁部102の溝深さ方向先端部分に沿って対向する上曲面部35b、R壁部102との間に所定の間隙を有して対向しかつ下曲面部35aと上曲面部35bとの間を接続する中間部35c、一対の上曲面部35bの頭頂部間を接続して底壁部103と対向する上面部35dを有している。   The flank 35 of the cutting edge Kp rises in a pair from the outer peripheral surface of the shaft portion 11 and faces the lower curved surface portion 35a and the R wall portion 102 facing each other along the groove depth direction base end portion of the R wall portion 102. An intermediate connecting the lower curved surface portion 35a and the upper curved surface portion 35b with a predetermined gap between the upper curved surface portion 35b and the R wall portion 102 facing each other along the front end portion in the groove depth direction. The upper surface part 35d which connects between the top parts of the part 35c and a pair of upper curved surface part 35b, and opposes the bottom wall part 103 is provided.

そして、すくい面25と下曲面部35aとの間、すくい面25と上曲面部35bとの間、すくい面25と中間部35cとの間、すくい面25と上面部35dとの間の各稜線部分には、エッジ部45a、45b、45c、45dが形成されている。   Each ridge line between the rake face 25 and the lower curved surface portion 35a, between the rake face 25 and the upper curved surface portion 35b, between the rake face 25 and the intermediate portion 35c, and between the rake face 25 and the upper surface portion 35d. Edge portions 45a, 45b, 45c, and 45d are formed in the portion.

下曲面部35aと上曲面部35bは、すくい面25との稜線部分に形成されるエッジ部45a、45bがR壁部102と相似をなす曲率で凸状に湾曲するように形成されている。そして、軸方向前側に位置する切れ刃Kpから軸方向後側に位置する切れ刃Kpに移行するに従いR壁部102の径方向外側(図10で矢印T4方向)に向かって移動するように形成されている。   The lower curved surface portion 35 a and the upper curved surface portion 35 b are formed so that the edge portions 45 a and 45 b formed at the ridge line portion with the rake face 25 are curved in a convex shape with a curvature similar to the R wall portion 102. And it forms so that it may move toward the radial direction outer side (arrow T4 direction in FIG. 10) of R wall part 102 as it shifts from the cutting edge Kp located in the axial front side to the cutting edge Kp located in the axial rear side. Has been.

従って、粗削刃群Pにおいて軸方向前側の切れ刃Kpから軸方向後側の切れ刃Kpに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102の中間部分をR壁部102の拡径方向である取り代方向に切り込むことができる。   Accordingly, in the rough cutting blade group P, the intermediate portion of the R wall portion 102 of the concave groove 104 of the workpiece 100 is gradually changed from the cutting edge Kp on the front side in the axial direction to the cutting blade Kp on the rear side in the axial direction. It can cut in the machining allowance direction which is the diameter expansion direction.

中粗削刃群Qを形成する各切れ刃Kqは、ブローチ1の軸方向中央に位置する軸方向中央領域にて軸方向に所定間隔をおいて複数設けられている。そして、軸方向前側の切れ刃Kqから軸方向後側の切れ刃Kqに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102をR壁部102の円弧に沿った方向(凹溝104の溝深さ方向)である切削幅方向に切り込むように形成されている。   A plurality of cutting edges Kq forming the medium rough cutting blade group Q are provided at predetermined intervals in the axial direction in the axial central region located in the axial center of the broach 1. Then, as the cutting edge Kq on the front side in the axial direction shifts to the cutting edge Kq on the rear side in the axial direction, the R wall portion 102 of the concave groove 104 of the workpiece 100 is gradually changed along the arc of the R wall portion 102 (the concave groove 104). Are formed so as to be cut in the cutting width direction (groove depth direction).

図6は、実施例1におけるブローチ100の中粗削刃群Qを形成する各切れ刃Kqの形状を説明する軸方向矢視図、図7は中粗削刃群Qの各切れ刃Kqによるワーク100の切削状態を示す図であり、図7(a)〜図7(c)は、中粗削刃群Qの各切れ刃Kqを軸方向前側から軸方向後側に順番に並べたものである。   FIG. 6 is an axial view illustrating the shape of each cutting edge Kq forming the medium rough cutting blade group Q of the broach 100 according to the first embodiment, and FIG. 7 is a view of each cutting edge Kq of the medium rough cutting blade group Q. FIG. 7A to FIG. 7C are diagrams showing the cutting state of the workpiece 100, in which the cutting edges Kq of the medium rough cutting blade group Q are arranged in order from the axial front side to the axial rear side. It is.

各切れ刃Kqは、図6及び図7(a)〜図7(c)に示すように、軸方向前側の切れ刃Kqから軸方向後側の切れ刃Kqに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102の溝深さ方向中間部分を切削幅方向に切り込むように形成されている。   As shown in FIGS. 6 and 7 (a) to 7 (c), each cutting edge Kq is gradually recessed as the cutting edge Kq of the workpiece 100 moves from the axial front cutting edge Kq to the axial rear cutting edge Kq. The groove 104 is formed so as to cut an intermediate portion in the groove depth direction of the R wall portion 102 of the groove 104 in the cutting width direction.

切れ刃Kqの逃げ面32は、軸部11の外周面から互いに対をなして平行に立ち上がりR壁部102の溝深さ方向基端部分と対向する一対の側面部32a、32aと、側面部32a、32aの頭頂部間を接続して底壁部103との間に所定の間隙を有して対向する上面部32bと、側面部32aと上面部32bとの間に面取り形成された曲面部32cとを有している。   The flank 32 of the cutting edge Kq rises in parallel with each other from the outer peripheral surface of the shaft portion 11, and a pair of side surfaces 32 a, 32 a that face the groove depth direction base end portion of the R wall portion 102, 32a, an upper surface portion 32b that is connected between the tops of the 32a and is opposed to the bottom wall portion 103 with a predetermined gap, and a curved surface portion that is chamfered between the side surface portion 32a and the upper surface portion 32b. 32c.

側面部32a、32aは、すくい面22との稜線部分に形成されるエッジ部42a、42aが軸方向前側に位置する切れ刃Kqから軸方向後側に位置する切れ刃Kqに移行するに従い互いに離間する方向(図6で矢印H1方向)に向かって移動するように形成されている。   The side portions 32a and 32a are separated from each other as the edge portions 42a and 42a formed at the ridge line portion with the rake face 22 move from the cutting edge Kq positioned on the axial front side to the cutting edge Kq positioned on the axial rear side. It is formed so as to move in the direction (arrow H1 direction in FIG. 6).

上面部32bは、すくい面22との稜線部分に形成されるエッジ部42b、42bが軸方向前側に位置する切れ刃Kqから軸方向後側に位置する切れ刃Kqに移行するに従い軸部11の径方向外側(図6で矢印H2方向)に向かって移動するように形成されている。   The upper surface portion 32b is formed so that the edge portions 42b and 42b formed at the ridge line portion with the rake face 22 move from the cutting edge Kq positioned on the front side in the axial direction to the cutting edge Kq positioned on the rear side in the axial direction. It is formed so as to move radially outward (in the direction of arrow H2 in FIG. 6).

曲面部32cは、すくい面22との稜線部分に形成されるエッジ部42cがR壁部102に沿って凸状に湾曲し、軸方向前側に位置する切れ刃Kqから軸方向後側に位置する切れ刃Kqに移行するに従い切削幅方向に拡大するように形成されている。   The curved surface portion 32c is positioned on the rear side in the axial direction from the cutting edge Kq located on the front side in the axial direction, with the edge portion 42c formed on the ridge line portion with the rake face 22 curved in a convex shape along the R wall portion 102. It is formed so as to expand in the cutting width direction as it shifts to the cutting edge Kq.

従って、中粗削刃群Qにおいて軸方向前側の切れ刃Kqから軸方向後側の切れ刃Kqに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102の溝深さ方向中間部分をR壁部102の円弧に沿った方向である切削幅方向に切り込むことができる。   Accordingly, in the middle rough cutting blade group Q, the intermediate portion in the groove depth direction of the R wall portion 102 of the concave groove 104 of the workpiece 100 is gradually changed from the axial front cutting edge Kq to the axial rear rear cutting edge Kq. Cutting can be made in the cutting width direction, which is the direction along the arc of the R wall 102.

図12は、実施例2におけるブローチ1の中粗削刃群Qを形成する切れ刃Kqの形状を説明する軸方向矢視図、図13は、中粗削刃群Qの各切れ刃Kqによるワーク100の切削状態を示す図であり、図13(a)〜図13(c)は、中粗削刃群Qの各切れ刃Kqを軸方向前側から軸方向後側に順番に並べたものである。   FIG. 12 is an axial view illustrating the shape of the cutting edge Kq that forms the medium rough cutting blade group Q of the broach 1 in the second embodiment, and FIG. 13 is a view of each cutting edge Kq of the medium rough cutting blade group Q. FIG. 13A to FIG. 13C are diagrams showing the cutting state of the workpiece 100, in which the cutting edges Kq of the medium rough cutting blade group Q are arranged in order from the axial front side to the axial rear side. It is.

各切れ刃Kqは、図12及び図13(a)〜図13(c)に示すように、軸方向前側の切れ刃Kqから軸方向後側の切れ刃Kqに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102の溝深さ方向基端部分と溝深さ方向先端部分を切削幅方向でかつ互いに接近する方向に切り込むように形成されている。   As shown in FIGS. 12 and 13 (a) to 13 (c), each cutting edge Kq is gradually recessed in the workpiece 100 as it shifts from the axial front cutting edge Kq to the axial rear cutting edge Kq. A groove depth direction base end portion and a groove depth direction distal end portion of the R wall portion 102 of the groove 104 are formed so as to be cut in the cutting width direction and in a direction approaching each other.

切れ刃Kqの逃げ面36は、軸部11の外周面から互いに対をなして立ち上がり、R壁部102の溝深さ方向基端部分に沿って対向する下曲面部36a、R壁部102の溝深さ方向先端部分に沿って対向する上曲面部36b、下曲面部36aと上曲面部36bとの間に介在されてR壁部102との間に所定の間隙を有して対向する中間部36c、一対の上曲面部36bの頭頂部間を接続して底壁部103と対向する上面部36d、下曲面部36aと中間部36cとの間で上面部36dとほぼ平行に延在する下段差部36e、上曲面部36bと中間部36cとの間で上面部36dとほぼ直交する方向に沿って延在する上段差部36fを有している。   The flank 36 of the cutting edge Kq rises in a pair from the outer peripheral surface of the shaft portion 11, and faces the lower curved surface portion 36 a and the R wall portion 102 facing each other along the groove depth direction base end portion of the R wall portion 102. An intermediate surface that is interposed between the upper curved surface portion 36b, the lower curved surface portion 36a, and the upper curved surface portion 36b that face each other along the front end portion in the groove depth direction and that has a predetermined gap with the R wall portion 102. The upper surface portion 36d is connected between the top portions of the upper curved surface portions 36b and is opposed to the bottom wall portion 103, and extends substantially parallel to the upper surface portion 36d between the lower curved surface portion 36a and the intermediate portion 36c. Between the lower stepped portion 36e, the upper curved surface portion 36b and the intermediate portion 36c, there is an upper stepped portion 36f extending along a direction substantially orthogonal to the upper surface portion 36d.

そして、下曲面部36aとすくい面26との間、上曲面部36bとすくい面26との間、中間部36cとすくい面26との間、下段差部36eとすくい面26との間、上段差部36fとすくい面26との間の稜線部分にはエッジ部46a、46b、46c、46d、46e、46fが形成されている。   And between the lower curved surface portion 36a and the rake surface 26, between the upper curved surface portion 36b and the rake surface 26, between the intermediate portion 36c and the rake surface 26, between the lower step portion 36e and the rake surface 26, and above Edge portions 46a, 46b, 46c, 46d, 46e, and 46f are formed at the ridge line portion between the stepped portion 36f and the rake face 26.

下曲面部36aと上曲面部36bは、軸方向前側に位置する切れ刃Kqから軸方向後側に位置する切れ刃Kqに移行するに従い切削幅方向に沿って互いに接近する方向(図12で矢印H3方向)に向かって広がり、エッジ部46aとエッジ部46bがR壁部102の円弧に沿って互いに接近して中間部36cを漸次狭める方向に移動するようになっている。   The lower curved surface portion 36a and the upper curved surface portion 36b approach each other along the cutting width direction as the cutting edge Kq positioned on the axially front side shifts to the cutting edge Kq positioned on the axially rear side (arrow in FIG. 12). The edge portion 46a and the edge portion 46b approach each other along the arc of the R wall portion 102 and move in the direction of gradually narrowing the intermediate portion 36c.

従って、中粗削刃群Qにおいて軸方向前側の切れ刃Kqから軸方向後側の切れ刃Kqに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102の溝深さ方向中間部分をR壁部102の円弧に沿った方向である切削幅方向に切り込むことができる。   Accordingly, in the middle rough cutting blade group Q, the intermediate portion in the groove depth direction of the R wall portion 102 of the concave groove 104 of the workpiece 100 is gradually changed from the axial front cutting edge Kq to the axial rear rear cutting edge Kq. Cutting can be made in the cutting width direction, which is the direction along the arc of the R wall 102.

中仕上げ刃群Rを形成する各切れ刃Krは、ブローチ1の軸方向中央領域よりも軸方向後側に位置する軸方向後側領域にて軸方向に所定間隔をおいて複数設けられている。そして、軸方向前側の切れ刃Krから軸方向後側の切れ刃Krに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102をR壁部102の拡径方向(凹溝104の溝幅方向)である取り代方向に切り込むように形成されている。   A plurality of cutting edges Kr forming the intermediate finishing blade group R are provided at predetermined intervals in the axial direction in an axial rear side region located on the axial rear side of the axial direction central region of the broach 1. . Then, as the cutting edge Kr on the front side in the axial direction shifts to the cutting edge Kr on the rear side in the axial direction, the R wall portion 102 of the concave groove 104 of the workpiece 100 is gradually changed in the diameter increasing direction of the R wall portion 102 (the groove of the concave groove 104). It is formed so as to cut in the machining allowance direction (width direction).

図8は、実施例1におけるブローチ1の中仕上げ刃群Rを形成する切れ刃Krの形状を説明する軸方向矢視図、図9は、中仕上げ刃群Rの各切れ刃Krによるワーク100の切削状態を示す図であり、図9(a)から図9(c)は、中仕上げ刃群Rの各切れ刃Krを軸方向前側から軸方向後側に順番に並べたものである。   FIG. 8 is an axial view for explaining the shape of the cutting edge Kr forming the intermediate finishing blade group R of the broach 1 in the first embodiment, and FIG. 9 is a workpiece 100 by each cutting edge Kr of the intermediate finishing blade group R. 9 (a) to 9 (c) show the cutting edges Kr of the intermediate finishing blade group R arranged in order from the front side in the axial direction to the rear side in the axial direction.

また、図14は、実施例2におけるブローチ1の中仕上げ刃群Rを形成する切れ刃Krの形状を説明する軸方向矢視図、図15は、中仕上げ刃群Rの各切れ刃Krによるワーク100の切削状態を示す図であり、図15(a)から図15(c)は、中仕上げ刃群Rの各切れ刃Krを軸方向前側から軸方向後側に順番に並べたものである。   14 is an axial view for explaining the shape of the cutting edge Kr that forms the intermediate finishing blade group R of the broach 1 in the second embodiment, and FIG. 15 is a view of each cutting edge Kr of the intermediate finishing blade group R. FIG. 15A to FIG. 15C are diagrams showing the cutting state of the workpiece 100, in which the cutting edges Kr of the intermediate finishing blade group R are arranged in order from the axial front side to the axial rear side. is there.

各切れ刃Krは、図8、図9、図14、図15に示すように、軸方向前側の切れ刃Krから軸方向後側の切れ刃Krに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102をそのR壁部102の円弧に沿った方向全長に亘って取り代方向に切り込むように形成されている。   As shown in FIGS. 8, 9, 14, and 15, each cutting edge Kr has a concave groove 104 of the workpiece 100 that gradually moves from the axial front cutting edge Kr to the axial rear rear cutting edge Kr. The R wall portion 102 is formed so as to be cut in the machining allowance direction over the entire length along the arc of the R wall portion 102.

切れ刃Krの逃げ面33は、軸部11の外周面から互いに対をなして立ち上がる一対の曲面部33aと、これら一対の曲面部33aの頭頂部間を接続して底壁部103と対向する平面状の上面部33bとを有しており、曲面部33aとすくい面23との間、及び上面部33bとすくい面23との間の稜線部分には、エッジ部43a、43bが形成されている。   The flank 33 of the cutting edge Kr is opposed to the bottom wall 103 by connecting a pair of curved surfaces 33a rising in pairs from the outer peripheral surface of the shaft 11 and the tops of the pair of curved surfaces 33a. A flat upper surface portion 33b, and edge portions 43a and 43b are formed at ridge portions between the curved surface portion 33a and the rake surface 23 and between the upper surface portion 33b and the rake surface 23. Yes.

曲面部33aは、すくい面23との稜線部分に形成されるエッジ部43aがR壁部102と相似をなす曲率で凸状に湾曲するように形成されている。そして、軸方向前側に位置する切れ刃Krから軸方向後側に位置する切れ刃Krに移行するに従い互いに離間する方向(図8及び図14で矢印T3方向)に向かって移動してR壁部102の拡径方向に移動するように形成されている。   The curved surface portion 33 a is formed such that an edge portion 43 a formed at a ridge line portion with the rake face 23 is curved in a convex shape with a curvature similar to the R wall portion 102. Then, as the cutting edge Kr positioned on the front side in the axial direction shifts to the cutting edge Kr positioned on the rear side in the axial direction, the R wall portion moves in a direction away from each other (in the direction of arrow T3 in FIGS. 8 and 14). It is formed so as to move in the diameter expansion direction of 102.

従って、中仕上げ刃群Rにおいて軸方向前側の切れ刃Krから軸方向後側の切れ刃Krに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102をR壁部102の円弧に沿った方向全長に亘ってR壁部102の拡径方向である取り代方向に切り込むことができる。   Accordingly, in the intermediate finishing blade group R, the R wall portion 102 of the concave groove 104 of the workpiece 100 gradually extends along the arc of the R wall portion 102 as the axial cutting edge Kr shifts from the axial front cutting edge Kr to the axial rear rear cutting edge Kr. It can cut into the machining allowance direction which is the diameter expansion direction of the R wall 102 over the entire length.

最終仕上げ刃群Sの切れ刃Ksは、最終的にワーク100の加工寸法を決定するものであり、ブローチ1の軸方向後側領域よりもさらに軸方向後側に位置する軸方向最後部領域にて軸方向に所定間隔をおいて複数設けられている。そして、軸方向前側の切れ刃Ksに対して切り込み方向のバラツキ量が0μm〜4μm以内に収まるように設定されている。   The cutting edge Ks of the final finishing blade group S finally determines the machining dimension of the workpiece 100, and is in the axial rearmost region located further on the axial rear side than the axial rear side region of the broach 1. A plurality of them are provided at predetermined intervals in the axial direction. The variation amount in the cutting direction with respect to the cutting edge Ks on the front side in the axial direction is set to be within 0 μm to 4 μm.

上記構成を有するブローチ1を用いたワーク100へのブローチ加工は、まず、図示していないブローチ加工機にワーク100を固定する。そして、ワーク100に予め穿設されている中心穴101にブローチ1の前掴み部2を挿通してブローチ加工機のクランプ部にクランプさせ、ブローチの後掴み部6をブローチ加工機の後端支持部に支持する。   In broaching the workpiece 100 using the broach 1 having the above-described configuration, first, the workpiece 100 is fixed to a broaching machine (not shown). Then, the front gripping part 2 of the broach 1 is inserted into the center hole 101 previously drilled in the workpiece 100 and clamped to the clamping part of the broaching machine, and the rear gripping part 6 of the broach is supported at the rear end of the broaching machine. Support the part.

そして、ブローチ加工機を作動させてクランプ部をブローチ1の切削加工方向である軸方向前側に向かって所定の移動速度及び荷重で移動させ、後掴み部6を支持している後端支持部をクランプ部と同期してブローチ1の軸方向前側に向かって移動させる。   Then, the broaching machine is operated to move the clamp portion toward the front side in the axial direction that is the cutting direction of the broach 1 with a predetermined moving speed and load, and the rear end support portion that supports the rear grip portion 6 is moved. The broach 1 is moved toward the front side in the axial direction in synchronization with the clamp portion.

ワーク100は、ブローチ1の移動により、粗削刃群P、中粗削刃群Q、中仕上げ刃群R、最終仕上げ刃群Sの各切れ刃KによってR壁部102が切削されて所望の寸法形状を有する凹溝104が形成される。   In the workpiece 100, the R wall portion 102 is cut by the cutting blades K of the rough cutting blade group P, the medium rough cutting blade group Q, the intermediate finishing blade group R, and the final finishing blade group S by the movement of the broach 1. A concave groove 104 having a dimensional shape is formed.

上記の加工条件では、ブローチ1の撓み量は、ブローチ1の軸方向前側から軸方向中央に移行するに従い漸次増大し、軸方向中央から軸方向後側に移行するに従い漸次減少し、ブローチ1の軸方向中央領域の撓み量が最も大きくなることが予測される。以下の式(1)は、上記加工条件に応じてブローチ1に発生する最大撓み量δmaxを示す式である。   Under the above processing conditions, the amount of bending of the broach 1 gradually increases as it moves from the front side in the axial direction of the broach 1 to the center in the axial direction, and gradually decreases as it moves from the center in the axial direction to the rear side in the axial direction. It is predicted that the amount of deflection in the central region in the axial direction is the largest. The following expression (1) is an expression indicating the maximum amount of deflection δmax generated in the broach 1 in accordance with the above processing conditions.

δmax=(WL)/(192EI)……(1)
(W:背分力、L:軸方向長さ、E:縦弾性係数、I:断面2次モーメント)
そして、ブローチ1の切削荷重は、切れ刃Kの切削面積(切削幅h×切り込み量t)に比例しており、切削面積が大きければ切削荷重も大きくなり、切削面積が小さければ切削荷重も小さくなる。
δmax = (WL 3 ) / (192EI) (1)
(W: Back component force, L: Axial length, E: Longitudinal elastic modulus, I: Cross section secondary moment)
The cutting load of the broach 1 is proportional to the cutting area (cutting width h × cutting amount t) of the cutting edge K. If the cutting area is large, the cutting load is large, and if the cutting area is small, the cutting load is small. Become.

また、ブローチ1は、各切れ刃Kによるワーク100の切削面積が軸部11の軸方向位置に応じて調整されている。具体的には、ブローチ1の軸方向中央領域に形成されている中粗削刃群Qの各切れ刃Kqは、軸方向前側の切れ刃Kqから軸方向後側の切れ刃Kqに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102をR壁部102の円弧に沿った方向(溝深さ方向)である切削幅方向に切り込むように形成されている。   Further, in the broach 1, the cutting area of the workpiece 100 by each cutting edge K is adjusted according to the axial position of the shaft portion 11. Specifically, each cutting edge Kq of the medium rough cutting blade group Q formed in the axial central region of the broach 1 moves from the axial front cutting edge Kq to the axial rear rear cutting edge Kq. The R wall portion 102 of the concave groove 104 of the workpiece 100 is formed so as to be cut in a cutting width direction that is a direction along the arc of the R wall portion 102 (groove depth direction).

一方、ブローチ1の軸方向前側領域に形成されている粗削刃群Pの各切れ刃Kpと、軸方向後側領域に形成されている中仕上げ刃群Rの各切れ刃Krは、軸方向前側の切れ刃Kp、Krから軸方向後側の切れ刃Kp、Krに移行するに従い漸次ワーク100の凹溝104が有するR壁部102をR壁部102の拡径方向(溝幅方向)である取り代方向に切り込むように形成されている。   On the other hand, each cutting edge Kp of the rough cutting blade group P formed in the axial front side region of the broach 1 and each cutting edge Kr of the intermediate finishing blade group R formed in the axial rear side region are in the axial direction. As the cutting edge Kp, Kr on the front side shifts to the cutting edge Kp, Kr on the rear side in the axial direction, the R wall portion 102 of the concave groove 104 of the workpiece 100 is gradually increased in the diameter increasing direction (groove width direction) of the R wall portion 102. It is formed so as to cut in a certain machining allowance direction.

従って、ブローチ1の軸方向中央領域におけるワーク100の切削面積を、軸方向前側領域及び軸方向後側領域におけるワーク100の切削面積よりも小さくすることができ、ブローチ1の軸方向中央領域に作用する切削荷重をブローチ1の軸方向前側領域及び軸方向後側領域よりも小さくすることができる。これにより、ブローチ1の軸方向中央領域に作用する背分力を小さくし、軸方向前側領域及び軸方向後側領域に作用する背分力を大きくすることができる。   Therefore, the cutting area of the workpiece 100 in the axial center region of the broach 1 can be made smaller than the cutting area of the workpiece 100 in the axial front region and the axial rear region, and acts on the axial central region of the broach 1. The cutting load to be performed can be made smaller than the axial front side region and the axial rear side region of the broach 1. Thereby, the back force acting on the axial center region of the broach 1 can be reduced, and the back force acting on the axial front region and the axial rear region can be increased.

従って、上記加工条件に基づいて予測されるブローチ1の撓みを抑制して軸部11の最大撓み量δmaxを積極的に小さくすることができ、ブローチ1の撓みに起因した各切れ刃Kのチッピング等の発生を抑えて、ブローチ1の工具寿命を延ばすことができる。   Therefore, it is possible to positively reduce the maximum deflection amount δmax of the shaft portion 11 by suppressing the deflection of the broach 1 predicted based on the above processing conditions, and chipping each cutting edge K due to the deflection of the broach 1. The tool life of the broach 1 can be extended.

図16は、HRC50〜HRC65相当の焼入材からなるワーク100にブローチ加工を施した場合における切削荷重の変化を示したグラフであり、図17は、ブローチの工具寿命の実験結果を示すグラフである。   FIG. 16 is a graph showing changes in cutting load when broaching is performed on the workpiece 100 made of a hardened material equivalent to HRC50 to HRC65, and FIG. 17 is a graph showing experimental results of tool life of the broach. is there.

図16及び図17に示す従来とは、軸方向前側から軸方向後側に移行するに従い各切れ刃が相似状に拡大する従来のブローチ200を用いて前掴み方式によりワーク100にブローチ加工を施した際のデータであり、図16及び図17に示す本発明とは、本実施の形態におけるブローチ1を用いて両掴み方式によってワーク100にブローチ加工を施した際のデータである。   16 and 17, the workpiece 100 is broached by a front grip method using a conventional broach 200 in which each cutting edge expands in a similar manner as it moves from the axial front side to the axial rear side. The present invention shown in FIGS. 16 and 17 is data when the work 100 is broached by the double gripping method using the broach 1 in the present embodiment.

従来のブローチに作用する切削荷重は、図16に破線で示すように、軸方向前側から軸方向後側に移行するに従い漸次増大するように変化している。従って、前掴み方式ではブローチ200の撓み量が大きくなる軸方向後側に移行するに従いブローチ200に作用する背分力Wも大きくなる。その結果、ブローチ200に大きな撓みが生じ、切れ刃210に衝撃が加わり、チッピング等の異常摩耗を生ずることが懸念される。   The cutting load acting on the conventional broach changes so as to gradually increase as it shifts from the front side in the axial direction to the rear side in the axial direction, as indicated by a broken line in FIG. Therefore, in the front gripping method, the back component force W acting on the broach 200 increases as it shifts to the rear side in the axial direction where the amount of bending of the broach 200 increases. As a result, there is a concern that the broach 200 is greatly deflected, an impact is applied to the cutting edge 210, and abnormal wear such as chipping occurs.

これに対し、本発明のブローチ1に作用する切削荷重は、図16に実線で示すように、ブローチ1の軸方向前側領域と軸方向後側領域で大きい値となり、軸方向中央領域で小さい値となるように変化する。   On the other hand, the cutting load acting on the broach 1 of the present invention has a large value in the axial front region and the axial rear region of the broach 1 and a small value in the axial central region as shown by the solid line in FIG. It changes to become.

従って、上記加工条件に基づいて最大撓み量δmaxが生ずると予測される部分であるブローチ1の軸方向中央領域に作用する背分力Wを、軸方向前側領域及び軸方向後側領域よりも小さくすることができ、ブローチ1の撓みを抑制して最大撓み量を積極的に小さくすることができる。これにより、ブローチ1の撓みに起因した切れ刃Kへの衝撃の付与を防ぎ、チッピング等の異常摩耗の発生や進行を抑制して、従来よりもブローチ1の工具寿命を延ばすことができる。   Accordingly, the back component force W acting on the central region in the axial direction of the broach 1 that is predicted to produce the maximum amount of deflection δmax based on the above processing conditions is smaller than those in the axial front region and the axial rear region. It is possible to suppress the bending of the broach 1 and positively reduce the maximum bending amount. Thereby, the application of the impact to the cutting edge K due to the bending of the broach 1 can be prevented, the occurrence and progress of abnormal wear such as chipping can be suppressed, and the tool life of the broach 1 can be extended as compared with the prior art.

図17に示す実験結果によれば、従来のブローチ200の工具寿命は、総切削長が約150mであるのに対し、本発明のブローチ1の工具寿命は、総切削長が約270mであり、工具寿命が約2倍近くまで延びたことがわかる。   According to the experimental results shown in FIG. 17, the tool life of the conventional broach 200 is about 150 m in total cutting length, whereas the tool life of the broach 1 of the present invention is about 270 m in total cutting length. It can be seen that the tool life has increased to nearly twice.

また、上記構成を超硬ブローチに適用した場合には、ワーク硬さHRC50〜HRC65相当の焼入材の仕上げ加工を高精度で且つ安価に施すことができる。また、仕上げ代も150μm以上とすることができ、熱処理歪みを完全に除去することができる。   Moreover, when the said structure is applied to a cemented carbide broach, the finishing process of the hardening material equivalent to workpiece | work hardness HRC50-HRC65 can be given with high precision and low cost. Further, the finishing allowance can be 150 μm or more, and the heat treatment distortion can be completely removed.

本発明は、上述の実施の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で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、加工条件が両掴み方式である場合を例に説明したが、加工条件が前掴み方式である場合にも適用することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the processing condition is the double gripping method has been described as an example, but the present invention can also be applied to the case where the processing condition is the front gripping method.

加工条件が前掴み方式である場合、ブローチ1はブローチ1の軸方向後側に移行するに従い撓み量が大きくなるように撓むことが予測される。従って、ブローチ1の軸方向前側から軸方向後側に移行するに従い切削荷重が小さくなるように、例えば切れ刃Kの切り込み方向が取り代方向から切削幅方向に漸次変更するように切れ刃の形状を変えてもよい。   When the processing condition is the front gripping method, it is predicted that the broach 1 bends so that the amount of bending increases as it moves to the rear side in the axial direction of the broach 1. Accordingly, the shape of the cutting edge is set so that, for example, the cutting direction of the cutting edge K gradually changes from the cutting allowance direction to the cutting width direction so that the cutting load decreases as the broach 1 moves from the axial front side to the axial rear side. May be changed.

本実施の形態を示すブローチの側面図である。It is a side view of the broach which shows this Embodiment. 切れ刃の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a cutting blade. ブローチ加工前とブローチ加工後のワークの形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the workpiece | work before broaching and after broaching. 実施例1におけるブローチの粗削刃群を形成する各切れ刃の形状を説明する軸方向矢視図である。It is an axial direction arrow directional view explaining the shape of each cutting edge which forms the rough cutting blade group of the broach in Example 1. FIG. 実施例1におけるブローチの粗削刃群の各切れ刃によるワークの切削状態を示す図である。It is a figure which shows the cutting state of the workpiece | work by each cutting edge of the rough cutting blade group of the broach in Example 1. FIG. 実施例1におけるブローチの中粗削刃群を形成する各切れ刃の形状を説明する軸方向矢視図である。It is an axial direction arrow view explaining the shape of each cutting edge which forms the medium rough cutting blade group of the broach in Example 1. FIG. 実施例1におけるブローチの中粗削刃群の各切れ刃によるワークの切削状態を示す図である。It is a figure which shows the cutting state of the workpiece | work by each cutting edge of the medium rough cutting blade group of the broach in Example 1. FIG. 実施例1におけるブローチの中仕上げ刃群を形成する切れ刃の形状を説明する軸方向矢視図である。It is an axial direction arrow directional view explaining the shape of the cutting blade which forms the medium finishing blade group of the broach in Example 1. FIG. 実施例1におけるブローチの中仕上げ刃群の各切れ刃によるワークの切削状態を示す図である。It is a figure which shows the cutting state of the workpiece | work by each cutting edge of the medium finishing blade group of the broach in Example 1. FIG. 実施例2におけるブローチの粗削刃群を形成する切れ刃の形状を示す軸方向矢視図である。It is an axial direction arrow line view which shows the shape of the cutting blade which forms the rough cutting blade group of the broach in Example 2. FIG. 実施例2におけるブローチの粗削刃群の各切れ刃によるワークの切削状態を示す図である。It is a figure which shows the cutting state of the workpiece | work by each cutting edge of the rough cutting blade group of the broach in Example 2. FIG. 実施例2におけるブローチの中粗削刃群を形成する各切れ刃の形状を説明する軸方向矢視図である。It is an axial direction arrow line view explaining the shape of each cutting edge which forms the medium rough cutting blade group of the broach in Example 2. FIG. 実施例2におけるブローチの中粗削刃群の各切れ刃によるワークの切削状態を示す図である。It is a figure which shows the cutting state of the workpiece | work by each cutting edge of the medium rough cutting blade group of the broach in Example 2. FIG. 実施例2におけるブローチの中仕上げ刃群を形成する切れ刃の形状を説明する軸方向矢視図である。It is an axial direction arrow directional view explaining the shape of the cutting edge which forms the medium finishing blade group of the broach in Example 2. FIG. 実施例2におけるブローチの中仕上げ刃群の各切れ刃によるワークの切削状態を示す図である。It is a figure which shows the cutting state of the workpiece | work by each cutting edge of the broaching medium finishing blade group in Example 2. FIG. HRC50〜HRC65相当の焼入材からなるワークにブローチ加工を施した場合における切削荷重の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the cutting load at the time of giving a broach process to the workpiece | work consisting of the hardening material equivalent to HRC50-HRC65. ブローチの工具寿命の実験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the experimental result of the tool life of a broach. ブローチに作用する切削荷重を説明する図である。It is a figure explaining the cutting load which acts on a broach. ブローチに生ずる撓みを説明する図である。It is a figure explaining the bending which arises in a broach.

符号の説明Explanation of symbols

1 ブローチ
2 前掴み部(前端部)
6 後掴み部(後端部)
11 軸部
20、21、22、23、25、26 すくい面
30、31、32、33、35、36 逃げ面
40、41c、42c、43a、45a、45b、46e、46f エッジ部
100 ワーク
101 中心穴
102 R壁部(縦壁部)
103 底壁部
104 凹溝
K 切れ刃
P 粗削刃群
Q 中粗削刃
R 中仕上げ刃群
S 最終仕上げ刃群
1 Brooch 2 Front grip (front end)
6 Rear grip (rear end)
11 Shaft part 20, 21, 22, 23, 25, 26 Rake face 30, 31, 32, 33, 35, 36 Flank 40, 41c, 42c, 43a, 45a, 45b, 46e, 46f Edge part 100 Workpiece 101 center Hole 102 R wall (vertical wall)
103 bottom wall 104 concave groove K cutting edge P rough cutting blade group Q medium roughing blade R medium finishing blade group S final finishing blade group

Claims (5)

長尺状の軸部に複数の切れ刃が前記軸部の軸方向に沿って配列されるとともに前記軸部の前端部と後端部がクランプされて、断面が凸状に湾曲する一対の縦壁部及び該縦壁部の先端部分間を結ぶ底壁部を有する凹溝が形成されたワークに対して相対的に前記軸部の軸方向に沿って軸方向前側に移動させることにより前記各切れ刃によって前記ワークを切削して前記ワークにブローチ加工を施すブローチにおいて、
前記軸部の軸方向前側領域に配設されると共に、前記一対の縦壁部の溝深さ方向中間部分に向けて突出して該溝深さ方向中間部分をそれぞれ溝幅方向である取り代方向に向かって切削する第1の切れ刃と、
前記軸部の軸方向中央領域に配設されると共に、前記第1の切れ刃による前記ワークのワーク切削面積よりも切削面積が小さく設定された第2の切れ刃とを有し、
前記第2の切れ刃は、前記凹溝の縦壁部を該凹溝の溝深さ方向中間部分から溝深さ方向先端部分及び溝深さ方向基端部分のそれぞれに向かって前記一対の縦壁部の湾曲に沿う切削幅方向に沿って切削することを特徴とするブローチ。
Are front and rear ends are clamped elongated plurality of cutting edges to the axis of the are arranged along the axial direction of the shaft portion Rutotomoni the shaft portion, a pair of vertical cross section is curved in a convex shape By moving the wall portion and the front wall in the axial direction along the axial direction of the shaft portion relative to the work in which the concave groove having the bottom wall portion connecting the tip portion of the vertical wall portion is formed, In a broach that cuts the workpiece with a cutting edge and performs broaching on the workpiece,
The axial direction front side region of the shaft portion, and projects toward the intermediate portion in the groove depth direction of the pair of vertical wall portions, and the intermediate portion in the groove depth direction is the machining allowance direction that is the groove width direction, respectively. A first cutting edge that cuts toward
A second cutting edge that is disposed in an axial central region of the shaft portion and has a cutting area set smaller than a work cutting area of the workpiece by the first cutting edge;
The second cutting edge includes the pair of vertical walls extending from the middle portion in the groove depth direction of the groove toward the distal end portion in the groove depth direction and the proximal end portion in the groove depth direction. A broach that cuts along a cutting width direction along a curve of a wall portion .
長尺状の軸部に複数の切れ刃が前記軸部の軸方向に沿って配列されるとともに前記軸部の前端部と後端部がクランプされて、断面が凸状に湾曲する一対の縦壁部及び該縦壁部の先端部分間を結ぶ底壁部を有する凹溝が形成されたワークに対して相対的に前記軸部の軸方向に沿って軸方向前側に移動させることにより前記各切れ刃によって前記ワークを切削して前記ワークにブローチ加工を施すブローチにおいて、A plurality of cutting edges are arranged on the long shaft portion along the axial direction of the shaft portion, and a front end portion and a rear end portion of the shaft portion are clamped, and a pair of vertical curves whose sections are curved in a convex shape By moving the wall portion and the front wall in the axial direction along the axial direction of the shaft portion relative to the work in which the concave groove having the bottom wall portion connecting the tip portion of the vertical wall portion is formed, In a broach that cuts the workpiece with a cutting edge and performs broaching on the workpiece,
前記軸部の軸方向前側領域に配設されると共に、前記一対の縦壁部の溝深さ方向基端部分及び溝深さ方向先端部分のそれぞれに向けて突出して前記溝深さ方向基端部分及び前記溝深さ方向先端部分をそれぞれ溝幅方向である取り代方向に向かって切削する第1の切れ刃と、The groove depth direction base end is disposed in the axial front side region of the shaft portion and protrudes toward the groove depth direction proximal end portion and the groove depth direction distal end portion of the pair of vertical wall portions. A first cutting edge that cuts the portion and the tip portion in the groove depth direction toward the machining allowance direction that is the groove width direction, and
前記軸部の軸方向中央領域に配設されると共に、前記第1の切れ刃による前記ワークのワーク切削面積よりもワーク切削面積が小さく設定された第2の切れ刃とを有し、A second cutting edge that is disposed in a central region in the axial direction of the shaft portion and has a workpiece cutting area set smaller than a workpiece cutting area of the workpiece by the first cutting edge;
前記第2の切れ刃は、前記凹溝の縦壁部を該凹溝の溝深さ方向基端部分及び溝深さ方向先端部分のそれぞれから溝深さ方向中間部分に向かって前記一対の縦壁部の湾曲に沿う切削幅方向に沿って切削することを特徴とするブローチ。The second cutting edge includes the pair of vertical walls extending from the groove depth direction base end portion and the groove depth direction distal end portion of the groove toward the groove depth direction intermediate portion. A broach that cuts along a cutting width direction along a curve of a wall portion.
前記軸部の軸方向後側領域に配設された第3の切れ刃を更に有し、
該第3の切れ刃は、前記凹溝の縦壁部を溝深さ方向に亘って前記取り代方向に向かって切削する形状を有し、当該第3の切れ刃によるワーク切削面積が前記第2の切れ刃によるワーク切削面積よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項1または2に記載のブローチ。
A third cutting edge disposed in the axially rear region of the shaft portion;
The third cutting edge has a shape in which the vertical wall portion of the concave groove is cut in the machining allowance direction over the groove depth direction, and the work cutting area by the third cutting edge is the first cutting edge. The broach according to claim 1 or 2, wherein the broach is set to be larger than a workpiece cutting area by two cutting edges .
長尺状の軸部に複数の切れ刃が前記軸部の軸方向に向かって配列されるとともに前記軸部の前端部のみがクランプされて、断面が凸状に湾曲する一対の縦壁部及び該縦壁部の先端部分間を結ぶ底壁部を有する凹溝が形成されたワークに対して相対的に前記軸部の軸方向に沿って軸方向前側に移動させることにより前記各切れ刃によって前記ワークを切削して前記ワークにブローチ加工を施すブローチにおいて、A plurality of cutting blades are arranged in an elongated shaft portion in the axial direction of the shaft portion, and only a front end portion of the shaft portion is clamped, and a pair of vertical wall portions whose sections are curved in a convex shape, and By moving each axially forward along the axial direction of the shaft portion relative to the workpiece formed with a concave groove having a bottom wall portion connecting the tip portions of the vertical wall portions, In a broach that cuts the workpiece and performs broaching on the workpiece,
前記軸部の軸方向前側領域に配設されると共に、前記一対の縦壁部の溝深さ方向中間部分に向けて突出して該溝深さ方向中間部分をそれぞれ溝幅方向である取り代方向に向かって切削する第1の切れ刃と、The axial direction front side region of the shaft portion, and projects toward the intermediate portion in the groove depth direction of the pair of vertical wall portions, and the intermediate portion in the groove depth direction is the machining allowance direction that is the groove width direction, respectively. A first cutting edge that cuts toward
前記軸部の軸方向後側領域に配設されると共に、前記第1の切れ刃による前記ワークのワーク切削面積よりもワーク切削面積が小さく設定された第2の切れ刃とを有し、A second cutting edge that is disposed in an axial rear side region of the shaft portion and has a workpiece cutting area set smaller than a workpiece cutting area of the workpiece by the first cutting edge;
前記第2の切れ刃は、前記凹溝の縦壁部を該凹溝の溝深さ方向中間部分から溝深さ方向先端部分及び溝深さ方向基端部分のそれぞれに向かって前記一対の縦壁部の湾曲に沿う切削幅方向に沿って切削することを特徴とするブローチ。The second cutting edge includes the pair of vertical walls extending from the middle portion in the groove depth direction of the groove toward the distal end portion in the groove depth direction and the proximal end portion in the groove depth direction. A broach that cuts along a cutting width direction along a curve of a wall portion.
長尺状の軸部に複数の切れ刃が前記軸部の軸方向に沿って配列されるとともに前記軸部の前端部のみがクランプされて、断面が凸状に湾曲する一対の縦壁部及び該縦壁部の先端部分間を結ぶ底壁部を有する凹溝が形成されたワークに対して相対的に前記軸部の軸方向に沿って軸方向前側に移動させることにより前記各切れ刃によって前記ワークを切削して前記ワークにブローチ加工を施すブローチにおいて、A plurality of cutting edges are arranged on the long shaft portion along the axial direction of the shaft portion, and only a front end portion of the shaft portion is clamped, and a pair of vertical wall portions whose cross section is curved in a convex shape, and By moving each axially forward along the axial direction of the shaft portion relative to the workpiece formed with a concave groove having a bottom wall portion connecting the tip portions of the vertical wall portions, In a broach that cuts the workpiece and performs broaching on the workpiece,
前記軸部の軸方向前側領域に配設されると共に、前記一対の縦壁部の溝深さ方向基端部分及び溝深さ方向先端部分のそれぞれに向けて突出して前記溝深さ方向基端部分及び前記溝深さ方向先端部分をそれぞれ溝幅方向である取り代方向に向かって切削する第1の切れ刃と、The groove depth direction base end is disposed in the axial front side region of the shaft portion and protrudes toward the groove depth direction proximal end portion and the groove depth direction distal end portion of the pair of vertical wall portions. A first cutting edge that cuts the portion and the tip portion in the groove depth direction toward the machining allowance direction that is the groove width direction, and
前記軸部の軸方向後側領域に配設されると共に、前記第1の切れ刃による前記ワークのワーク切削面積よりもワーク切削面積が小さく設定された第2の切れ刃とを有し、A second cutting edge that is disposed in an axial rear side region of the shaft portion and has a workpiece cutting area set smaller than a workpiece cutting area of the workpiece by the first cutting edge;
前記第2の切れ刃は、前記凹溝の縦壁部を該凹溝の溝深さ方向基端部分及び溝深さ方向先端部分のそれぞれから溝深さ方向中間部分に向かって前記一対の縦壁部の湾曲に沿う切削幅方向に沿って切削することを特徴とするブローチ。The second cutting edge includes the pair of vertical walls extending from the groove depth direction base end portion and the groove depth direction distal end portion of the groove toward the groove depth direction intermediate portion. A broach that cuts along a cutting width direction along a curve of a wall portion.
JP2005378181A 2005-12-28 2005-12-28 brooch Expired - Fee Related JP4804917B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005378181A JP4804917B2 (en) 2005-12-28 2005-12-28 brooch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005378181A JP4804917B2 (en) 2005-12-28 2005-12-28 brooch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007175826A JP2007175826A (en) 2007-07-12
JP4804917B2 true JP4804917B2 (en) 2011-11-02

Family

ID=38301519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005378181A Expired - Fee Related JP4804917B2 (en) 2005-12-28 2005-12-28 brooch

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4804917B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102814546B (en) * 2012-09-13 2014-07-23 重庆秋田齿轮有限责任公司机械设备分公司 Full-automatic horizontal broaching machine
JP6164066B2 (en) 2013-11-29 2017-07-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Brooch cutter

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2532834Y2 (en) * 1992-09-24 1997-04-16 株式会社不二越 Broach for helical internal gear machining
JPH10315044A (en) * 1997-05-15 1998-12-02 Nachi Fujikoshi Corp Helical broaching method and helical broach
JP4349868B2 (en) * 2003-09-04 2009-10-21 富士重工業株式会社 Broach and broach device
JP4571420B2 (en) * 2004-03-05 2010-10-27 富士重工業株式会社 Broaching machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007175826A (en) 2007-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4087193A (en) Cutting tool with chip breaker
Zlatin et al. Procedures and precautions in machining titanium alloys
KR102571038B1 (en) Method for manufacturing strip steel cutter and strip steel cutter for tools
KR20070005667A (en) Powdered metal multi-lobular tooling and method of fabrication
KR20090078791A (en) Modular drilling tool and method for the production thereof
JP4804917B2 (en) brooch
JP2016005860A (en) Scanline processing method using ball end mill
WO2018155479A1 (en) Hard tip band-saw blade
WO2012128100A1 (en) Shaving tool
KR100990171B1 (en) Twist drill reamer for the high speed machining of the difficult-to-cut materials
JP2003094226A (en) End mill having taper portion
KR102470286B1 (en) Mirror finishing method and mirror finishing tool
JP2007245278A (en) End mill
JP2000233311A (en) Ball end mill for finishing
JP2002137118A (en) Carbide broach
JP7249714B2 (en) Method for manufacturing gun barrel
JP4412706B2 (en) Broaching tool for machining hard materials
CN220679467U (en) Spiral flute drill bit with chip breaker
JP4479266B2 (en) Internal broaching method
RU2312751C1 (en) Surface plastic deforming method
JP4442862B2 (en) Assembly type internal broach tool
CN116551037A (en) Spiral flute drill bit with chip breaker
JP2007061997A (en) Broach
JPH10113808A (en) Polygonal section end mill
RU2311278C1 (en) Working method by applying static load and pulse load to elastic deforming tool

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081003

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110317

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110322

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110518

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110802

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110810

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140819

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees