JP4816205B2 - Broaching machine - Google Patents
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Description
本発明は、被加工物に対してブローチを相対移動させることにより、被加工物の内面あるいは外面を所定の形状に加工するブローチ盤に関する。 The present invention relates to a broaching machine that processes an inner surface or an outer surface of a workpiece into a predetermined shape by moving the broach relative to the workpiece.
従来、被加工物の内面あるいは外面を所定の形状に加工するためのブローチ盤には、被加工物を固定して、この被加工物を切削する切刃を備えたブローチを移動させながら加工を行うブローチ移動式のブローチ盤と、ブローチを固定して被加工物(ワーク)を移動させながら加工を行うワーク移動式のブローチ盤とが存在する。 Conventionally, in a broaching machine for processing the inner surface or outer surface of a workpiece into a predetermined shape, the workpiece is fixed and machining is performed while moving the broach equipped with a cutting blade for cutting the workpiece. There is a broaching machine that performs broaching and a work-moving broaching machine that performs machining while moving the workpiece (workpiece) while fixing the broaching.
例えば、ワーク移動式のブローチ盤には、矩形盤状のベースと、ベースに固定されて垂直方向に立設した矩形柱状のコラムと、前方を向くコラムの一側面側に、この一側面に沿い軸線を垂直方向に向けて設けられた1つのボールネジ(駆動軸)と、後端側がボールネジに接続され、先端側がコラムの一側面に直交する前方側(外方側)に延出し、垂直方向に貫通する貫通孔を備えて形成された略盤状のラム(テーブル)と、略円柱棒状に形成されその外周に切刃を備えたブローチと、ブローチをラムの貫通孔に挿通させてブローチの軸線を垂直方向に向けた状態で、ブローチの上端側を保持するリフターヘッドと、ベースに固定されてブローチの下端側を保持するプルヘッドとを備えて構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。 For example, a workpiece moving type broaching machine has a rectangular disk-shaped base, a rectangular columnar column fixed to the base and vertically erected, and one side of the column facing forward, along this side. One ball screw (drive shaft) provided with the axis line oriented vertically, the rear end side connected to the ball screw, and the front end side extended to the front side (outward side) orthogonal to one side of the column, A substantially disk-shaped ram (table) formed with a through-hole passing therethrough, a broach formed in a substantially cylindrical rod shape and provided with a cutting edge on the outer periphery thereof, and the broach axis inserted through the through-hole of the ram There is a structure including a lifter head that holds the upper end side of the broach and a pull head that is fixed to the base and holds the lower end side of the broach in a state in which the head is directed vertically (see, for example, Patent Document 1). ).
このように構成されたブローチ盤においては、ラムの上面側に被加工物が固定され、ボールネジが、コラムに支持されたサーボモータに接続されて軸線回りに回転することによって、ラムとともに被加工物をボールネジの軸線方向(ブローチの軸線方向)の垂直方向(上下方向)に直線移動させることが可能とされている。このように移動する被加工物は、ブローチの切刃に接触されつつ切削されて所定の形状に加工されてゆく。 In the broaching machine configured in this way, the work piece is fixed to the upper surface side of the ram, and the ball screw is connected to the servo motor supported by the column and rotated around the axis line so that the work piece is worked together with the ram. Can be linearly moved in the vertical direction (vertical direction) of the axial direction of the ball screw (axial direction of the broach). The workpiece that moves in this way is cut into a predetermined shape while being in contact with the cutting edge of the broach.
しかしながら、上記のブローチ盤においては、1つのボールネジがブローチよりもブローチ盤の後方側に設けられ、このボールネジでラムとともに被加工物を移動して加工を行うものとされているため、ラムが片持ち状態でボールネジに支持され、この支持点に対し被加工物にブローチが切り込まれる加工点がラムの先端側の自由端側に配されることになる。このため、被加工物の切削に伴って加工点に生じる荷重によりラムに曲げの力が作用して、極微小ながらもラムが変形し、この変形によりブローチの軸線と同軸線上に配された被加工物の軸線がずれてしまうという問題があった。このような場合には、加工時に振動が生じるなどして、被加工物の加工精度が低下するという問題が生じる。 However, in the above broaching machine, one ball screw is provided on the rear side of the broaching machine with respect to the broach, and the workpiece is moved along with the ram by this ball screw to perform processing. The holding point is supported by the ball screw, and the processing point at which the broach is cut into the workpiece is arranged on the free end side on the tip side of the ram. For this reason, the bending force acts on the ram due to the load generated at the machining point as the workpiece is cut, and the ram is deformed even though it is extremely small. This deformation causes the workpiece placed on the same axis as the axis of the broach. There was a problem that the axis of the workpiece was displaced. In such a case, there arises a problem that the processing accuracy of the workpiece is lowered due to vibrations generated during processing.
特に、例えば焼入れ前のHRC(ロックウェル硬さ)で20〜30程度の被加工物を、10m/min程度の切削速度で加工する場合には、上記のブローチ盤においてもある程度加工精度を確保することが可能であるのに対して、焼入れ後のHRCで60程度の被加工物を、60m/min以上の切削速度で高速加工するような場合には、極微小ながらもラムの変形に伴う加工精度の低下が顕著になっていた。 In particular, when a workpiece having a HRC (Rockwell hardness) before quenching of about 20 to 30 is machined at a cutting speed of about 10 m / min, a certain degree of machining accuracy is ensured even in the above broaching machine. On the other hand, when processing a workpiece of about 60 with HRC after quenching at a high cutting speed of 60 m / min or more, it is extremely fine but is accompanied by deformation of the ram. The decrease in accuracy was remarkable.
一方で、ワークテーブルと工具主軸とを相対的に移動制御して被加工物を加工する工作機械として、ベッド上に滑り又は転がりの案内面を有した案内部材を介して略水平方向(横方向)に直線移動可能なテーブル本体部と、テーブル本体部を案内面に沿って移動させるボールネジとを備え、テーブル本体部の重心の位置を中心とした点対称位置にボールネジを一対で設けたものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, as a machine tool for processing a workpiece by relatively moving a work table and a tool spindle, a substantially horizontal direction (lateral direction) is provided via a guide member having a guide surface that slides or rolls on a bed. ) And a ball screw for moving the table main body along the guide surface, and a pair of ball screws provided at a point-symmetrical position about the position of the center of gravity of the table main body. It has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
この工作機械においては、テーブル本体部の重心位置を中心とした点対称位置に一対のボールネジが設けられて、テーブル本体部の横方向の移動時に、その重心位置が一対のボールネジのそれぞれの軸線を含む平面上に常に配されることになる。これにより、テーブル本体部が、左右一対のボールネジで安定的に支持されて、振動などが生じることを防止しつつ被加工物の高速加工を可能にしている。
しかしながら、上記の例えば特許文献2に開示された工作機械においては、左右一対のボールネジがテーブル本体部の重心の位置を中心とした点対称位置に設けられることによって振動を抑制しつつ高速加工を可能にしているが、例えば特許文献1に開示されたブローチ盤のように、ラムを垂直方向に移動し、かつラムの形状が中心に対して完全対称でない場合には、ブローチが被加工物を切削する加工点が、重心位置を中心とした点対称位置の一対のボールネジの軸線を結ぶ直線上からずれてしまい、やはり高速加工を行った際にラムに曲げの力が作用して、被加工物の切削精度が低下してしまうという問題があった。
However, in the machine tool disclosed in
本発明は、上記事情を鑑み、高速で加工を行う場合においても被加工物を高精度で加工することが可能なブローチ盤を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a broaching machine capable of processing a workpiece with high accuracy even when processing at high speed.
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明のブローチ盤は、略円柱棒状に形成されその外周に切刃を備えたブローチと、被加工物を保持するテーブルとを備え、前記ブローチと前記テーブルとを前記ブローチの軸線に沿って相対的に移動させて前記被加工物を前記切刃で切削するブローチ盤において、前記ブローチの切刃と前記被加工物が接触して該被加工物が切削される加工点を中心とした点対称位置に、前記ブローチと前記テーブルとを前記ブローチの軸線に沿って相対的に移動させる一対の駆動軸が設けられているとともに、前記ブローチの軸線方向から見て前記一対の駆動軸を結ぶ直線方向の前記一対の駆動軸のそれぞれの外側に設けられた垂直方向に延びる一対の縦枠部と、該一対の縦枠部の少なくとも上端側を繋ぐ横枠部とを備えて、前記ブローチと前記テーブルと前記一対の駆動軸を囲むように形成されたフレームが設けられており、前記テーブルは、上面側からの対向視で、テーブル本体部と、このテーブル本体部の左右一対の側端側から外方に向けて突出した略矩形状を呈する左右一対の支持部とから構成されて左右対称形状とされ、前記フレームの前記一対の縦枠部には、対向するそれぞれの内面側に、断面がコ字状を呈する係合溝が垂直方向に延設されていて、前記テーブルの前記一対の支持部が、前記フレームの前記縦枠部に形成された一対の前記係合溝内にそれぞれ係合されるとともに、前記一対の駆動軸は、前記テーブルの前記一対の支持部にそれぞれ挿通されて前記テーブルを支持していることを特徴とする。 The broaching machine of the present invention comprises a broach formed in a substantially cylindrical bar shape and provided with a cutting edge on the outer periphery thereof, and a table for holding a workpiece, and the broach and the table are relatively aligned along the axis of the broach. In a broaching machine that cuts the workpiece with the cutting edge by moving the workpiece, the point of symmetry about a machining point at which the cutting edge of the broach and the workpiece are in contact with each other and the workpiece is cut A pair of drive shafts for moving the broach and the table relative to each other along the axis of the broach are provided at a position , and a linear direction connecting the pair of drive shafts when viewed from the axial direction of the broach A pair of vertical frame portions extending in the vertical direction provided outside each of the pair of drive shafts, and a horizontal frame portion connecting at least the upper end sides of the pair of vertical frame portions, and the broach and the table A frame formed so as to surround the pair of drive shafts is provided, and the table is outwardly viewed from the table main body portion and a pair of left and right side ends of the table main body portion when viewed from the upper surface side. A pair of left and right support portions that project in a substantially rectangular shape projecting toward the left and right to have a symmetrical shape, and the pair of vertical frame portions of the frame have a U-shaped cross section on each facing inner surface side. And the pair of support portions of the table are respectively engaged in the pair of engagement grooves formed in the vertical frame portion of the frame. In addition, the pair of drive shafts are inserted through the pair of support portions of the table, respectively, to support the table .
さらに、本発明のブローチ盤においては、前記ブローチをその軸線方向に進退自在に保持するリフターヘッドが設けられ、該リフターヘッドは、該リフターヘッドの軸線を前記ブローチの軸線と同軸線上に配して設けられていることがより望ましい。 Further, the broaching machine of the present invention is provided with a lifter head for holding the broach so as to be able to advance and retreat in its axial direction. The lifter head has an axis of the lifter head arranged coaxially with the axis of the broach. It is more desirable that it is provided.
本発明のブローチ盤によれば、ブローチの切刃が被加工物を切削する加工点を中心とした点対称位置に、ブローチとテーブルとを相対的に移動させるための一対の駆動軸が設けられていることによって、テーブルを、加工点を中心とした点対称位置の両側で支持することができ、被加工物の切削に伴って加工点に作用する荷重を一対の駆動軸に均等に分散させて受けることができるため、テーブルが前記荷重に伴う曲げの力により極微小にも変形することを防止できる。これにより、高速加工を行った場合においても加工時に振動などが発生することがなく、被加工物を高精度で加工することができるとともに、被加工物の生産効率の向上を図ることが可能になる。 According to the broaching machine of the present invention, a pair of drive shafts for relatively moving the broach and the table is provided at a point-symmetrical position about the processing point where the cutting edge of the broach cuts the workpiece. Therefore, the table can be supported on both sides of a point-symmetrical position about the machining point, and the load acting on the machining point as the workpiece is cut is evenly distributed to the pair of drive shafts. Therefore, the table can be prevented from being deformed to an extremely small extent by the bending force accompanying the load. As a result, even when high-speed machining is performed, vibration or the like is not generated during machining, and the workpiece can be machined with high accuracy, and the production efficiency of the workpiece can be improved. Become.
また、本発明のブローチ盤においては、ブローチとテーブルと一対の駆動軸が、一対の縦枠部と横枠部とを備えるフレームで囲まれていることによって、ブローチ盤全体の剛性を高めることが可能になる。これにより、駆動軸を駆動させるための例えばモータなどの駆動手段の回転主軸の軸線と駆動軸の軸線を同軸線上に配し、この駆動手段を横枠部に支持させて設置することができるため、一対の駆動軸を精度よく同期させて駆動させて、ブローチとテーブルとを確実にブローチの軸線に沿って相対移動させることが可能になる。よって、被加工物をさらに高精度で加工することが可能になる。 In the broaching machine according to the present invention, the broaching machine, the table, and the pair of drive shafts are surrounded by a frame including a pair of vertical and horizontal frame parts, thereby increasing the rigidity of the entire broaching machine. It becomes possible. Thereby, for example, the axis of the rotation main shaft of the driving means such as a motor for driving the driving shaft and the axis of the driving shaft can be arranged on the coaxial line, and the driving means can be supported by the horizontal frame portion and installed. The pair of drive shafts are driven in synchronization with high accuracy, and the broach and the table can be reliably moved along the axis of the broach. Therefore, it becomes possible to process the workpiece with higher accuracy.
さらに、本発明のブローチ盤においては、ブローチを進退自在に保持するリフターヘッドが、その軸線をブローチの軸線と同軸線上に配して設けられていることによって、ブローチをその軸線に歪みが生じることがないように、確実に真っ直ぐに延ばして保持することが可能になる。これにより、さらに一層高精度で被加工物を加工することが可能になる。 Furthermore, in the broaching machine of the present invention, the lifter head that holds the broach so as to be able to advance and retreat is provided with its axis line coaxially with the axis of the broach, so that the broach is distorted in its axis. Therefore, it is possible to extend and hold it straight. Thereby, it becomes possible to process the workpiece with higher accuracy.
以下、図1から図3を参照し、本発明の一実施形態に係るブローチ盤について説明する。本発明の一実施形態は、被加工物の内面を所定の形状に加工するためのブローチ盤に関し、特に被加工物を切削する切刃を備えたブローチを固定して被加工物を移動させながら切削を行うワーク移動式のブローチ盤に関するものである。 Hereinafter, a broaching machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. One embodiment of the present invention relates to a broaching machine for processing an inner surface of a workpiece into a predetermined shape, and in particular, while moving a workpiece while fixing a broach provided with a cutting blade for cutting the workpiece. The present invention relates to a workpiece moving broaching machine that performs cutting.
本実施形態のブローチ盤Aは、図1から図3に示すように、軸線O1方向を垂直方向(上下方向)に向けて設けられ被加工物Wの内面の切削に供される略円柱棒状のブローチ1と、上面から下面に貫通しブローチ1が挿通される貫通孔2aを備えつつ被加工物Wを保持する略盤状のテーブル2と、テーブル2をブローチ1の軸線O1に沿って上下動可能に支持する一対のボールネジ(一対の駆動軸)3と、ブローチ1とテーブル2と一対のボールネジ3を囲うように形成された略長方形枠状のフレーム4とが主な構成要素とされている。
The broaching machine A according to the present embodiment has a substantially cylindrical bar shape provided with the axis O1 direction in the vertical direction (up and down direction) and used for cutting the inner surface of the workpiece W as shown in FIGS. A
ブローチ1には、図1に示すように、略円柱棒状のブローチ本体1aの外周に、径方向外側に突出しつつ軸線O1方向下端側から上端側に所定の間隔をもって並設された複数の切刃1bが、周方向にも間隔をあけて略環状をなすように複数列設されている。また、複数の切刃1bは、ブローチ1の下端側から上端側に位置する切刃1bほど例えば外径が漸次大となるように並設されており、下端側の切刃1bが荒刃とされ、上端側の切刃1bが仕上げ刃とされ、荒刃と仕上げ刃の間の切刃1bが中仕上げ刃とされている。また、ブローチ本体1aの上端側と下端側は、それぞれ多段略円柱状を呈するように形成され、上端側が前つかみ部1c、下端側が後つかみ部1dとされている。また、前つかみ部1cには、下端側から上端側に向かうに従い外径が漸次小となるテーパー部が設けられ、後つかみ部1dにも、上端側から下端側に向かうに従い外径が漸次小となるテーパー部が設けられている。この前つかみ部1c及び後つかみ部1dは、それぞれ前つかみ部1cが後述するリフターヘッド5aの保持孔に係合されて保持され、後つかみ部1dが後述するプルヘッド6の保持孔に同じく係合されて保持されて、ブローチ1をその軸線O1が垂直方向に向くように固定するものとされている。
As shown in FIG. 1, the
テーブル2は、図1及び図3に示すように、上面側からの対向視で略矩形状を呈するテーブル本体部2bと、テーブル本体部2bの平行する左右一対の側端側から、この一対の側端にそれぞれ直交しつつ外方に向けて突出する左右一対の支持部2cとから構成されて、左右対称形状とされている。また、テーブル本体部2bには、上面側からの対向視でその中央に、上面から下面に貫通する貫通孔2aが設けられている。この貫通孔2aは、その径がブローチ1の最大外径よりも大きく形成されて、ブローチ1を挿通可能なものとされている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the table 2 includes a table
一方、一対の支持部2cは、それぞれ上面側からの対向視で略矩形状を呈するように形成され、上面がテーブル本体部2bの上面と面一とされ、下面がテーブル本体部2bの下面よりも若干下方に位置されている。また、一対の支持部2cのそれぞれには、突設方向(図1のブローチ盤Aの前方側からの対向視に左右方向)の先端側に、上面から下面まで垂直方向に貫通し内面に螺刻が施されたネジ孔2dが設けられている。さらに、一対の支持部2cのそれぞれの下面には、ネジ孔2dの開口下端よりもテーブル本体部2b側に、この下面に直交しつつ下方に延出する延出部2eが設けられている。この延出部2eのブローチ盤Aの後方側を向く一側面は、支持部2cの前記後方側を向く側面と面一とされている。また、この後方側を向く延出部2eの一側面及び支持部2cの側面には、これら側面に直交する方向に凹みつつ延出部2eの下端から支持部2cの上端まで垂直方向に延設され、テーブル2の軸線(矩形状をなすテーブル本体部2bの中心を通り、垂直方向に延びる直線)O2に直交する断面がコ字状を呈するガイド部2fが設けられている。
On the other hand, each of the pair of
フレーム4は、図1に示すように、互いに平行して垂直方向に延びる略平板状の一対の縦枠部4aと、縦枠部4aの上端同士を繋げるように水平方向に延設された略平板状の上横枠部(横枠部)4bと、縦枠部4aの下端端同士を繋げるように水平方向に延設された略平板状の下横枠部(ベース)4cとを備えて構成されている。ここで、一対の縦枠部4aの垂直方向の長さが上横枠部4b及び下横枠部4cの水平方向の長さよりも大きな寸法とされて、フレーム4は、長手方向を垂直方向に向けた略長方形枠状を呈するものとされている。
As shown in FIG. 1, the
また、上横枠部4bには、図1及び図2に示すように、一対の縦枠部4aと繋がる両端側にそれぞれ上面から下面まで垂直方向に貫通し、上面側からの対向視で円形状を呈する一対のボールネジ挿通孔4dが設けられているとともに、長手方向(垂直方向)に延びるフレーム4の中心軸線(上横枠部4bの中心を通る直線)O3上に上面から下面まで垂直方向に貫通し、上面側からの対向視で矩形状を呈する矩形孔4eが設けられている。一方、一対の縦枠部4aには、図3に示すように、対向するそれぞれの内面側のフレーム4の中心軸線O3直交方向略中央部分に、中心軸線O3に直交する断面がコ字状を呈する係合溝4fが垂直方向に延設されており、この係合溝4fは、縦枠部4aの内面に直交しつつ中心軸線O3側(フレーム4の内側)に突出した一対の突出部4gが設けられて画成されている。また、係合溝4fを画成する一対の突出部4gの対向する一対の面のうち、一方の面(ブローチ盤Aの前方側を向く面)には、この一面に直交しつつ垂直方向に延設されたガイドレール4hが突設されている。なお、このガイドレール4hは、前述のテーブル2に形成されたガイド部2fと係合するものとされている。
Moreover, as shown in FIG.1 and FIG.2, the upper
上記のように構成されたフレーム4には、上横枠部4bの両側端側の一対のボールネジ挿通孔4dのそれぞれの直上に、垂直方向に回転主軸の軸線O4を向けたサーボモータ(駆動手段)7が、上横枠部4bに支持されて設置されている。そして、各サーボモータ7の回転主軸には、フレーム4のボールネジ挿通孔4dに挿通されて垂直方向に軸線O5を向けたボールネジ3の一端(上端)が接続されている。このように、各サーボモータ7に接続された一対のボールネジ(一対の駆動部)3は、他端(下端)が下横枠部4cよりも若干上方に位置するまで延設されて軸線O5回りに回転可能に支持されている。
The
また、このとき、一対のボールネジ3は、テーブル2の支持部2cに設けられた一対のネジ孔2dにそれぞれ螺合されつつ挿通されて、テーブル2をその上面が一対のボールネジ3の軸線O5に直交するようにして支持している。これにより、サーボモータ7を駆動して一対のボールネジ3を軸線O5回りに回転させるとともに、テーブル2を垂直方向に上下動させることが可能とされる。また、一対のボールネジ3で上下動可能に支持されたテーブル2は、その軸線O2が垂直方向を向き、かつフレーム4の中心軸線O3と一致され、これとともに、テーブル本体部2bの貫通孔2aがフレーム4の中心軸線O3上に設けられている。さらに、このとき、テーブル2の一対の支持部2cが、フレーム4の縦枠部4aに画成された一対の係合溝4f内にそれぞれ係合されるとともに、一対のガイド部2fが、縦枠部4aのガイドレール4hに係合され、これによりテーブル2がガイドレール4hに案内されて中心軸線O1に沿った垂直方向にのみ摺動可能とされている。
At this time, the pair of
そして、上記のようにテーブル2を上下動可能に支持した一対のボールネジ3は、テーブル2に固定した被加工物Wとブローチ1の切刃1bが接触する加工点Hを中心とした点対称位置に設けられ、テーブル2とともに被加工物Wが上下動した場合においても、上記の加工点Hと一対のボールネジ3の相対位置が変わることがないように設けられている。
The pair of
他方、フレーム4には、図1及び図2に示すように、上横枠部4bの矩形孔4eのサーボモータ7側に位置する両端に、上横枠部4bの垂直方向上方に延びる矩形板状の一対の支持部材8がそれぞれ接続されており、この両支持部材8の対向する内面には、内面に直交しつつ垂直方向に延びる一対のガイドレール部8aが突設されている。また、両支持部材8は、それぞれの上端側の対向する両側端側同士が平板状の一対の接続部材9を介して接続されている。さらに、一対の接続部材9の対向する内面の上端側には、図2に示すように、一対の接続部材9同士を繋ぐように平板状のモータ支持部材10が接続されている。ここで、モータ支持部材10には、フレーム4の中心軸線(ブローチ1の軸線O1)O3上において、上面から下面に貫通する挿通孔10aが設けられ、この挿通孔10aには、後述するブローチ1を保持するリフターヘッド部5をブローチ1の軸線O1に沿って進退自在とするためのボールネジ12が挿通されている。そして、モータ支持部材10の上面側には、ボールネジ12を軸線O6回りに回転させるモータ13が設置されていて、挿通孔10aに挿通されたボールネジ12は、その上端がこのモータ13の回転主軸に同軸に接続されているとともに、軸線O6方向を垂直方向に向けつつ下方に延設されて、ブローチ1を保持するリフターヘッド部5と螺合されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the
リフターヘッド部5は、図1に示すように、上方側のリフター駆動部5bと下方側のリフターヘッド5aとが一体とされた略円柱状に形成されており、リフター駆動部5bに前記ボールネジ12が螺合されて前記モータ13によるボールネジ12の回転により軸線O6方向に進退自在(上下動自在)とされている。また、このとき、リフターヘッド部5は、その軸線O7が、ボールネジ12の軸線O6及びブローチ1の軸線O1、テーブル2の軸線O2、フレーム4の中心軸線O3と同軸線上に配置されてボールネジ12に支持されている。このように設けられたリフターヘッド部5には、リフター駆動部5bの外周に、垂直方向に延びるガイド部5cが設けられており、このガイド部5cが前述の一対の支持部材8のガイドレール部8aに上下動可能に係合されている。これにより、リフターヘッド部5は、進退移動時にその軸線O7方向を安定的に維持して移動するものとされている。また、下方側のリフターヘッド5aには、その下端に開口しつつ軸線O7方向上方側(リフター駆動部5b側)に延びる保持孔が軸線O7上に形成されている。この保持孔は、ブローチ1の前つかみ部1cが係合されて、ブローチ1の軸線O1を垂直方向に維持しつつこれを進退自在に保持するように形成されている。
As shown in FIG. 1, the
一方、フレーム4の下横枠部4cには、リフターヘッド5aで前つかみ部1cが保持されたブローチ1の後つかみ部1dが係合されてこれを保持可能とされたプルヘッド6が固定されている。このプルヘッド6は、その上面側に軸線O8方向下方側(下横枠部4c側)に向けて延びる保持孔を備え、この保持孔が後つかみ部1dに係合されてこれを保持することが可能とされている。このようにリフターヘッド部5とプルヘッド6で前つかみ部1c及び後つかみ部1dが保持されたブローチ1は、テーブル2の貫通孔2aに挿通され、その軸線O1がフレーム4の中心軸線O3及びリフターヘッド部5が接続されたボールネジ12の軸線O6と同軸線上に配置されて保持されている。
On the other hand, a
なお、上記のように構成された本実施形態のブローチ盤Aにおいては、一対の縦枠部4aが一対のボールネジ3を結ぶ直線方向の外側にそれぞれ設けられ、一対の縦枠部4aの上端同士及び下端同士が上横枠部4bと下横枠部4cにより接続されて、ブローチ1とテーブル2と一対のボールネジ3がフレーム4によって囲まれるように配置されている。これにより、本実施形態のブローチ盤Aは、フレーム4によりその全体構造としての剛性に優れたものとされている。
In the broaching machine A of the present embodiment configured as described above, the pair of
ついで、上記の構成からなるブローチ盤Aを用いて被加工物Wを切削加工する方法について説明し、本実施形態のブローチ盤Aの作用及び効果について説明する。 Next, a method of cutting the workpiece W using the broaching machine A having the above-described configuration will be described, and the operation and effect of the broaching machine A of the present embodiment will be described.
ここでは、はじめに、一対のサーボモータ7を駆動してこれに接続された一対のボールネジ3を回転させることにより、テーブル2が、その下面をプルヘッド6の上面に近接させた最下方に位置され、また、モータ13を駆動してリフターヘッド5aがモータ13側の最上方に位置されているものとする。この状態においては、テーブル2の貫通孔2aからブローチ1が引き抜かれており、後つかみ部1dがテーブル2の上面よりも上方に位置されて、ブローチ1とテーブル2との間に隙間が設けられている。
Here, first, by driving a pair of
この状態のブローチ盤Aに対して、加工を要する被加工物Wを上記隙間からテーブル2に固定する。ここで、本実施形態においては、例えばHRC(ロックウェル硬さ)が60程度の硬質の被加工物Wに予め下穴が形成されており、この下穴の内面を本実施形態のブローチ盤Aによって所定の形状に加工する。そして、被加工物Wは、下穴の中心軸線O9を貫通孔2aの中心軸線(テーブル2の軸線)O2と同軸線上に配して下穴と貫通孔2aとを連通させた状態でテーブル2の上面側に固定される。
The workpiece W requiring processing is fixed to the table 2 from the gap with respect to the broaching machine A in this state. Here, in the present embodiment, for example, a pilot hole is formed in advance on a hard workpiece W having an HRC (Rockwell hardness) of about 60, and the inner surface of the pilot hole is formed on the broaching machine A of the present embodiment. Is processed into a predetermined shape. The workpiece W is arranged in a state where the central axis O9 of the pilot hole is arranged coaxially with the central axis O2 of the through
上記のようにテーブル2に被加工物Wを固定した段階で、モータ13を駆動しこのモータ13に接続されたボールネジ12を軸線O6回りに回転させて、前つかみ部1cと保持孔とが係合してブローチ1を保持したリフターヘッド5aを降下させる。このとき、リフター駆動部5bのガイド部5cが、支持部材8のガイドレール部8aに係合されて案内されるため、リフターヘッド5aは、軸線O7方向を確実に維持した状態で降下する。そして、ブローチ1の後つかみ部1dが、被加工物Wの下穴、テーブル2の貫通孔2aに順に挿通され、プルヘッド6の保持孔に係合されることでブローチ1が固定される。
When the workpiece W is fixed to the table 2 as described above, the
ついで、ブローチ1を固定した段階で、2つのサーボモータ7を同期させつつ駆動して一対のボールネジ3を回転させる。これとともに、テーブル2、ひいては被加工物Wが上方に移動し、上昇した被加工物Wの下穴の内面が、はじめにブローチ1の下端側に形成された荒刃1bに切り込まれる。そして、継続的にテーブル2とともに被加工物Wを上昇させることにより、下穴の内面はブローチ1の中仕上げ刃、そして仕上げ刃に切り込まれてゆく。ブローチ1の上端側に形成された仕上げ刃が被加工物Wの下穴を通過した段階で、被加工物Wは、所定の形状精度に切削されて仕上げ加工されることとなる。
Next, at the stage where the
このように被加工物Wを切削加工する際に、本実施形態のブローチ盤Aにおいては、ブローチ1の切刃1bが被加工物Wを切削する加工点Hを中心とした点対称位置に、ブローチ1に対してテーブル2を昇降移動する一対のボールネジ3が設けられているため、被加工物Wの切削時に、加工点Hに負荷される切削荷重が均等に一対のボールネジ3のそれぞれに分散されて受け止められることになる。このため、本実施形態のブローチ盤Aによれば、例えば60m/min以上の切削速度で加工を行った場合においても、被加工物Wの下穴の中心軸線O9がブローチ1の軸線O1に対してずれたり、ブローチ1がその軸線O1を歪ませるように変形したり、加工時に振動が発生することがなく、被加工物Wを高精度で加工することが可能になる。よって、被加工物Wの生産効率の向上を図ることが可能になる。
Thus, when cutting the workpiece W, in the broaching machine A of the present embodiment, the
また、本実施形態のブローチ盤Aにおいては、ブローチ1とテーブル2と一対のボールネジ3を囲むようにフレーム4が設けられていることによって、ブローチ盤A全体の剛性が高められるため、加工時に振動の発生を抑制することができ、高速加工を行った場合においても確実に高精度の加工を行うことが可能になる。
Further, in the broaching machine A of the present embodiment, since the
さらに、移動するテーブル2の支持部2cがフレーム4の係合溝4fに係合され、かつ、テーブル2のガイド部2fが、フレーム4のガイドレール4hに上下動可能に係合されているため、テーブル2を、より確実に被加工物Wの下穴の中心軸線O9とブローチ1の軸線O1とを一致させた状態で移動させることができる。また、一対のボールネジ3を回転駆動させるサーボモータ7をフレーム4に支持させて、回転主軸とボールネジ3の軸O5とを同軸とすることができるため、一対のボールネジ3を確実に同期させて回転させることが可能になり、確実にテーブル2、ひいては被加工物Wを、これらの軸線O2、O9とブローチ1の軸線O1を同軸線上に維持して昇降させることが可能になる。よって、被加工物Wをより確実に高精度で加工することが可能になる。
Furthermore, the
また、本実施形態のブローチ盤Aにおいては、特にブローチ1の軸線O1方向から見て一対のボールネジ3を結ぶ直線方向の一対のボールネジ3のそれぞれの外側に設けられた一対の縦枠部4aと、一対の縦枠部4aの上端同士及び下端同士を繋ぐ上横枠部4b及び下横枠部4cとを備えてフレーム4が構成されていることにより、ブローチ1を進退自在に保持するリフターヘッド5aの軸線O7をブローチ1の軸線O1と同軸線上に配してリフターヘッド5aを設けることが可能とされ、これにより、ブローチ1をその軸線O1に歪みが生じることがないように、確実に真っ直ぐに延ばして固定保持することが可能になる。よって、被加工物Wをさらに確実に高精度で加工することが可能とされる。
Further, in the broaching machine A of the present embodiment, a pair of
なお、本発明は、上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、被加工物Wの下穴の内面を所定の形状に仕上げるものとして説明を行なったが、被加工物Wの外面を所定の形状に加工するために適用されてもよいものである。また、テーブル2を昇降させる一対の駆動軸3が一対のボールネジ3であるものとしたが、例えばシリンダーなどであってもよく、加工点Hを中心として点対称位置に設けられてテーブル2を昇降可能とするものであれば、他の機構からなる駆動軸であってもよいものである。
In addition, this invention is not limited to said one Embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. For example, in the present embodiment, the explanation has been given on the assumption that the inner surface of the pilot hole of the workpiece W is finished in a predetermined shape, but the present invention may be applied to process the outer surface of the workpiece W into a predetermined shape. Is. In addition, the pair of
また、本実施形態では、ブローチ1を固定して、被加工物Wを保持したテーブル2を上昇させながら被加工物Wを加工するワーク移動式のブローチ盤であるものとして説明を行なったが、例えばブローチ1を保持するリフターヘッド5aが一対の駆動軸3に支持部材を介して昇降可能に取り付けられ、テーブル2を例えばフレーム4に接続して固定する構成とし、テーブル2に固定した被加工物Wに対して一対の駆動軸3によりブローチ1を下降移動して加工するブローチ移動式のブローチ盤であってもよいものである。この場合には、本実施形態に示したテーブル移動式のブローチ盤と同様に、加工点Hを中心として点対称位置に設けられた一対の駆動軸3でリフターヘッド5a、ひいてはブローチ1が軸線O1方向に沿って移動するため、この一対の駆動軸3で切削荷重を均等に受けることが可能とされ、高速切削を行った場合においてもテーブル2に曲げモーメントが作用することがなく、被加工物Wを高精度で加工することが可能とされる。また、リフターヘッド5aと接続された支持部材の両端側をフレーム4の係合溝4fに係合させつつ昇降可能とすることによって、ブローチ1の軸線O1方向を確実に垂直方向に維持することも可能とされる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、ブローチ1に対して、テーブル2(被加工物W)を上昇させながら被加工物Wの加工を行うものとして説明を行なったが、ブローチ1とテーブル2とが相対的に移動することで被加工物Wが加工されればよいものであるため、例えばブローチ1に対して、テーブル2を下降させながら被加工物Wの加工を行うものであってもよい。
Further, in the present embodiment, the description has been made on the assumption that the workpiece W is processed while raising the table 2 (workpiece W) with respect to the
1 ブローチ
1b 切刃
1c 前つかみ部
1d 後つかみ部
2 テーブル
2a 貫通孔
2f ガイド部
3 一対のボールネジ(一対の駆動軸)
4 フレーム
4a 縦枠部
4b 上横枠部(横枠部)
4f 係合溝
5 リフターヘッド部
5a リフターヘッド
6 プルヘッド
A ブローチ盤
H 加工点
W 被加工物
O1 ブローチの軸線
DESCRIPTION OF
4
4f
Claims (2)
前記ブローチの切刃と前記被加工物が接触して該被加工物が切削される加工点を中心とした点対称位置に、前記ブローチと前記テーブルとを前記ブローチの軸線に沿って相対的に移動させる一対の駆動軸が設けられているとともに、
前記ブローチの軸線方向から見て前記一対の駆動軸を結ぶ直線方向の前記一対の駆動軸のそれぞれの外側に設けられた垂直方向に延びる一対の縦枠部と、該一対の縦枠部の少なくとも上端側を繋ぐ横枠部とを備えて、前記ブローチと前記テーブルと前記一対の駆動軸を囲むように形成されたフレームが設けられており、
前記テーブルは、上面側からの対向視で、テーブル本体部と、このテーブル本体部の左右一対の側端側から外方に向けて突出した略矩形状を呈する左右一対の支持部とから構成されて左右対称形状とされ、
前記フレームの前記一対の縦枠部には、対向するそれぞれの内面側に、断面がコ字状を呈する係合溝が垂直方向に延設されていて、
前記テーブルの前記一対の支持部が、前記フレームの前記縦枠部に形成された一対の前記係合溝内にそれぞれ係合されるとともに、前記一対の駆動軸は、前記テーブルの前記一対の支持部にそれぞれ挿通されて前記テーブルを支持していることを特徴とするブローチ盤。 A broach formed in a substantially cylindrical rod shape and provided with a cutting edge on the outer periphery thereof, and a table for holding a workpiece, the broach and the table are moved relative to each other along the axis of the broach to move the workpiece. In a broaching machine that cuts a workpiece with the cutting blade,
The broach and the table are relatively moved along the axis of the broach at a point-symmetrical position about a processing point where the cutting edge of the broach and the workpiece come into contact with each other and the workpiece is cut. A pair of drive shafts to be moved are provided ,
A pair of vertical frame portions extending in the vertical direction provided outside each of the pair of drive shafts in a linear direction connecting the pair of drive shafts when viewed from the axial direction of the broach, and at least of the pair of vertical frame portions A frame formed so as to surround the broach, the table, and the pair of drive shafts.
The table is composed of a table main body portion and a pair of left and right support portions that project outward from a pair of left and right side end sides of the table main body portion when viewed from the upper surface side. And left and right symmetrical shape,
In the pair of vertical frame portions of the frame, engagement grooves having a U-shaped cross section extend in the vertical direction on the respective inner surfaces facing each other.
The pair of support portions of the table are respectively engaged in a pair of engagement grooves formed in the vertical frame portion of the frame, and the pair of drive shafts are supported by the pair of support portions of the table. A broaching machine, wherein the broaching machine is inserted into each part to support the table .
前記ブローチをその軸線方向に進退自在に保持するリフターヘッドが設けられ、該リフターヘッドは、該リフターヘッドの軸線を前記ブローチの軸線と同軸線上に配して設けられていることを特徴とするブローチ盤。 The broaching machine according to claim 1 , wherein
A lifter head is provided for holding the broach so as to be able to advance and retreat in its axial direction, and the lifter head is provided with the axis of the lifter head arranged coaxially with the axis of the broach. Board.
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