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JP2008161971A - Broach - Google Patents

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JP2008161971A
JP2008161971A JP2006353782A JP2006353782A JP2008161971A JP 2008161971 A JP2008161971 A JP 2008161971A JP 2006353782 A JP2006353782 A JP 2006353782A JP 2006353782 A JP2006353782 A JP 2006353782A JP 2008161971 A JP2008161971 A JP 2008161971A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
broach
plastic
blade
stage
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.)
Withdrawn
Application number
JP2006353782A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenzo Yamamoto
健造 山元
Yasuto Katsuki
靖人 勝木
Masanobu Misaki
雅信 三崎
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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 Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2006353782A priority Critical patent/JP2008161971A/en
Publication of JP2008161971A publication Critical patent/JP2008161971A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a broach capable of extending the tool service life by reducing a processing load. <P>SOLUTION: The broach is equipped with a plurality of spline cutting teeth 21 provided in the axial direction and performing cutting with respect to a workpiece W outwardly in the radial direction; and with a plurality of plastic finishing teeth 31 provided in the axial direction in the rear of the spline teeth 21, performing plastic forming with respect to a processed part Wb of the workpiece W cut by the spline cutting teeth 21 toward the circumferential direction and finishing the processed part Wb as a tooth groove Wd. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、被加工物の表面に溝形状を加工するブローチに関する。   The present invention relates to a broach for processing a groove shape on the surface of a workpiece.

自動車、建設車両、工作機械等に使用される部品の中には、その表面にキー溝、スプライン溝、セレーション溝、歯車用の歯溝等の複雑な溝形状を有する部品が多数ある。このような複雑な溝形状を、ワンパスで荒加工から仕上げ加工までを行うものとしてブローチ加工が実施されている。   Among parts used for automobiles, construction vehicles, machine tools, etc., there are many parts having complicated groove shapes such as key grooves, spline grooves, serration grooves, and gear teeth grooves on the surface thereof. Broaching is carried out to perform such complicated groove shapes from roughing to finishing with a single pass.

ブローチ加工はブローチと称せられる軸状の工具を用いて溝加工を行うものである。そして、このブローチはその軸方向に多段に配置される各種切刃を有しており、ブローチ加工を行う場合には、ブローチを被加工物に予め加工された下孔に挿入した後、引き抜き、または、押し込んで、その軸方向に移動させることにより、被加工物の表面に溝を加工することができる。   Broaching is a process of grooving using an axial tool called a broach. And this broach has various cutting blades arranged in multiple stages in its axial direction, and when performing broaching, after inserting the broach into a prepared hole pre-worked in the workpiece, pulling out, Alternatively, the groove can be machined on the surface of the workpiece by pushing in and moving in the axial direction.

しかしながら、ブローチ加工においては、被加工物の下孔にブローチを貫通移動させることから、ブローチの外径はその下孔の内径よりも小径に設定されている。これにより、ブローチと下孔との間には僅かな隙間が生じてしまい、この隙間の分だけ被加工物の心出しが不十分になっていた。   However, in broaching, since the broach penetrates and moves through the lower hole of the workpiece, the outer diameter of the broach is set smaller than the inner diameter of the lower hole. As a result, a slight gap is generated between the broach and the pilot hole, and the workpiece is not sufficiently centered by the gap.

そこで、従来から、加工時において被加工物との同心度の向上を図ったブローチが種々提供されており、このような従来のブローチは、例えば、特許文献1,2に開示されている。   In view of this, various broaches have been provided that have improved concentricity with the workpiece during machining. Such conventional broaches are disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2.

特開2004−160559号公報JP 2004-160559 A 特開2004−322271号公報JP 2004-322271 A

しかしながら、特許文献1のブローチにおいては、被加工物の内周面全周に亘り塑性加工を行っているので、塑性加工領域が広範囲となり、ブローチに対して大きな加工負荷が作用してしまう。また、特許文献2のブローチにおいては、塑性加工のみで溝形状を形成させているので、特許文献1と同様に、大きな加工負荷が作用してしまう。この結果、特許文献1,2のブローチにおいては、度重なる使用において破損してしまい、工具寿命の短縮を招くおそれがあった。   However, in the broach of patent document 1, since plastic working is performed over the entire inner peripheral surface of the workpiece, the plastic working area becomes wide, and a large working load acts on the broach. Moreover, in the broach of patent document 2, since a groove | channel shape is formed only by plastic processing, a big processing load will act like patent document 1. FIG. As a result, the broaches of Patent Documents 1 and 2 may be damaged during repeated use, leading to a reduction in tool life.

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、加工負荷を低減させることにより、工具寿命を延ばすことができるブローチを提供することを目的とする。   Therefore, this invention solves the said subject, and it aims at providing the broach which can extend a tool life by reducing a processing load.

上記課題を解決する第1の発明に係るブローチは、
軸方向に複数設けられ、被加工物に対して径方向外側に向けて切削加工を行う切れ刃と、
前記切れ刃の後方において軸方向に複数設けられ、前記切れ刃により切削された前記被加工物の被加工部に対して周方向に向けて塑性加工を行い、前記被加工部を所定の溝形状に仕上げる仕上げ刃とを備える
ことを特徴とする。
The broach according to the first invention for solving the above-mentioned problems is
A plurality of cutting edges that are provided in the axial direction and perform cutting toward the radially outer side of the workpiece;
A plurality of parts are provided in the axial direction behind the cutting edge, and plastic working is performed in a circumferential direction on a work part of the work piece cut by the cutting edge, and the work part is formed into a predetermined groove shape. And a finishing blade for finishing.

上記課題を解決する第2の発明に係るブローチは、
第1の発明に係るブローチにおいて、
前記仕上げ刃の後部に逃げ面を形成する
ことを特徴とする。
The broach according to the second invention for solving the above-mentioned problem is
In the broach according to the first invention,
A flank is formed at the rear of the finishing blade.

従って、本発明に係るブローチによれば、仕上げ刃の加工代を小さくすることができるので、塑性加工時における負荷が低減され、工具寿命を延ばすことができる。   Therefore, according to the broach according to the present invention, the machining allowance of the finishing blade can be reduced, so that the load during plastic working is reduced and the tool life can be extended.

以下、本発明に係るブローチについて図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, the broach according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の第1実施例に係るブローチの概略構成図、図2(a)は図1のA−A矢視断面図、図2(b)は同図(a)のP部拡大図、図3は切削刃部の縦断面図、図4(a)は図1のB−B矢視断面図、図4(b)は同図(a)のQ部拡大図、図5は塑性刃部の縦断面図、図6は各段の塑性仕上刃のピッチ円上における断面形状を示した図、図7は塑性仕上刃の側方斜視図、図8(a)はワーク正面図、図8(b)は同図(a)のR部拡大図、図9(a)は各段のスプライン刃により順次切削加工されたときのワークの加工状態を示した図、図9(b)は各段の塑性仕上刃により順次塑性加工されたときのワークの加工状態を示した図、図10は他の塑性仕上刃の形状を示した側方斜視図である。   1 is a schematic configuration diagram of a broach according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2A is a cross-sectional view taken along arrow AA in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged view of a P portion in FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the cutting blade portion, FIG. 4A is a sectional view taken along the line BB in FIG. 1, FIG. 4B is an enlarged view of a Q portion of FIG. Fig. 6 is a longitudinal sectional view of the plastic blade, Fig. 6 is a diagram showing the cross-sectional shape of the plastic finishing blade of each stage on the pitch circle, Fig. 7 is a side perspective view of the plastic finishing blade, and Fig. 8 (a) is a front view of the workpiece. 8 (b) is an enlarged view of the R portion of FIG. 8 (a), FIG. 9 (a) is a diagram showing the machining state of the workpiece when it is sequentially cut by the spline blades of each stage, and FIG. 9 (b). ) Is a diagram showing a machining state of a workpiece when plastic machining is sequentially performed by the plastic finishing blade of each stage, and FIG. 10 is a side perspective view showing the shape of another plastic finishing blade.

図1に示すブローチ1は、ワーク(被加工物)Wに予め加工された下孔Waに挿入されることで、当該ワークWの内周面に歯溝Wdを加工する工具である(図8(a),(b)参照)。このブローチ1は、その前方から後方に亘り、前部シャンク部10、切削刃部20、塑性刃部30、及び後部シャンク部40を備えている。   The broach 1 shown in FIG. 1 is a tool for machining the tooth groove Wd on the inner peripheral surface of the workpiece W by being inserted into a prepared hole Wa previously machined in the workpiece (workpiece) W (FIG. 8). (See (a) and (b)). The broach 1 includes a front shank portion 10, a cutting blade portion 20, a plastic blade portion 30, and a rear shank portion 40 from the front to the rear.

図1に示すように、前部シャンク部10は、その前端に設けられる前方支持部11と、その後端に設けられる前方案内部12とを有している。前方支持部11は図示しないブローチ盤に支持されるものである。また、前方案内部12は前案内部12a及び後案内部12bを有している。前案内部12aは、その外径が前方から後方にかけて漸次大きくなるようにテーパ状に形成されている。一方、後案内部12bは、前案内部12aの後端から連続的に形成されると共に、その外径寸法が前案内部12aの後端と同一の円柱状をなしている。即ち、加工時に後案内部12bがワークWの下孔Waに挿入されることで、ワークWの心出しが行われる。   As shown in FIG. 1, the front shank part 10 has a front support part 11 provided at the front end thereof and a front guide part 12 provided at the rear end thereof. The front support portion 11 is supported by a broaching machine (not shown). Moreover, the front guide part 12 has the front guide part 12a and the rear guide part 12b. The front guide portion 12a is formed in a tapered shape so that its outer diameter gradually increases from the front to the rear. On the other hand, the rear guide portion 12b is formed continuously from the rear end of the front guide portion 12a and has an outer diameter that is the same columnar shape as the rear end of the front guide portion 12a. That is, the work W is centered by inserting the rear guide portion 12b into the lower hole Wa of the work W during processing.

図1乃至図3に示すように、切削刃部20には複数のスプライン刃21が設けられている。スプライン刃21は、ブローチ1(切削刃部20)の軸部外周面における周方向において等角度間隔で、且つ、ブローチ軸方向において等間隔にSn段(nはスプライン刃21の段数に対応)設けられている。そして、ブローチ軸方向において配列されるSn段のスプライン刃21は、1段目からSn段目に向かうに従って、その高さが漸次高くなるように形成されている。即ち、前段からのその高さの増加分が各段のスプライン刃21における切込量となる。   As shown in FIGS. 1 to 3, the cutting blade portion 20 is provided with a plurality of spline blades 21. The spline blade 21 is provided with Sn stages (n corresponds to the number of stages of the spline blade 21) at equal angular intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the shaft portion of the broach 1 (cutting blade portion 20) and at equal intervals in the broach axis direction. It has been. The Sn-stage spline blades 21 arranged in the broach axis direction are formed such that the height gradually increases from the first stage to the Sn stage. That is, the amount of increase in the height from the previous stage becomes the cut amount in the spline blade 21 of each stage.

図1及び図4乃至図7に示すように、塑性刃部30には複数の塑性仕上刃31が設けられている。塑性仕上刃31は、ブローチ1(塑性刃部30)の軸部外周面における周方向において等角度間隔で、且つ、ブローチ軸方向において等間隔にBn段(nは塑性仕上刃31の段数に対応)設けられている。そして、ブローチ軸方向において配列されるBn段の塑性仕上刃31は、その高さが同じになるように形成されると共に、1段目からBn段目に向かうに従って、その歯厚が漸次大きくなるように形成されている。更に、各段の塑性仕上刃31においては、各歯面長さ(ランド幅)が同じ長さに形成されており、これら各歯面は、当該歯面とブローチ軸に平行な面とがなす角度であるアプローチ角度がαで形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 4 to 7, the plastic blade portion 30 is provided with a plurality of plastic finishing blades 31. The plastic finishing blade 31 has Bn stages (n is the number of stages of the plastic finishing blade 31) at equal angular intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the shaft part of the broach 1 (plastic blade part 30) and at equal intervals in the broach axis direction. ) Is provided. The Bn-stage plastic finishing blades 31 arranged in the broach axis direction are formed to have the same height, and the tooth thickness gradually increases from the first stage to the Bn stage. It is formed as follows. Furthermore, in each stage of the plastic finishing blade 31, each tooth surface length (land width) is formed to the same length, and each tooth surface is formed by a surface parallel to the tooth surface and the broach axis. An approach angle that is an angle is formed by α.

また、塑性仕上刃31は、前傾斜面31a、上傾斜面31b、後鉛直面31c、左右のアプローチ面31d、及び左右のストレートランド31eを有している。前傾斜面31aは後方に向かうに従って高くなるように傾斜している。上傾斜面31bは前傾斜面31aの後端から後方に向かうに従って高くなるように傾斜している。後鉛直面31cはブローチ軸と直交するように形成されている。左右のアプローチ面31dは上記アプローチ角度αで形成されている。左右のストレートランド31eはブローチ軸と平行、即ち、アプローチ角度が0度で形成されており、アプローチ面31dと共にワークWを塑性加工する歯面を構成している。   The plastic finishing blade 31 includes a front inclined surface 31a, an upper inclined surface 31b, a rear vertical surface 31c, left and right approach surfaces 31d, and left and right straight lands 31e. The front inclined surface 31a is inclined so as to become higher toward the rear. The upper inclined surface 31b is inclined so as to become higher from the rear end of the front inclined surface 31a toward the rear. The rear vertical surface 31c is formed so as to be orthogonal to the broach axis. The left and right approach surfaces 31d are formed at the approach angle α. The left and right straight lands 31e are formed parallel to the broach axis, that is, with an approach angle of 0 degree, and constitute a tooth surface that plastically processes the workpiece W together with the approach surface 31d.

図1に示すように、後部シャンク部40は、その前端に設けられる後方案内部41と、その後端に設けられる後方支持部42とを有している。後方案内部41は加工終了時にワークWの開口部内に配置され、当該ワークWを保持するものである。また、後方支持部42は図示しないブローチ盤に支持されるものである。   As shown in FIG. 1, the rear shank portion 40 has a rear guide portion 41 provided at the front end thereof and a rear support portion 42 provided at the rear end thereof. The rear guide portion 41 is disposed in the opening of the workpiece W at the end of machining, and holds the workpiece W. The rear support portion 42 is supported by a broaching machine (not shown).

次に、上述したブローチ1を用いて加工するときの動作について説明する。   Next, an operation when processing using the broach 1 described above will be described.

先ず、図8(a)に示すように、ワークWにブローチ1の後案内部12bが貫通できる程度の下孔Waを形成した後、当該ワークWをブローチ盤上に設置する。一方、ブローチ1をワークWの下孔Waと対向するように、その後方支持部42を介してブローチ盤に固定する。   First, as shown in FIG. 8A, after forming a pilot hole Wa to the extent that the rear guide portion 12b of the broach 1 can pass through the work W, the work W is placed on the broaching machine. On the other hand, the broach 1 is fixed to the broaching machine via the rear support part 42 so as to face the prepared hole Wa of the workpiece W.

次いで、ワークWをブローチ1に向けて移動させながら下孔Waに当該ブローチ1を貫通させる。このとき、ワークWはブローチ盤上に固定されずに設置されているので、ワークWの下孔Waに前方案内部12の前案内部12a及び後案内部12bが順次貫通されることになり、ワークWが滑らかに移動してその心出しが行われる。   Next, the broach 1 is passed through the pilot hole Wa while moving the workpiece W toward the broach 1. At this time, since the workpiece W is installed without being fixed on the broaching machine, the front guide portion 12a and the rear guide portion 12b of the front guide portion 12 are sequentially passed through the lower hole Wa of the workpiece W, The workpiece W moves smoothly and is centered.

次いで、ワークWがブローチ1に貫通した状態で、ブローチ1の前方支持部11をブローチ盤に固定する。そして、ブローチ1を前方に押し出すことにより、切削刃部20がワークWの下孔Waに移動して切削加工が行われる。このとき、図9(a)に示すように、ワークWの下孔Waには1段目のスプライン刃21からSn段目のスプライン刃21が順次通過することになり、最終的にSn段目のスプライン刃21の歯形と略同一の断面形状をした被加工部Wbが、ワークWの内周面の周方向において等角度間隔で、且つ、直線状に形成される。即ち、切削刃部20においては、ワークWに対し、ブローチ1の径方向外側への切削加工のみ行われる。   Next, with the workpiece W penetrating through the broach 1, the front support portion 11 of the broach 1 is fixed to the broaching machine. And the cutting blade part 20 moves to the prepared hole Wa of the workpiece | work W by pushing out the broach 1 ahead, and cutting is performed. At this time, as shown in FIG. 9A, the first-stage spline blade 21 sequentially passes through the pilot hole Wa of the workpiece W from the Sn-stage spline blade 21, and finally the Sn-stage spline. A workpiece Wb having a cross-sectional shape substantially the same as the tooth profile of the spline blade 21 is formed in a straight line at equal angular intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the workpiece W. That is, in the cutting blade portion 20, only the cutting process on the workpiece W to the radially outer side of the broach 1 is performed.

次いで、更に、ブローチ1を前方に押し出すことにより、塑性刃部30がワークW内に移動して塑性加工が行われる。このとき、図9(b)に示すように、ワークWの被加工部Wbには1段目の塑性仕上刃31からBn段目の塑性仕上刃31が順次通過することになり、当該ワークWの被加工部Wbにおける両側の塑性加工代Wcが同時に順次塑性加工される。そして、図8(b)に示すように、Bn段目の塑性仕上刃31における塑性加工が終了すると、ワークWに所定形状の歯溝Wdが形成される。即ち、塑性刃部30においては、ワークWに対し、ブローチ1の周方向への塑性加工のみ行われる。   Next, the broach 1 is further pushed forward, so that the plastic blade portion 30 moves into the workpiece W and plastic processing is performed. At this time, as shown in FIG. 9 (b), the first-stage plastic finishing blade 31 through the Bn-stage plastic finishing blade 31 sequentially pass through the workpiece Wb of the workpiece W. The plastic machining allowances Wc on both sides of the workpiece Wb are sequentially plastically processed simultaneously. And as shown in FIG.8 (b), when the plastic working in the plastic finishing blade 31 of a Bn stage is complete | finished, the tooth groove Wd of a predetermined shape will be formed in the workpiece | work W. FIG. That is, in the plastic blade portion 30, only plastic working in the circumferential direction of the broach 1 is performed on the workpiece W.

なお、図10に示すように、ストレートランド31eの後方において、面取りされた逃げ面31fを形成させても構わない。これにより、塑性仕上刃31の強度が向上され、ストレートランド31eの破損が防止される。   As shown in FIG. 10, a chamfered flank 31f may be formed behind the straight land 31e. Thereby, the strength of the plastic finishing blade 31 is improved and the straight land 31e is prevented from being damaged.

従って、本発明に係るブローチによれば、スプライン刃21によりワークWに対して径方向外側に向けて切削加工を行って被加工部Wbを形成した後、塑性仕上刃31によりこのワークWの被加工部Wbに対して周方向に向けて塑性加工を行って、ワークWの内周面に歯溝Wdを形成することにより、ワークWの塑性加工代Wcを小さくすることができる。この結果、塑性仕上刃31への加工負荷が低減されるので、ブローチ1の工具寿命を延ばすことができる。また、塑性仕上刃31の後部に逃げ面31fを形成させることにより、塑性仕上刃31の強度が向上されるので、更に工具寿命を延ばすことができる。   Therefore, according to the broach according to the present invention, the workpiece W is formed by cutting the workpiece W radially outward with the spline blade 21 and then forming the workpiece Wb with the plastic finishing blade 31. By performing plastic working on the processed portion Wb in the circumferential direction to form the tooth groove Wd on the inner peripheral surface of the work W, the plastic working allowance Wc of the work W can be reduced. As a result, the processing load on the plastic finishing blade 31 is reduced, so that the tool life of the broach 1 can be extended. Moreover, since the strength of the plastic finishing blade 31 is improved by forming the flank 31f at the rear part of the plastic finishing blade 31, the tool life can be further extended.

図11は本発明の第2実施例に係るブローチの概略構成図、図12(a)は図11のC−C矢視断面図、図12(b)は同図(a)のS部拡大図、図13は切削刃部の縦断面図、図14(a)は図11のD−D矢視断面図、図14(b)は同図(a)のT部拡大図、図15は塑性刃部の縦断面図、図16は各段の塑性仕上刃のピッチ円上における断面形状を示した図、図17は塑性仕上刃の側方斜視図、図18(a)はワーク正面図、図18(b)は同図(a)のU部拡大図、図19(a)は各段のスプライン刃により順次切削加工されたときのワークの加工状態を示した図、図19(b)は各段の塑性仕上刃により順次塑性加工されたときのワークの加工状態を示した図、図20は他の塑性仕上刃の形状を示した側方斜視図である。   11 is a schematic configuration diagram of a broach according to a second embodiment of the present invention, FIG. 12A is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 11, and FIG. 12B is an enlarged view of an S portion of FIG. FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the cutting blade portion, FIG. 14A is a sectional view taken along the line DD in FIG. 11, FIG. 14B is an enlarged view of a T portion in FIG. Fig. 16 is a longitudinal sectional view of the plastic blade, Fig. 16 is a diagram showing the cross-sectional shape of the plastic finishing blade of each stage on the pitch circle, Fig. 17 is a side perspective view of the plastic finishing blade, and Fig. 18 (a) is a front view of the workpiece. 18 (b) is an enlarged view of the U portion of FIG. 18 (a), FIG. 19 (a) is a diagram showing the work state of the workpiece when it is sequentially cut by the spline blades at each stage, and FIG. 19 (b). FIG. 20 is a side perspective view showing the shape of another plastic finishing blade. FIG. 20 is a diagram showing the machining state of the workpiece when plastic processing is sequentially performed by the plastic finishing blade of each stage.

図11に示すブローチ2は、ワーク(被加工物)Wに予め加工された下孔Waに挿入されることで、当該ワークWの内周面に歯筋がねじれた歯溝Wgを加工する工具である(図18(a),(b)参照)。このブローチ2は、その前方から後方に亘り、前部シャンク部60、切削刃部70、塑性刃部80、及び後部シャンク部90を備えている。   The broach 2 shown in FIG. 11 is a tool for machining a tooth groove Wg in which tooth traces are twisted on the inner peripheral surface of the workpiece W by being inserted into a prepared hole Wa previously machined in the workpiece (workpiece) W. (See FIGS. 18A and 18B). The broach 2 includes a front shank portion 60, a cutting blade portion 70, a plastic blade portion 80, and a rear shank portion 90 from the front to the rear.

図11に示すように、前部シャンク部60は、その前端に設けられる前方支持部61と、その後端に設けられる前方案内部62とを有している。前方支持部61は図示しないブローチ盤に支持されるものである。また、前方案内部62は前案内部62a及び後案内部62bを有している。前案内部62aは、その外径が前方から後方にかけて漸次大きくなるようにテーパ状に形成されている。一方、後案内部62bは、前案内部62aの後端から連続的に形成されると共に、その外径寸法が前案内部62aの後端と同一の円柱状をなしている。即ち、加工時に後案内部62bがワークWの下孔Waに挿入されることで、ワークWの心出しが行われる。   As shown in FIG. 11, the front shank part 60 has a front support part 61 provided at the front end thereof, and a front guide part 62 provided at the rear end thereof. The front support 61 is supported by a broaching machine (not shown). The front guide part 62 has a front guide part 62a and a rear guide part 62b. The front guide portion 62a is formed in a tapered shape so that the outer diameter thereof gradually increases from the front to the rear. On the other hand, the rear guide portion 62b is formed continuously from the rear end of the front guide portion 62a, and has an outer diameter that is the same columnar shape as the rear end of the front guide portion 62a. That is, the work W is centered by inserting the rear guide portion 62b into the prepared hole Wa of the work W during processing.

図11乃至図13に示すように、切削刃部70には複数のスプライン刃71が設けられている。スプライン刃71は、ブローチ2(切削刃部70)の軸部外周面における周方向において等角度間隔で、且つ、ブローチ軸方向において等間隔にSn段(nはスプライン刃71の段数に対応)設けられている。そして、ブローチ軸方向において配列されるSn段のスプライン刃71は、1段目からSn段目に向かうに従って、その高さが漸次高くなるように形成されている。即ち、前段からのその高さの増加分が各段のスプライン刃71における切込量となる。   As shown in FIGS. 11 to 13, the cutting blade portion 70 is provided with a plurality of spline blades 71. The spline blade 71 is provided with Sn stages (n corresponds to the number of stages of the spline blade 71) at equal angular intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the shaft portion of the broach 2 (cutting blade portion 70) and at equal intervals in the broach axis direction. It has been. The Sn-stage spline blades 71 arranged in the broach axis direction are formed such that the height gradually increases from the first stage to the Sn stage. That is, the amount of increase in the height from the previous stage becomes the cut amount in the spline blade 71 of each stage.

図11及び図14乃至図17に示すように、塑性刃部80には複数の塑性仕上刃81が設けられている。塑性仕上刃81は、ブローチ2(塑性刃部80)の軸部外周面における周方向において等角度間隔で、且つ、ブローチ軸方向において等間隔にBn段(nは塑性仕上刃81の段数に対応)設けられている。そして、ブローチ軸方向において配列されるBn段の塑性仕上刃81は、その高さが同じになるように形成されると共に、1段目からBn段目に向かうに従って、その歯厚が漸次大きくなるように形成されている。更に、各段の塑性仕上刃81においては、各歯面長さ(ランド幅)が同じ長さに形成されており、これら各歯面は、当該歯面とブローチ軸に平行な面とがなす角度であるアプローチ角度がαで形成されている。   As shown in FIGS. 11 and 14 to 17, the plastic blade portion 80 is provided with a plurality of plastic finishing blades 81. The plastic finishing blade 81 has Bn steps (n is the number of steps of the plastic finishing blade 81) at equal angular intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the shaft portion of the broach 2 (plastic blade portion 80) and at equal intervals in the broach axis direction. ) Is provided. The Bn-stage plastic finishing blades 81 arranged in the broach axis direction are formed to have the same height, and the tooth thickness gradually increases from the first stage to the Bn stage. It is formed as follows. Furthermore, in each stage of the plastic finishing blade 81, each tooth surface length (land width) is formed to the same length, and each tooth surface is formed by a surface parallel to the tooth surface and the broach axis. An approach angle that is an angle is formed by α.

なお、塑性仕上刃81は、少なくとも左右どちらか一方の歯面がアプローチ角度αを有している。本実施例においては、図16に示すように、3段ずつ交互にアプローチ角度αを有するように塑性仕上刃81の歯面を形成し、その3段目から反対側の歯面にもアプローチ角度αが付与されている。そして、最終的には、Bn段の塑性仕上刃81においては、左右両側の歯面にアプローチ角度αが付与されている。   Note that at least one of the left and right tooth surfaces of the plastic finishing blade 81 has an approach angle α. In the present embodiment, as shown in FIG. 16, the tooth surface of the plastic finishing blade 81 is formed so as to alternately have an approach angle α every three steps, and the approach angle is also applied to the tooth surface on the opposite side from the third step. α is given. Finally, in the Bn-stage plastic finishing blade 81, an approach angle α is given to the left and right tooth surfaces.

ここで、各段の塑性仕上刃81の中から代表してBn段目の塑性仕上刃81について説明する。図17に示すように、Bn段目の塑性仕上刃81は、前傾斜面81a、上傾斜面81b、後鉛直面81c、左右のアプローチ面81d、及び左右のストレートランド81eを有している。前傾斜面81aは後方に向かうに従って高くなるように傾斜している。上傾斜面81bは前傾斜面81aの後端から後方に向かうに従って高くなるように傾斜している。後鉛直面81cはブローチ軸と直交するように形成されている。左右のアプローチ面81dは上記アプローチ角度αで形成されている。左右のストレートランド81eはブローチ軸と平行、即ち、アプローチ角度が0度で形成されており、アプローチ面81dと共にワークWを塑性加工する歯面を構成している。   Here, the Bn-stage plastic finishing blade 81 will be described as a representative of the plastic finishing blades 81 at each stage. As shown in FIG. 17, the Bn-stage plastic finishing blade 81 includes a front inclined surface 81a, an upper inclined surface 81b, a rear vertical surface 81c, left and right approach surfaces 81d, and left and right straight lands 81e. The front inclined surface 81a is inclined so as to become higher toward the rear. The upper inclined surface 81b is inclined so as to become higher from the rear end of the front inclined surface 81a toward the rear. The rear vertical surface 81c is formed so as to be orthogonal to the broach axis. The left and right approach surfaces 81d are formed at the approach angle α. The left and right straight lands 81e are parallel to the broach axis, that is, formed with an approach angle of 0 degree, and constitute a tooth surface that plastically processes the workpiece W together with the approach surface 81d.

なお、図16に示すように、塑性仕上刃81においてアプローチ角度αが0度の場合には、その歯面はストレートランド81eのみで形成されている。即ち、ストレートランド81eからなる歯面においては塑性加工は行われず、このストレートランド81eがガイド面となる。   As shown in FIG. 16, when the approach angle α is 0 degree in the plastic finishing blade 81, its tooth surface is formed only by the straight land 81e. That is, plastic working is not performed on the tooth surface formed of the straight land 81e, and the straight land 81e serves as a guide surface.

図11に示すように、後部シャンク部90は、その前端に設けられる後方案内部91と、その後端に設けられる後方支持部92とを有している。後方案内部91は加工終了時にワークWの開口部内に配置され、当該ワークWを保持するものである。また、後方支持部92は図示しないブローチ盤に支持されるものである。   As shown in FIG. 11, the rear shank part 90 has a rear guide part 91 provided at the front end thereof, and a rear support part 92 provided at the rear end thereof. The rear guide portion 91 is disposed in the opening of the workpiece W at the end of processing and holds the workpiece W. Further, the rear support portion 92 is supported by a broaching machine (not shown).

次に、上述したブローチ2を用いて加工するときの動作について説明する。   Next, an operation when processing using the broach 2 described above will be described.

先ず、図18(a)に示すように、ワークWにブローチ2の後案内部62bが貫通できる程度の下孔Waを形成した後、当該ワークWをブローチ盤上に設置する。一方、ブローチ2をワークWの下孔Waと対向するように、その後方支持部62を介してブローチ盤に固定する。   First, as shown in FIG. 18 (a), after forming a pilot hole Wa to the extent that the rear guide portion 62b of the broach 2 can pass through the work W, the work W is placed on the broaching machine. On the other hand, the broach 2 is fixed to the broaching machine via the rear support part 62 so as to face the prepared hole Wa of the workpiece W.

次いで、ワークWをブローチ2に向けて移動させながら下孔Waに当該ブローチ2を貫通させる。このとき、ワークWはブローチ盤上に固定されずに設置されているので、ワークWの下孔Waに前方案内部62の前案内部62a及び後案内部62bが順次貫通されることになり、ワークWが滑らかに移動してその心出しが行われる。   Next, the broach 2 is passed through the pilot hole Wa while moving the workpiece W toward the broach 2. At this time, since the workpiece W is installed without being fixed on the broaching machine, the front guide portion 62a and the rear guide portion 62b of the front guide portion 62 are sequentially passed through the lower hole Wa of the workpiece W, The workpiece W moves smoothly and is centered.

次いで、ワークWがブローチ2に貫通した状態で、ブローチ2の前方支持部61をブローチ盤に固定する。そして、ブローチ2を回転駆動させながら前方に押し出すことにより、切削刃部70がワークWの下孔Waに移動して切削加工が行われる。このとき、図19(a)に示すように、ワークWの下孔Waには1段目のスプライン刃71からSn段目のスプライン刃71が順次通過することになり、最終的にSn段目のスプライン刃71の歯形と略同一の断面形状をした被加工部Weが、ワークWの内周面の周方向において等角度間隔で、且つ、らせん状に形成される。即ち、切削刃部70においては、ワークWに対し、ブローチ2の径方向外側への切削加工のみ行われる。   Next, the front support 61 of the broach 2 is fixed to the broaching machine with the workpiece W penetrating the broach 2. Then, when the broach 2 is pushed forward while being driven to rotate, the cutting blade portion 70 moves to the prepared hole Wa of the workpiece W and cutting is performed. At this time, as shown in FIG. 19A, the Sn-stage spline blade 71 sequentially passes from the first-stage spline blade 71 to the pilot hole Wa of the workpiece W, and finally the Sn-stage A processed part We having a cross-sectional shape substantially the same as the tooth profile of the spline blade 71 is formed in a spiral shape at equal angular intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the workpiece W. In other words, in the cutting blade portion 70, only the cutting process on the workpiece W to the radially outer side of the broach 2 is performed.

次いで、更に、ブローチ2を回転駆動させながら前方に押し出すことにより、塑性刃部80がワークW内に移動して塑性加工が行われる。このとき、図19(b)に示すように、ワークWの被加工部Weには1段目の塑性仕上刃81からBn段目の塑性仕上刃81が順次通過することになり、当該ワークWの被加工部Weにおける両側の塑性加工代Wfが順次塑性加工される。また、左右いずれか一方の歯面がストレートランド81eのみで形成される塑性仕上刃81においては、その歯面がガイド面となるので、ブローチ2が回転してねじれた歯溝を加工する場合であっても、安定した塑性加工が行われる。そして、図18(b)に示すように、Bn段目の塑性仕上刃81における塑性加工が終了すると、ワークWに所定形状の歯溝Wgが形成される。即ち、塑性刃部80においては、ワークWに対し、ブローチ2の周方向への塑性加工のみ行われる。   Subsequently, the broach 2 is pushed forward while being driven to rotate, so that the plastic blade 80 moves into the workpiece W and plastic working is performed. At this time, as shown in FIG. 19 (b), the first-stage plastic finishing blade 81 through the Bn-stage plastic finishing blade 81 sequentially pass through the workpiece We of the workpiece W, and the workpiece W The plastic machining allowances Wf on both sides of the processed portion We are sequentially plastic processed. Further, in the plastic finishing blade 81 in which either one of the left and right tooth surfaces is formed only by the straight land 81e, the tooth surface serves as a guide surface, and therefore the broach 2 is rotated to process a twisted tooth groove. Even if it exists, stable plastic working is performed. Then, as shown in FIG. 18B, when the plastic working in the Bn-stage plastic finishing blade 81 is completed, a tooth groove Wg having a predetermined shape is formed in the workpiece W. That is, in the plastic blade portion 80, only plastic working in the circumferential direction of the broach 2 is performed on the workpiece W.

なお、図20に示すように、ストレートランド81eの後方において、面取りされた逃げ面81fを形成させても構わない。これにより、塑性仕上刃81の強度が向上され、ストレートランド81eの破損が防止される。   As shown in FIG. 20, a chamfered relief surface 81f may be formed behind the straight land 81e. Thereby, the strength of the plastic finishing blade 81 is improved, and the straight land 81e is prevented from being damaged.

従って、本発明に係るブローチによれば、スプライン刃71によりワークWに対して径方向外側に向けて切削加工を行って被加工部Weを形成した後、塑性仕上刃81によりこのワークWの被加工部Weに対して周方向に向けて塑性加工を行って、ワークWの内周面に歯溝Wgを形成することにより、ワークWの塑性加工代Wfを小さくすることができる。この結果、塑性仕上刃81への加工負荷が低減されるので、ブローチ2の工具寿命を延ばすことができる。また、塑性仕上刃81の後部に逃げ面81fを形成させることにより、塑性仕上刃81の強度が向上されるので、更に工具寿命を延ばすことができる。   Therefore, according to the broach according to the present invention, the workpiece W is formed by cutting the workpiece W radially outward with the spline blade 71 and then the workpiece W is covered with the plastic finishing blade 81. The plastic working allowance Wf of the workpiece W can be reduced by performing plastic working on the processed portion We in the circumferential direction to form the tooth groove Wg on the inner peripheral surface of the workpiece W. As a result, the processing load on the plastic finishing blade 81 is reduced, so that the tool life of the broach 2 can be extended. Moreover, since the strength of the plastic finishing blade 81 is improved by forming the flank 81f at the rear part of the plastic finishing blade 81, the tool life can be further extended.

しかも、塑性仕上刃81により塑性加工を行うことにより、ワークWの被加工面に圧縮応力が付加されるので、面精度が向上されるだけでなく、被加工面が硬く成形される。従って、本実施例のように、ワークWの内周面に歯溝Wgを形成する場合には、塑性加工される被加工面は内歯車の歯面となるので、高精度の歯厚寸法を有する内歯車を製造することができる。   In addition, by performing plastic working with the plastic finishing blade 81, compressive stress is applied to the work surface of the workpiece W, so that not only the surface accuracy is improved, but the work surface is hardly formed. Accordingly, when the tooth groove Wg is formed on the inner peripheral surface of the workpiece W as in the present embodiment, the work surface to be plastically processed is the tooth surface of the internal gear. An internal gear having the same can be manufactured.

加工面粗さの向上を図ることができるブローチ加工に適用可能である。   The present invention can be applied to broaching that can improve the surface roughness.

本発明の第1実施例に係るブローチの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a broach according to a first embodiment of the present invention. (a)は図1のA−A矢視断面図、(b)は(a)のP部拡大図である。(A) is AA arrow sectional drawing of FIG. 1, (b) is the P section enlarged view of (a). 切削刃部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a cutting blade part. (a)は図1のB−B矢視断面図、(b)は(a)のQ部拡大図である。(A) is BB arrow sectional drawing of FIG. 1, (b) is the Q section enlarged view of (a). 塑性刃部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a plastic blade part. 各段の塑性仕上刃のピッチ円上における断面形状を示した図である。It is the figure which showed the cross-sectional shape on the pitch circle of the plastic finishing blade of each step | level. 塑性仕上刃の側方斜視図である。It is a side perspective view of a plastic finishing blade. (a)はワーク正面図、(b)は(a)のR部拡大図である。(A) is a workpiece front view, (b) is an enlarged view of the R part of (a). (a)は各段のスプライン刃により順次切削加工されたときのワークの加工状態を示した図、(b)は各段の塑性仕上刃により順次塑性加工されたときのワークの加工状態を示した図である。(A) is the figure which showed the processing state of the workpiece | work when it cuts sequentially by the spline blade of each step | paragraph, (b) shows the processing state of the workpiece | work when sequentially plastic-working by the plastic finishing blade of each step | paragraph. It is a figure. 他の塑性仕上刃の形状を示した側方斜視図である。It is the side perspective view which showed the shape of the other plastic finishing blade. 本発明の第2実施例に係るブローチの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the broach which concerns on 2nd Example of this invention. (a)は図11のC−C矢視断面図、(b)は(a)のS部拡大図である。(A) is CC sectional view taken on the line of FIG. 11, (b) is the S section enlarged view of (a). 切削刃部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a cutting blade part. (a)は図11のD−D矢視断面図、(b)は(a)のT部拡大図である。(A) is DD sectional view taken on the line of FIG. 11, (b) is the T section enlarged view of (a). 塑性刃部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a plastic blade part. 各段の塑性仕上刃のピッチ円上における断面形状を示した図である。It is the figure which showed the cross-sectional shape on the pitch circle of the plastic finishing blade of each step | level. 塑性仕上刃の側方斜視図である。It is a side perspective view of a plastic finishing blade. (a)はワーク正面図、(b)は(a)のU部拡大図である。(A) is a workpiece front view, (b) is an enlarged view of the U part of (a). (a)は各段のスプライン刃により順次切削加工されたときのワークの加工状態を示した図、(b)は各段の塑性仕上刃により順次塑性加工されたときのワークの加工状態を示した図である。(A) is the figure which showed the processing state of the workpiece | work when it cuts sequentially by the spline blade of each step | paragraph, (b) shows the processing state of the workpiece | work when sequentially plastic-working by the plastic finishing blade of each step | paragraph. It is a figure. 他の塑性仕上刃の形状を示した側方斜視図である。It is the side perspective view which showed the shape of the other plastic finishing blade.

符号の説明Explanation of symbols

1,2 ブローチ
10,60 前部シャンク部
20,70 切削刃部
30,80 塑性刃部
40,90 後部シャンク部
11,61 前方支持部
12,62 前方案内部
21,71 スプライン刃
31,81 塑性仕上刃
41,91 後方案内部
42,92 後方支持部
31a,81a 前傾斜面
31b,81b 上傾斜面
31c,81c 後鉛直面
31d,81d アプローチ面
31e,81e ストレートランド
31f,81f 逃げ面
W ワーク
Wa 下孔
Wb,We 被加工部
Wc,Wf 塑性加工代
Wd,Wg 歯溝
α アプローチ角度
1, 2 Broach 10, 60 Front shank part 20, 70 Cutting blade part 30, 80 Plastic blade part 40, 90 Rear shank part 11, 61 Front support part 12, 62 Front guide part 21, 71 Spline blade 31, 81 Plastic Finishing blades 41, 91 Rear guide portions 42, 92 Rear support portions 31a, 81a Front inclined surfaces 31b, 81b Upper inclined surfaces 31c, 81c Rear vertical surfaces 31d, 81d Approach surfaces 31e, 81e Straight lands 31f, 81f Flank W Work Wa Prepared hole Wb, We Work part Wc, Wf Plastic working allowance Wd, Wg Tooth groove α Approach angle

Claims (2)

軸方向に複数設けられ、被加工物に対して径方向外側に向けて切削加工を行う切れ刃と、
前記切れ刃の後方において軸方向に複数設けられ、前記切れ刃により切削された前記被加工物の被加工部に対して周方向に向けて塑性加工を行い、前記被加工部を所定の溝形状に仕上げる仕上げ刃とを備える
ことを特徴とするブローチ。
A plurality of cutting edges that are provided in the axial direction and perform cutting toward the radially outer side of the workpiece;
A plurality of parts are provided in the axial direction behind the cutting edge, and plastic working is performed in a circumferential direction on a work part of the work piece cut by the cutting edge, and the work part is formed into a predetermined groove shape. A broach characterized by having a finishing blade for finishing.
請求項1に記載のブローチにおいて、
前記仕上げ刃の後部に逃げ面を形成する
ことを特徴とするブローチ。
The broach according to claim 1, wherein
The broach characterized by forming a flank in the rear part of the said finishing blade.
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