JP5573684B2 - Helical brooch - Google Patents

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Description

本発明は、例えばヘリカル内歯車のように内周に捩れ溝を有するワークを切削加工するのに用いられるヘリカルブローチに関するものである。   The present invention relates to a helical broach used for cutting a workpiece having a twisted groove on its inner periphery, such as a helical internal gear.

ヘリカル内歯車として、例えばプラネタリーインターナルギヤは、自動変速機用のギヤとして各種提供されているが、最近では自動変速機の要求品質の高度化に伴いギヤの品質の高度化も求められるようになってきている。
このようなヘリカル内歯車の加工に用いられるヘリカルブローチとして、例えば下記特許文献1には、軸状のブローチ本体の外周部に、該ブローチ本体の径方向外周側に突出する複数の切刃が、このブローチ本体の先端側から後端側に向けて該ブローチ本体の軸線回りに捩れる螺旋状に配列され、上記切刃のうちブローチ本体先端側の切刃は荒刃(外径上がり刃)とされるとともにブローチ本体後端側の切刃は仕上げ刃(歯厚上がり刃)とされ、この仕上げ刃において、ブローチ本体先端側を向くすくい面と上記ブローチ本体の周方向のうちいずれか一方の側を向く側面との交差稜線部に切削刃が形成されるとともに、この切削刃とは反対側の側面と上記すくい面との交差稜線部はガイド刃とされたものが提案されている。
As helical internal gears, for example, planetary internal gears are provided in various ways as gears for automatic transmissions. Recently, as the required quality of automatic transmissions increases, so does the quality of gears. It is becoming.
As a helical broach used for processing such a helical internal gear, for example, in Patent Document 1 below, a plurality of cutting blades projecting radially outward of the broach main body are provided on the outer peripheral portion of the shaft-shaped broach main body. The blades are arranged in a spiral shape that twists around the axis of the broach body from the front end side to the rear end side of the broach body, and the cutting edge at the front end side of the broach body is a rough edge (outer diameter increasing blade). At the same time, the cutting blade on the rear end side of the broach body is a finishing blade (tooth thickness increasing blade). In this finishing blade, either the rake face facing the front end side of the broach body or the circumferential direction of the broach body A cutting blade is formed at an intersecting ridge line portion with a side surface facing the surface, and an intersecting ridge line portion between the side surface opposite to the cutting blade and the rake face is a guide blade.

このようなヘリカルブローチによれば、例えば、図6に示すようにワークWであるヘリカル内歯車の歯形を、歯丈が順次漸増する荒刃により小径部から所要の溝深さHaに至るまで形成した後に、歯厚が順次漸増する仕上げ刃によって、まず、歯形の一方の側面(例えば、鋭角側の側面Sb)を歯厚方向に追い込み切削し、次いで、歯形の他方の側面(例えば、鈍角側の側面Sa)を歯厚方向に追い込み切削し、これにより左右側面を所望のインボリュート曲線により近づけることができる。   According to such a helical broach, for example, as shown in FIG. 6, the tooth profile of the helical internal gear as the workpiece W is formed from the small diameter portion to the required groove depth Ha by the rough blade whose tooth height gradually increases. After that, with a finishing blade whose tooth thickness gradually increases, first, one side of the tooth profile (for example, the side Sb on the acute angle side) is driven into the tooth thickness direction, and then the other side surface of the tooth profile (for example, the obtuse angle side) The side surface Sa) is driven and cut in the tooth thickness direction, whereby the left and right side surfaces can be brought closer to a desired involute curve.

特開2007−253298号公報JP 2007-253298 A

このようなヘリカルブローチにあっては、荒刃によって切削加工した時点においても、ワークの左右両側をそれぞれ所望のインボリュート曲線Ia、Ibに近似するように企図しているが、鋭角側と鈍角側とで切削抵抗が異なるため、図7に示すように、荒刃によってワークの歯形を歯丈方向に切削するときに荒刃が次第に鋭角側へずれる(図7中最上部での偏倚量をXaで示す)。このため、荒刃によって切削加工した直後では、ワーク歯形の鈍角側の側面Saは鈍角側のインボリュート曲線Iaから大きくずれてしまう。
このため、その後、仕上げ刃によりワークの歯形を歯厚方向に追い込んで側面を所望のインボリュート曲面Iaにより近づけるよう切削する際に、歯元と歯先とでは仕上げ刃による切削すべき厚さが異なるため、該仕上げ刃に偏磨耗が生じる。この結果、上記ヘリカルブローチには、再研削を頻繁に行わなければならない、あるいはヘリカルブローチの寿命が短くなるという問題があった。
Such a helical broach is intended to approximate the left and right sides of the workpiece to the desired involute curves Ia and Ib, respectively, even at the time of cutting with a rough blade. As shown in FIG. 7, when cutting the tooth profile of the workpiece in the tooth height direction, the rough blade gradually shifts to an acute angle side as shown in FIG. 7 (the amount of deviation at the uppermost portion in FIG. Show). For this reason, immediately after cutting with a rough blade, the side surface Sa on the obtuse angle side of the workpiece tooth profile is greatly deviated from the involute curve Ia on the obtuse angle side.
Therefore, when cutting the workpiece tooth profile in the tooth thickness direction with the finishing blade and cutting the side surface closer to the desired involute curved surface Ia, the thickness to be cut by the finishing blade differs between the tooth base and the tooth tip. Therefore, uneven wear occurs in the finishing blade. As a result, the helical broach has a problem that it has to be reground frequently or the life of the helical broach is shortened.

本発明は、このような背景の下になされたもので、外径上がり刃によりワークの歯形を歯丈方向に切削した時点で、ワーク歯形の側面をインボリュート曲線に近づけることができ、これにより、仕上げ刃に偏磨耗が生じるのを回避でき、長寿命化が図れるヘリカルブローチを提供することを目的とする。   The present invention was made under such a background, and when the tooth profile of the workpiece is cut in the tooth length direction by the outer diameter rising blade, the side surface of the workpiece tooth profile can be brought close to the involute curve, An object of the present invention is to provide a helical broach capable of avoiding uneven wear on the finishing blade and extending the life.

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のヘリカルブローチは、
軸状のブローチ本体の外周部に、径方向外周側に突出する複数の切刃が列をなして、ブローチ本体の先端側から後端側に向けて該ブローチ本体の軸線回りに捩れる螺旋状に、かつ、上記切刃の列が周方向に間隔をあけて配列されて、これらの切刃によりワークの加工穴内周に所定のリードの捩れ溝を形成するヘリカルブローチにおいて、複数の上記切刃のうちブローチ本体先端側の複数の切刃はワークの歯形を歯丈方向に切削するべく歯丈を漸次増大させた外径上がり刃とされるとともにブローチ本体後端側の複数の切刃はワークの歯形を歯厚方向に追い込んでインボリュート曲面に切削するべく歯厚を漸次増大させた歯厚上がり刃とされ、列をなす複数の上記外径上がり刃を歯丈方向へ積層させたとき、該外径上がり刃の鈍角側の側刃が上記インボリュート曲面に対し歯丈方向に向かうに従い外方の偏倚量を漸次増加させるようにずれた形状に形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems and achieve such an object, the helical broach of the present invention is:
A plurality of cutting blades projecting radially outward on the outer peripheral portion of the shaft-shaped broach main body in a row and spirally twisted around the axis of the broach main body from the front end side to the rear end side And a plurality of the cutting blades in a helical broach in which a row of the cutting blades are arranged at intervals in the circumferential direction to form a twisted groove of a predetermined lead on the inner periphery of the machining hole of the workpiece by these cutting blades Among them, the plurality of cutting blades on the front end side of the broach body are the outer diameter rising blades whose tooth length is gradually increased in order to cut the tooth profile of the work in the tooth height direction, and the plurality of cutting blades on the rear end side of the broach body are workpieces The tooth profile is gradually increased in order to drive the tooth profile in the tooth thickness direction and cut into an involute curved surface, and when the plurality of outer diameter increasing blades in a row are stacked in the tooth height direction, Outer diameter rising edge side edge of obtuse angle side is up To involute curved surface, characterized in that it is formed in a shape deviated gradually to increase the amount of deviation outwardly toward the tooth depth direction.

上記構成のヘリカルブローチによれば、外径上がり刃によってワークの歯形を歯丈方向に切削するときに、外径上がり刃が次第に鋭角側へずれるのを考慮し、外径上がり刃の鈍角側の側刃が、インボリュート曲面に対し歯丈方向に向かうに従い外方(鈍角側)への偏倚量を漸次増加させるように予めずれた形状に形成されているため、該外径上がり刃によってワークの歯形を歯丈方向に切削した直後のワーク歯形の鈍角側の側面を、インボリュート曲線に近似した形状に形成することが可能となる。   According to the helical broach having the above configuration, when cutting the tooth profile of the workpiece in the tooth height direction by the outer diameter rising blade, considering that the outer diameter rising blade gradually shifts to the acute angle side, the obtuse angle side of the outer diameter rising blade Since the side blade is formed in a pre-shifted shape so as to gradually increase the amount of deviation outward (obtuse angle) as it goes in the tooth height direction with respect to the involute curved surface, the tooth profile of the workpiece is formed by the outer diameter rising blade. It is possible to form the obtuse angle side surface of the workpiece tooth profile immediately after cutting in the tooth height direction into a shape approximating an involute curve.

列をなす複数の上記外径上がり刃を歯丈方向へ積層させたとき、該外径上がり刃の鋭角側の側刃が上記インボリュート曲面と同じ形状に形成されていることが好ましい。
この種のヘリカルブローチによれば、上述したように外径上がり刃によってワークの歯形を歯丈方向に切削するときに、外径上がり刃が次第に鋭角側へずれる傾向にあるが、このように鋭角側へずれたところで、外径上がり刃の鋭角側の側面では、後方の新たな外径上がり刃によってワーク歯形を切削するとき、ずれた位置のワーク歯先からワーク歯元方向に至るまで切削する。この場合、外径上がり刃の鋭角側の側刃がインボリュート曲面に形成されているので、切削後の歯形は、そのままワーク歯形に転写される。つまり、外径上がり刃によってワークの歯形を歯丈方向に切削した直後のワーク歯形における鋭角側の側面を、外径上がり刃の鋭角側の側刃の形状であるインボリュート曲面に近似した形状に形成することが可能となる。
When the plurality of outer diameter rising blades forming a row are stacked in the tooth height direction, it is preferable that the side blades on the acute angle side of the outer diameter rising blades are formed in the same shape as the involute curved surface.
According to this type of helical broach, as described above, when the tooth profile of the workpiece is cut in the tooth height direction by the outer diameter rising blade, the outer diameter rising blade tends to gradually shift to the acute angle side. When the workpiece tooth profile is cut by the new outer diameter rising blade at the rear side on the acute angle side surface of the outer diameter rising blade at the position shifted to the side, cutting is performed from the workpiece tooth tip at the shifted position to the workpiece tooth base direction. . In this case, since the side blade on the acute angle side of the outer diameter rising blade is formed in an involute curved surface, the tooth profile after cutting is directly transferred to the workpiece tooth profile. In other words, the acute side of the workpiece tooth profile immediately after cutting the tooth profile of the workpiece in the tooth height direction by the outer diameter rising blade is formed into a shape that approximates the involute curved surface that is the shape of the side blade on the acute angle side of the outer diameter rising blade. It becomes possible to do.

上記外径上がり刃の鈍角側の側刃のインボリュート曲面に対する偏倚量X(mm)は、上記リードの値をR(mm)、外径上がり刃の歯丈をH(mm)とするとき、以下の式で表される範囲に設定されていることが好ましい。
X=R×0.0000479+H×0.00624±0.01
本発明者等は、種々実験を行った結果、外径上がり刃の鈍角側の側刃のインボリュート曲面に対する偏倚量X(mm)を上記の範囲に設定することで、外径上がり刃によって追い込み切削した直後のワーク歯形の鈍角側の側面を、インボリュート曲線に極めて近似した形状に形成できることが確認できた。
The deviation amount X (mm) of the side blade on the obtuse angle side of the outer diameter rising blade with respect to the involute curved surface is as follows when the lead value is R (mm) and the tooth height of the outer diameter rising blade is H (mm): It is preferable to be set within the range represented by the formula:
X = R × 0.0000479 + H × 0.00624 ± 0.01
As a result of various experiments, the inventors set the deviation amount X (mm) of the side blade on the obtuse angle side of the outer diameter rising blade with respect to the involute curved surface within the above range, thereby performing the follow-up cutting with the outer diameter rising blade. It was confirmed that the obtuse angle side surface of the work tooth profile immediately after forming can be formed into a shape very close to the involute curve.

本発明のヘリカルブローチによれば、外径上がり刃によってワークの歯形を歯丈方向に切削した直後のワーク歯形をインボリュート曲線に近似した形状にすることができ、その後の加工に用いる歯厚上がり刃に偏磨耗が生じるのを回避できる。この結果、再研削の頻度を低くすることでき、しかも当該ヘリカルブローチの長寿命化を無理なく図ることができる。   According to the helical broach of the present invention, the workpiece tooth profile immediately after cutting the workpiece tooth profile in the tooth length direction by the outer diameter rising blade can be made into a shape approximating the involute curve, and the tooth thickness increasing blade used for the subsequent processing The occurrence of uneven wear can be avoided. As a result, the frequency of re-grinding can be reduced, and the life of the helical broach can be extended without difficulty.

本発明をオフノルマルタイプのヘリカルブローチに適用した場合の実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows embodiment at the time of applying this invention to an off-normal type helical broach. 図1に示す実施形態のヘリカルブローチによって加工するワークの一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of workpiece | work processed with the helical broach of embodiment shown in FIG. 図1に示す実施形態のヘリカルブローチの外径上がり刃を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the outer diameter rising blade of the helical broach of embodiment shown in FIG. 図1に示す実施形態のヘリカルブローチの外径上がり刃を説明するもので、該外径上がり刃を歯丈方向へ積層させた模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an outer diameter rising blade of the helical broach of the embodiment shown in FIG. 1, wherein the outer diameter rising blade is laminated in a tooth height direction. 外径上がり刃によりワークを切削する例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which cuts a workpiece | work with an outer diameter rising blade. 外径上がり刃および歯厚上がり刃によりワークを切削した状態を示すものである。The state which cut | disconnected the workpiece | work with the outer diameter rising blade and the tooth thickness rising blade is shown. 従来のヘリカルブローチの荒刃(外径上がり刃)によりワークを切削した状態を示すものである。The state which cut | disconnected the workpiece | work with the rough blade (outer diameter rising blade) of the conventional helical broach is shown.

図1ないし図4は本発明の一体形ヘリカルブローチの実施の形態を示すものであり、図1は、本発明をオフノルマルタイプのヘリカルブローチに適用した場合の実施形態を示す側面図、図2は図1に示す実施形態のヘリカルブローチによって加工するワークの一部を示す断面図である。   1 to 4 show an embodiment of an integrated helical broach according to the present invention, and FIG. 1 is a side view showing the embodiment when the present invention is applied to an off-normal helical broach. These are sectional drawings which show a part of workpiece | work processed by the helical broach of embodiment shown in FIG.

本実施形態のヘリカルブローチは、例えば上述したプラネタリーインターナルギヤ等の図2に示すヘリカル内歯車Gのように内周に捩れ溝Dを有するワークをブローチ加工するものである。ブローチ本体1は、図1に示すように軸線Oを中心とした長尺の軸状をなし、その両端部は掴み部2,3とされるとともに、これら掴み部2,3の間は切刃部4とされている。そして、この切刃部4においてブローチ本体1の外周には、上記軸線Oに対する径方向外周側に突出する複数の切刃5が、該ブローチ本体1の先端側(図1において左側)から後端側(図1において右側)に向けて軸線O回りに捩れるリードLに沿った螺旋状をなすように配列されている。また、これら切刃5の列が周方向に間隔をあけて複数列形成されている。
なお、図1は、軸線O方向において複数の切刃5の間に形成される刃溝がこの軸線O回りにねじれたオフノルマルタイプ(ネジレ刃溝タイプ)の一体形ヘリカルブローチに、本発明を適用した例を示すものである。
The helical broach of this embodiment is for broaching a workpiece having a twisted groove D on its inner periphery, such as the helical internal gear G shown in FIG. 2 such as the planetary internal gear described above. As shown in FIG. 1, the broach main body 1 has a long shaft shape centered on the axis O, and both end portions thereof are grip portions 2 and 3, and a cutting blade is provided between the grip portions 2 and 3. Part 4. A plurality of cutting blades 5 projecting radially outward with respect to the axis O are provided on the outer periphery of the broach main body 1 in the cutting blade portion 4 from the front end side (left side in FIG. 1) of the broach main body 1 to the rear end. They are arranged so as to form a spiral along the lead L twisted around the axis O toward the side (right side in FIG. 1). A plurality of rows of these cutting blades 5 are formed at intervals in the circumferential direction.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention for an off-normal type (helical blade groove type) integrated helical broach in which a blade groove formed between a plurality of cutting blades 5 in the direction of the axis O is twisted around the axis O. An applied example is shown.

ここで、切刃部4のうちブローチ本体1先端側の部分の複数の切刃5は、上記ヘリカル内歯車の歯形を歯丈方向に切削する外径上がり刃6とされていて、この外径上がり刃6においては切刃5の歯丈が該切刃5の列に沿ってブローチ本体1後端側に向け順次増大するようにされている。また、この外径上がり刃6よりもブローチ本体1後端側の切刃部4には、こうして外径上がり刃6によって所定の歯丈に切削された歯形の歯面すなわちワークの捩れ溝の両溝側面を、歯厚方向すなわちブローチ本体1の周方向に追い込み切削して所定の歯厚に形成する複数の歯厚上がり刃7が備えられている。
なお、切刃部4のうち上記外径上がり刃6とされた切刃5が配列される部分には、歯形の小径部を切削する丸刃が歯厚上がり刃7と交互に備えられていてもよい。また、この丸刃は、歯厚上がり刃7の後端側に備えられていてもよい。そして、これら外径上がり刃6、歯厚上がり刃7、および丸刃のすべての切刃5が、本実施形態ではブローチ本体1に一体に形成されている。
Here, a plurality of cutting blades 5 at the tip side of the broach body 1 in the cutting blade portion 4 are outer diameter rising blades 6 that cut the tooth profile of the helical internal gear in the tooth length direction. In the rising blade 6, the tooth height of the cutting blade 5 is sequentially increased toward the rear end side of the broach body 1 along the row of the cutting blades 5. Further, the cutting edge portion 4 on the rear end side of the broach body 1 with respect to the outer diameter rising blade 6 has both the tooth surface of the tooth profile cut by the outer diameter rising blade 6 to a predetermined tooth height, that is, the twist groove of the workpiece. A plurality of tooth thickness increasing blades 7 are formed to drive the groove side surface in the tooth thickness direction, that is, the circumferential direction of the broach main body 1 to form a predetermined tooth thickness.
In addition, round blades for cutting the small-diameter portion of the tooth profile are provided alternately with the tooth thickness increasing blade 7 in the portion of the cutting edge portion 4 where the cutting blade 5 that is the outer diameter increasing blade 6 is arranged. Also good. The round blade may be provided on the rear end side of the tooth thickness increasing blade 7. The outer diameter rising blade 6, the tooth thickness increasing blade 7, and all the cutting blades 5 of the round blade are integrally formed in the broach body 1 in this embodiment.

図3は図1に示す実施形態のヘリカルブローチの外径上がり刃を説明する模式図である。図4は図1に示す実施形態のヘリカルブローチの外径上がり刃を説明するもので、該外径上がり刃を歯丈方向へ積層させた模式図である。   FIG. 3 is a schematic view for explaining an outer diameter rising blade of the helical broach according to the embodiment shown in FIG. FIG. 4 illustrates the outer diameter rising blade of the helical broach of the embodiment shown in FIG. 1, and is a schematic diagram in which the outer diameter rising blade is laminated in the tooth height direction.

列をなす複数の外径上がり刃6a、6b、〜、6gは(図4、図5では外径上がり刃の数を便宜上7個としているが実際にはそれよりも多数備える)、リードLに沿って螺旋状をなすように配列されているが、これら外径上がり刃6a、6b、〜6gがずれずに強制的に歯丈方向(図4において上方)へ積層されたとき、該外径上がり刃の鈍角側の側刃6aa、6ba、〜6gaは、ワーク歯形の鈍角側(図4における左側)のインボリュート曲面Iaに対し歯丈方向に向かうに従い外方(鈍角側)への偏倚量を漸次増加させるようにずれた形状に形成されている。   A plurality of outer diameter rising blades 6a, 6b,..., 6g in a row (in FIG. 4 and FIG. 5, the number of outer diameter rising blades is seven for the sake of convenience, but in reality, a larger number is provided). Although the outer diameter rising blades 6a, 6b, to 6g are forcibly laminated in the tooth height direction (upward in FIG. 4) without shifting, the outer diameter increases. The side blades 6aa, 6ba, to 6ga on the obtuse angle side of the rising blade have an amount of deviation outward (obtuse angle side) toward the tooth height direction with respect to the involute curved surface Ia on the obtuse angle side (left side in FIG. 4) of the work tooth profile. The shape is shifted so as to gradually increase.

ここで、外径上がり刃の鋭角側、鈍角側とは、外径上がり刃においてすくい面と側方の逃げ面とのなす角度を基準に称するものであり、ここでは、図4に示すように、リードLを中心に正面視した場合、左側を鈍角側、右側を鋭角側とする。   Here, the acute angle side and the obtuse angle side of the outer diameter rising blade are referred to based on the angle formed by the rake face and the side clearance surface in the outer diameter rising blade. Here, as shown in FIG. When viewed from the front with the lead L as the center, the left side is the obtuse angle side and the right side is the acute angle side.

また、外径上がり刃の鈍角側の側刃6aa、6ba、〜6gaのインボリュート曲面に対する偏倚量X(mm)は、リードLの値をR(mm)、外径上がり刃の歯丈をH(mm)とするとき、以下の式で表される範囲となるように設定される。
X=R×0.0000479+H×0.00624±0.01
この式は本発明者らが種々実験をし、その重回帰分析から得られた結果である。なお、この式における最終項の0.01(mm)は製作誤差や加工誤差を考慮した値である。
Further, the deviation amount X (mm) with respect to the involute curved surface of the side blades 6aa, 6ba, to 6ga on the obtuse angle side of the outer diameter rising blade is R (mm) for the value of the lead L, and the tooth height of the outer diameter rising blade is H ( mm), it is set to be in the range represented by the following formula.
X = R × 0.0000479 + H × 0.00624 ± 0.01
This equation is a result obtained from the multiple regression analysis by the inventors of the present invention. The final term 0.01 (mm) in this equation is a value that takes into account manufacturing errors and processing errors.

ここで、上記外径上がり刃6a、6b、〜6gが、ずれずに強制的に歯丈方向(図4において上方)へ積層されたとき、該外径上がり刃の鋭角側の側刃6ab、6bb、〜6gbは、ワーク歯形の鋭角側(図4における右側)のインボリュート曲面Ibと同じ形状となるように形成されている。   Here, when the outer diameter rising blades 6a, 6b, to 6g are forcibly stacked in the tooth height direction (upward in FIG. 4) without being displaced, the side blades 6ab on the acute angle side of the outer diameter rising blades 6ab, 6bb and ˜6gb are formed to have the same shape as the involute curved surface Ib on the acute angle side (right side in FIG. 4) of the work tooth profile.

図1に示すように、上記複数の歯厚上がり刃7には、該歯厚上がり刃7のうちでも外径上がり刃6に続くブローチ本体1先端側に設けられて、ワークの捩れ溝の両溝壁面のうちの一方の壁面を追い込み切削してゆく複数の歯厚上がり刃7Aと、これらの歯厚上がり刃7Aのブローチ本体1後端側に設けられて、両溝壁面のうちの他方の壁面を追い込み切削してゆく複数の歯厚上がり刃7Bとが備えられている。   As shown in FIG. 1, the plurality of tooth thickness increasing blades 7 are provided on the tip side of the broach main body 1 following the outer diameter increasing blade 6 among the tooth thickness increasing blades 7, A plurality of tooth-thickening blades 7A for driving and cutting one wall surface of the groove wall surfaces, and the other end of the groove wall surfaces provided on the rear end side of the broach body 1 of these tooth-thickness blades 7A. A plurality of tooth thickness increasing blades 7B for driving and cutting the wall surface are provided.

すなわち、個々の歯厚上がり刃7においては、その切刃5のブローチ本体1先端側を向くすくい面と、ブローチ本体1の周方向のうち溝壁面を追い込み切削してゆく側を向く側面との交差稜線部に切削刃が形成されている。一方、こうして切削刃が形成された交差稜線部とは周方向に反対側のすくい面の交差稜線部には、切削刃によって追い込み切削される上記溝壁面とは反対側のねじれ溝の溝壁面に摺接して当該歯厚上がり刃7を案内するガイド刃が形成される。   In other words, in each tooth thickness increasing blade 7, there is a rake face that faces the tip side of the broach main body 1 of the cutting edge 5 and a side face that faces the side of the groove wall in the circumferential direction of the broach main body 1 where the groove wall is driven and cut. Cutting blades are formed at the intersecting ridge lines. On the other hand, on the cross ridge line portion of the rake face on the opposite side in the circumferential direction to the cross ridge line portion thus formed with the cutting blade, the groove wall surface of the torsion groove opposite to the groove wall surface driven and cut by the cutting blade is provided. A guide blade that slides and guides the tooth thickness increasing blade 7 is formed.

そして、ブローチ本体1先端側の複数の歯厚上がり刃7Aにおいては、鈍角側のガイド刃がリードLに沿って連なるように配列されるとともに、鋭角側の切削刃はリードLに沿って後端側に向かうに従い、歯厚方向に徐々にせり出すように配設される一方、ブローチ本体1後端側の複数の歯厚上がり刃7Bにおいては、その鋭角側のガイド刃が、概ね上記ブローチ本体1先端側の複数の歯厚上がり刃7Aのうち最後端のものの切削刃から上記リードLに沿って連なるように配列されるとともに、鈍角側の切削刃は、ブローチ本体1先端側の歯厚上がり刃7Aのガイド刃からリードLに沿って後端側に向かうに従い、歯厚方向に徐々にせり出すように配設される。   In the plurality of tooth thickness increasing blades 7A on the front end side of the broach main body 1, the obtuse angle side guide blades are arranged along the lead L and the acute angle side cutting blade is arranged along the lead L at the rear end. In the plurality of tooth thickness increasing blades 7B on the rear end side of the broach main body 1, the guide blades on the acute angle side thereof are generally arranged on the broach main body 1 while being gradually protruded in the tooth thickness direction toward the side. Among the plurality of tip-thickening blades 7A on the front end side, the cutting blade on the rear end is arranged so as to continue along the lead L, and the cutting blade on the obtuse angle side is a tooth-thickness increasing blade on the front end side of the broach body 1 It is arranged so as to gradually protrude in the tooth thickness direction from the guide blade of 7A toward the rear end side along the lead L.

なお、ブローチ本体1先端側の歯厚上がり刃7Aのさらに先端側、すなわち外径上がり刃6と歯厚上がり刃7との間には、外径上がり刃6によって形成された捩れ溝と略等しい幅を有し、かつその両側面の先端側が先細りとされて共に負の逃げ角を与えられた図示せぬ案内刃が配設される。   Note that the torsional groove formed by the outer diameter rising blade 6 is substantially equal to the distal end side of the tooth thickness increasing blade 7A on the front end side of the broach body 1, that is, between the outer diameter increasing blade 6 and the tooth thickness increasing blade 7. A guide blade (not shown) having a width and tapered on both ends is provided with a negative clearance angle.

次に、このように構成されたヘリカルブローチによってワークを切削する方法について説明する。
ワークWに予め形成した加工穴にブローチ本体1を先端側から挿入し、該ブローチ本体1を上記リードLに沿ってワークに対し相対的に前進させつつ回転させる。これにより、まず外径上がり刃6によって、ワークWの孔の内面に所定の深さの捩れ溝を形成する。
Next, a method for cutting a workpiece with the thus configured helical broach will be described.
The broach main body 1 is inserted from the front end side into a processing hole formed in advance in the work W, and the broach main body 1 is rotated along the lead L while being advanced relative to the work. Thereby, first, a torsion groove having a predetermined depth is formed on the inner surface of the hole of the workpiece W by the outer diameter rising blade 6.

ここで、上記構成のヘリカルブローチでは、外径上がり刃6によってワークの歯形を歯丈方向に切削するときに、外径上がり刃6が次第に鋭角側へずれるのを考慮し、外径上がり刃の鈍角側の側刃を、インボリュート曲面に対し歯丈方向に向かうに従い外方への偏倚量を漸次増加させるように予めずれた形状に形成している。   Here, in the helical broach having the above configuration, when the tooth profile of the workpiece is cut in the tooth height direction by the outer diameter rising blade 6, the outer diameter rising blade 6 is gradually shifted to an acute angle side, The obtuse side blade is formed in a pre-shifted shape so as to gradually increase the amount of outward bias toward the tooth height direction with respect to the involute curved surface.

図5は、インボリュート曲線に対し予めずれた形状に形成した外径上がり刃6によりワークを切削した例を示す説明図である。この図5に示すように、外径上がり刃6によってワークの歯形を歯丈方向に切削するときに、後段側の外径上がり刃6が次第に鋭角側へずれるので、結局、外径上がり刃6によって追い込み切削した直後のワーク歯形の鈍角側の側面Sは、鈍角側のインボリュート曲線Iaに近似した形状になる。   FIG. 5 is an explanatory view showing an example in which a workpiece is cut by an outer diameter rising blade 6 formed in a shape deviated in advance with respect to the involute curve. As shown in FIG. 5, when the tooth profile of the workpiece is cut in the tooth height direction by the outer diameter rising blade 6, the outer diameter rising blade 6 on the rear stage side gradually shifts to an acute angle side. The side surface S on the obtuse angle side of the workpiece tooth profile immediately after the follow-up cutting by means of a shape approximates the involute curve Ia on the obtuse angle side.

また、上記外径上がり刃の鈍角側の側刃のインボリュート曲面に対する偏倚量X(mm)を、上記リードの値をR(mm)、外径上がり刃の歯丈をH(mm)とするとき、以下の式で表される範囲となるように設定している。
X=R×0.0000479+H×0.00624±0.01
この結果、外径上がり刃6によって追い込み切削した直後のワーク歯形の鈍角側の側面Sを、鈍角側のインボリュート曲線Iaに極めて近似した形状に形成することが可能となる。
Further, when the deviation X (mm) of the side blade on the obtuse angle side of the outer diameter rising blade with respect to the involute curved surface is R (mm) and the tooth height of the outer diameter rising blade is H (mm) , It is set to be in the range represented by the following formula.
X = R × 0.0000479 + H × 0.00624 ± 0.01
As a result, it becomes possible to form the obtuse angle side surface S of the workpiece tooth profile immediately after the follow-up cutting with the outer diameter rising blade 6 into a shape very close to the involute curve Ia on the obtuse angle side.

また、列をなす複数の上記外径上がり刃6を歯丈方向へ積層させたとき、該外径上がり刃の鋭角側の側刃6ab、6bb、…6gbを上記鋭角側のインボリュート曲面Ibと同じ形状に形成している。
この種のヘリカルブローチによれば、上述したように外径上がり刃6によってワークWの歯形を歯丈方向に切削するときに、外径上がり刃6が次第に鋭角側へずれる傾向にあるが、このように鋭角側へずれたところで、図5に示すように、外径上がり刃6の鋭角側の側面では、後方の新たな外径上がり刃6によってワーク歯形を切削するとき、ずれた位置のワーク歯先からワーク歯元方向に至るまで切削する。この場合、外径上がり刃の鋭角側の側刃6ab、6bb、…6gbがインボリュート曲面と同じ形状となるように形成されているので、切削後の歯形は、そのままワーク歯形に転写される。つまり、外径上がり刃6によってワークの歯形を歯丈方向に切削した直後のワーク歯形における鋭角側の側面を、外径上がり刃の鋭角側の側刃の形状であるインボリュート曲面に近似した形状に形成することが可能となる。
Further, when the plurality of outer diameter rising blades 6 in a row are stacked in the tooth height direction, the acute angle side blades 6ab, 6bb,... 6gb of the outer diameter rising blade are the same as the acute angle involute curved surface Ib. It is formed into a shape.
According to this type of helical broach, when the tooth profile of the workpiece W is cut in the tooth height direction by the outer diameter rising blade 6 as described above, the outer diameter rising blade 6 tends to gradually shift to an acute angle side. As shown in FIG. 5, when the workpiece tooth profile is cut with the new outer diameter rising blade 6 on the rear side on the acute angle side surface of the outer diameter rising blade 6 as shown in FIG. Cutting from the tooth tip to the workpiece tooth root direction. In this case, since the side blades 6ab, 6bb,... 6gb on the acute angle side of the outer diameter rising blade are formed to have the same shape as the involute curved surface, the tooth profile after cutting is directly transferred to the workpiece tooth profile. That is, the acute angle side surface of the workpiece tooth profile immediately after cutting the workpiece tooth profile in the tooth length direction by the outer diameter rising blade 6 is approximated to an involute curved surface which is the shape of the side blade on the acute angle side of the outer diameter rising blade. It becomes possible to form.

次いで、この捩れ溝の鈍角側の溝壁面にブローチ本体1先端側の歯厚上がり刃7Aのガイド刃が摺接して該歯厚上がり刃7Aを案内しつつ、このブローチ本体1先端側の歯厚上がり刃7Aの切削刃により捩れ溝の鋭角側の溝壁面を切削して、外径上がり刃6による溝幅から鋭角側の溝壁面に仕上げ代の仕上げ加工を施す。
そして、これに続いて今度はこの鋭角側の溝壁面にブローチ本体1後端側の歯厚上がり刃7Bのガイド刃が摺接して該歯厚上がり刃7Bが案内されつつ、このブローチ本体1後端側の歯厚上がり刃7Bの切削刃によって捩れ溝の鈍角側の溝壁面を切削して、溝幅から鋭角側の溝壁面に仕上げ代を与え、所望の溝幅の捩れ溝を形成する。
Next, the tooth thickness on the tip side of the broach body 1 is guided while the guide blade of the tooth thickness increasing blade 7A on the tip side of the broach body 1 is in sliding contact with the wall surface on the obtuse angle side of the torsion groove. The sharp-side groove wall surface of the twisted groove is cut by the cutting blade of the rising blade 7A, and a finishing allowance is applied to the acute-side groove wall surface from the groove width by the outer-diameter rising blade 6.
Subsequently, the guide blade of the tooth thickness increasing blade 7B on the rear end side of the broach body 1 is brought into sliding contact with the groove wall on the acute angle side to guide the tooth thickness increasing blade 7B. The obtuse angled groove wall surface of the twisted groove is cut by the cutting blade of the end-side tooth thickness increasing blade 7B, and a finishing allowance is given from the groove width to the acute angle side groove wall surface to form a twisted groove having a desired groove width.

ここで、上述したように、外径上がり刃6によって追い込み切削した直後のワーク歯形の鈍角側の側面Sが、鈍角側のインボリュート曲線Iaに近似した形状になるので、その後、仕上げ刃7によりワークWの歯形を歯厚方向に追い込んで側面をインボリュート曲面により近づけるよう切削する際には(図6参照)、仕上げ刃7において歯元と歯先とで切削すべき厚さは略同じであるため、仕上げ刃7に偏磨耗が生じるのを回避できる。この結果、再研削の頻度を低くすることできしかも当該ヘリカルブローチの長寿命を無理なく図ることができる。   Here, as described above, the obtuse angle side surface S of the workpiece tooth shape immediately after the follow-up cutting with the outer diameter rising edge 6 has a shape approximating the involute curve Ia on the obtuse angle side. When cutting the tooth profile of W in the tooth thickness direction and cutting the side surface closer to the involute curved surface (see FIG. 6), the thickness to be cut at the base and tip of the finishing blade 7 is substantially the same. Thus, it is possible to avoid uneven wear on the finishing blade 7. As a result, the frequency of re-grinding can be lowered and the long life of the helical broach can be easily achieved.

なお、本発明は前述の実施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において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、本発明をオフノルマルタイプの一体型ヘリカルブローチに適用した例について説明したが、これに限られることなく、本発明は、軸直タイプのヘリカルブローチにも、あるいは歯厚上がり刃7がブローチ本体とは別体のシェルに設けられた組立型のヘリカルブローチにも適用可能である。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an off-normal type integrated helical broach has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is also applicable to a straight shaft type helical broach or a tooth thickness. The present invention can also be applied to an assembled helical broach in which the rising blade 7 is provided in a shell separate from the broach body.

また、上記実施形態では、列をなす複数の外径上がり刃6を歯丈方向へ積層させたとき、外径上がり刃6の鈍角側の側刃6aa、6ba、…6ga全域をつないだ形状が、インボリュート曲面Iaを歯丈方向の向かうに従い外方へずれる形状に形成しているが、これに限られることなく、外径上がり刃6の鈍角側の側刃6aa、6ba、…6gaのそれぞれの一部を外方へずれる形状に形成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, when the some outer diameter raising blade 6 which makes a row | line | column is laminated | stacked on the tooth-length direction, the shape which connected the side blades 6aa, 6ba, ... 6ga side of the obtuse angle side of the outer diameter raising blade 6 is connected. The involute curved surface Ia is formed in a shape that shifts outward as it goes in the tooth height direction, but is not limited thereto, and each of the side blades 6aa, 6ba,. You may form in a shape which shifts a part outward.

1 ブローチ本体
4 切刃部
5 切刃
6(6a、6b…6g) 外径上がり刃
6aa、6ba、…6ga 外径上がり刃の鈍角側の側刃
6ab、6bb、…6gb 外径上がり刃の鋭角側の側刃
7 歯厚上がり刃
H 歯丈
X 偏倚量
O ブローチ本体1の軸線
L 切刃5のリード
Ia 鈍角側のインボリュート曲線
Ib 鋭角側のインボリュート曲線
1 Brooch body 4 Cutting edge 5 Cutting edge
6 (6a, 6b... 6 g) Outer diameter rising blade 6aa, 6ba,... 6ga Outer diameter rising blade obtuse side blade 6ab, 6bb, ... 6gb Outer diameter rising blade acute angle side blade 7 Tooth thickness increasing blade H Tooth height X Deviation amount O Broach main body 1 axis L Lead of cutting edge 5 Ia Involute curve on obtuse angle side Ib Involute curve on acute angle side

Claims (3)

軸状のブローチ本体の外周部に、径方向外周側に突出する複数の切刃が列をなして、ブローチ本体の先端側から後端側に向けて該ブローチ本体の軸線回りに捩れる螺旋状に、かつ、上記切刃の列が周方向に間隔をあけて配列されて、これらの切刃によりワークの加工穴内周に所定のリードの捩れ溝を形成するヘリカルブローチにおいて、
複数の上記切刃のうちブローチ本体先端側の複数の切刃はワークの歯形を歯丈方向に切削するべく歯丈を漸次増大させた外径上がり刃とされるとともにブローチ本体後端側の複数の切刃はワークの歯形を歯厚方向に追い込んでインボリュート曲面に切削するべく歯厚を漸次増大させた歯厚上がり刃とされ、
列をなす複数の上記外径上がり刃を歯丈方向へ積層させたとき、該外径上がり刃の鈍角側の側刃が上記インボリュート曲面に対し歯丈方向に向かうに従い外方への偏倚量を漸次増加させるようにずれた形状に形成されていることを特徴とするヘリカルブローチ。
A plurality of cutting blades projecting radially outward on the outer peripheral portion of the shaft-shaped broach main body in a row and spirally twisted around the axis of the broach main body from the front end side to the rear end side In addition, in the helical broach in which the rows of the cutting blades are arranged at intervals in the circumferential direction, and a twisted groove of a predetermined lead is formed on the inner periphery of the work hole of the workpiece by these cutting blades,
Among the plurality of cutting blades, the plurality of cutting blades on the front end side of the broach body are outer diameter rising blades whose tooth length is gradually increased to cut the tooth profile of the workpiece in the tooth height direction, and a plurality of cutting blades on the rear end side of the broach main body. The cutting blade is a tooth thickness increasing blade that gradually increases the tooth thickness to drive the workpiece tooth shape in the tooth thickness direction and cut it into an involute curved surface,
When the plurality of outer diameter rising blades in a row are stacked in the tooth height direction, the obtuse angle side blades of the outer diameter rising blades are displaced outwardly toward the involute curved surface in the tooth height direction. A helical broach characterized by being formed in a shape shifted so as to gradually increase.
請求項1に記載のヘリカルブローチにおいて、
列をなす複数の上記外径上がり刃を歯丈方向へ積層させたとき、該外径上がり刃の鋭角側の側刃が上記インボリュート曲面と同じ形状に形成されていることを特徴とするヘリカルブローチ。
The helical broach according to claim 1,
A helical broach characterized in that when the plurality of outer diameter rising blades forming a row are stacked in the tooth length direction, the acute side blades of the outer diameter rising blades are formed in the same shape as the involute curved surface. .
請求項1または2に記載のヘリカルブローチにおいて、
上記外径上がり刃の鈍角側の側刃のインボリュート曲面に対する偏倚量X(mm)は、上記リードの値をR(mm)、上記外径上がり刃の歯丈をH(mm)とするとき、以下の式で表される範囲に設定されていることを特徴とするヘリカルブローチ。
X=R×0.0000479+H×0.00624±0.01
The helical broach according to claim 1 or 2,
The amount of deviation X (mm) of the side blade on the obtuse angle side of the outer diameter rising blade with respect to the involute curved surface is defined as R (mm) as the lead value and H (mm) as the tooth height of the outer diameter rising blade. A helical broach characterized by being set in a range represented by the following formula.
X = R × 0.0000479 + H × 0.00624 ± 0.01
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