JP4442862B2 - Assembly type internal broach tool - Google Patents
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Description
本発明は硬度が45〜65HRCの高硬度材を仕上げ加工する組立式内面ブローチ工具に関する。 The present invention relates to an assembly type internal broach tool for finishing a high hardness material having a hardness of 45 to 65 HRC.
従来の組立式内面ブローチ工具は大径の内歯車などのブローチ加工に用いられる。こうした組立式内面ブローチ工具のうちブレードタイプのものには、例えば図4(特許文献1の第2図に相当)に示すように、棒状のブローチ本体90の外周面円周上に長手方向に複数の溝91を設け、これら複数の溝91の各々に溝91と長手方向長さを同じにされた仕上げ用切れ刃92を有するブレード93をはめ込み、セットボルト94で固定する組立式内面ブローチ工具100がある。この組立式内面ブローチ工具100にて硬度が45〜65HRC(ロックウエル硬さCスケール:以下同じ)といった高硬度材をブローチ加工する際には、ブローチ本体90に植設するブレード93の材質を一般に高硬度材とされる超硬合金等の材質にすればよいものとされている。このような超硬合金製のブレードを有する組立式内面ブローチ工具100は、ブレードの全長が長くなった場合や、被加工物(以下、ワークという)の削りしろが多い場合については、図3に示すように、棒状のブローチ本体70の外周面円周上に長手方向に複数の溝71を設け、これら複数の溝71の各々に、切れ刃73を有する第1の超硬合金ブレード75と、切れ刃69と仕上げ用切れ刃72とを有する第2の超硬合金ブレード76とを長手方向に連続して植設するという組立式内面ブローチ工具77の構成とすることがある。この第1の超硬合金ブレード75は超硬合金材で製作され、前つかみ部79からみて前部案内74の後方にづづいて植設される。切れ刃73は仕上げ刃を必ずしも備えている必要はなく、荒刃等を備え、後に続くブレードが行う仕上げ加工までの加工をする。第2の超硬合金ブレード75も同様に超硬合金材で製作されており、前つかみ部79からみて第1の超硬合金ブレード75の後方に続いて植設される。この第2の超硬合金ブレード76の仕上げ刃72によりワークの仕上げ加工を行う。
しかしながら、図3に示す組立式内面ブローチ工具77を用いて図2に示す硬度45〜65とされたワーク21のボールスプライン溝18,19,20の仕上げ加工を行うと、第1の超硬合金ブレード75と第2の超硬合金ブレード76との合わせ面近傍のブレードが欠けたり、割れたりするといった可能性がわずかながら存在する。
However, when the ball spline grooves 18, 19, and 20 of the
本発明はかかる従来技術の課題を解決するためになされたものであり、ブローチ本体の溝に超硬合金ブレードが長手方向に連続して設けられた組立式内面ブローチ工具にて45〜65HRCの高硬度材をブローチ加工しても、超硬合金ブレードに割れや欠けが発生することなく加工できる組立式内面ブローチ工具を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and is an assembly-type inner surface broach tool in which cemented carbide blades are continuously provided in the longitudinal direction in the groove of the broach body. An object of the present invention is to provide an assembly-type inner surface broaching tool that can process a hard material without cracking or chipping even if it is broached.
本発明者等は前述したブレードの割れや欠けについて硬度60HRCのワークを用いて研究した結果、ブレードとブレードとの合わせ面近傍の割れや欠けは、切れ刃を有するブレードを合金鋼製とした場合では起こらないが、ブレードを超硬合金製とした場合に発生しやすい点に着目した。つまり、切れ刃を有するブレードを靭性が高く、脆性破壊しない高速度工具鋼製とした場合にはブローチ加工時の合わせ面に加工振動による衝撃荷重を受けても割れや欠けを起こさずに加工できる。しかし、超硬合金のような脆性材料を連続して植設した場合にはブローチ加工時の加工振動により部分的に高い応力がかかり、ブレードとブレードとの合わせ面近傍に欠けや割れが発生することを見出した。 As a result of studying the cracks and chips of the blades described above using a workpiece having a hardness of 60 HRC, the inventors have found that cracks and chips near the mating surface between the blades and the blades are made of alloy steel. However, we focused on the point that it tends to occur when the blade is made of cemented carbide. In other words, if the blade with a cutting edge is made of high-speed tool steel that has high toughness and does not cause brittle fracture, it can be processed without cracking or chipping even if it receives impact load due to processing vibration on the mating surface during broaching . However, when brittle materials such as cemented carbide are planted continuously, high stress is applied partially due to processing vibration during broaching, resulting in chipping and cracking in the vicinity of the mating surface between the blade and blade. I found out.
この知得により、本発明においては、各溝に植設された長手方向に互いに隣接する超硬合金ブレード間に緩衝部材を設けるようにした。即ち、本発明の請求項1に係る発明では、棒状のブローチ本体の外周面の長手方向に設けられた複数の溝と、複数の切れ刃を具備するとともに溝に対して着脱可能に植設された超硬合金ブレードと、を有し、硬度45〜65HRCの被加工物を仕上げ加工する組立式内面ブローチ工具であって、複数の溝のそれぞれには複数の前記超硬合金ブレードが植設されるとともに、各溝に植設された長手方向に互いに隣接する超硬合金ブレード間には緩衝部材が設けられている組立式内面ブローチ工具を提供することにより前述した課題を解決した。この緩衝部材については、その性質として、ブローチ加工による断続的な衝撃力が加わったときに、それ自身が脆性破壊を起こさず、十分な強度と靭性を有する部材とする。より具体的には、組立式内面ブローチ工具の組付け時やブローチ加工時に緩衝部材と隣り合う超硬合金ブレードとの間に隙間が生じることがないような弾性を有するものであれば良い。この性質を有するものとしては、例えば合金鋼、アルミ合金、銅合金、樹脂を挙げることができ、これらの中でも特に合金鋼は上記の性質を最もよく備えたものであり、本発明の緩衝部材に用いることが適するものである。 Based on this knowledge, in the present invention, the buffer member is provided between the cemented carbide blades adjacent to each other in the longitudinal direction implanted in each groove. That is, in the invention according to claim 1 of the present invention, it is provided with a plurality of grooves provided in the longitudinal direction of the outer peripheral surface of the rod-shaped broach body and a plurality of cutting blades, and is detachably attached to the grooves. An internal broaching tool for finishing a workpiece having a hardness of 45 to 65 HRC, wherein a plurality of the cemented carbide blades are implanted in each of the plurality of grooves. In addition, the above-mentioned problems have been solved by providing an assembly-type inner surface broaching tool in which a buffer member is provided between cemented carbide blades adjacent to each other in the longitudinal direction and implanted in each groove. The buffer member is a member having sufficient strength and toughness as it does not cause brittle fracture itself when intermittent impact force is applied by broaching. More specifically, any material having elasticity that does not cause a gap between the buffer member and the adjacent cemented carbide blade during assembly of the assembly-type inner surface broach tool or broaching may be used. Examples of such a material include alloy steel, aluminum alloy, copper alloy, and resin. Among these, alloy steel has the above-mentioned properties best. It is suitable to use.
これにより、硬度45〜65HRCの高硬度材をブローチ加工するにあたり、ブローチ本体の外周面円周上に長手方向に複数の溝を設け、この複数の溝に長手方向に連続して設けられた超硬合金ブレードと超硬合金ブレードとの間に緩衝部材を設けることにより、脆性材料同士が直接接触することがなくなり、超硬合金ブレードへの応力集中を緩和することができ、超硬合金ブレードは加工振動による衝撃荷重を受けても割れや欠けを起こすことはない。 Accordingly, when broaching a high hardness material having a hardness of 45 to 65 HRC, a plurality of grooves are provided in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the broach body, and the plurality of grooves are continuously provided in the longitudinal direction. By providing a buffer member between the hard alloy blade and the cemented carbide blade, brittle materials are not in direct contact with each other, and stress concentration on the cemented carbide blade can be reduced. No cracking or chipping occurs even when subjected to impact load due to machining vibration.
以上のように本発明によれば、棒状のブローチ本体の外周面の長手方向に設けられた複数の溝と、複数の切れ刃を具備するとともに溝に対して着脱可能に植設された超硬合金ブレードと、を有し、硬度45〜65HRCのワークを仕上げ加工する組立式内面ブローチ工具であって、複数の溝のそれぞれには複数の超硬合金ブレードが植設されるとともに、各溝に植設された長手方向に互いに隣接する超硬合金ブレード間には緩衝部材が設けられている組立式内面ブローチ工具としたので、ブローチ本体の溝に長手方向に連続して設けられた超硬合金ブレードを有する組立式内面ブローチ工具にて45〜65HRCの高硬度材をブローチ加工しても、超硬合金ブレードに欠けや割れが生じることなく長期にわたり安定した加工が可能となった。 As described above, according to the present invention, the carbide having a plurality of grooves provided in the longitudinal direction of the outer peripheral surface of the rod-shaped broach main body and a plurality of cutting edges and detachably attached to the grooves. An assembly-type inner surface broaching tool that finishes a workpiece having a hardness of 45 to 65 HRC, and a plurality of cemented carbide blades are implanted in each of the plurality of grooves, Since it is an assembly type inner surface broach tool in which a buffer member is provided between cemented cemented carbide blades adjacent to each other in the longitudinal direction, the cemented carbide provided continuously in the longitudinal direction in the groove of the broach body Even when a high hardness material of 45 to 65 HRC is broached with an assembly-type inner surface broach tool having a blade, the cemented carbide blade can be machined stably for a long time without chipping or cracking.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1(a)は本発明の実施の形態を示す組立式内面ブローチ工具の部分断面側面図、(b)は(a)のA−A線拡大断面図、(c)は(a)のB−B線拡大断面図、(d)は(a)のC−C線拡大断面図、図2は本発明の実施の形態で使用するワークの平面図である。本発明の実施の形態にて使用する図1(a)に示す組立式内面ブローチ工具1は図2に示すワーク21の3箇所のボールスプライン溝18,19,20の仕上げ加工をするためのブローチ工具である。加工されるワーク21は浸炭焼き入れで硬度62HRCとされ、ボールスプライン溝18,19,20は仕上げ代を残して前加工されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a partial cross-sectional side view of an assembly-type inner surface broach tool showing an embodiment of the present invention, FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A, and FIG. -B line expanded sectional view, (d) is the CC line expanded sectional view of (a), FIG. 2 is a top view of the workpiece | work used in embodiment of this invention. The assembly-type inner surface broach tool 1 shown in FIG. 1A used in the embodiment of the present invention is a broach for finishing the three
図1(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、本発明の組立式内面ブローチ工具1のブローチ本体2は高速度工具鋼材料を用いて製作され、その両端には後つかみ部61と組立式内面ブローチ工具1を引き抜くための前つかみ部60が形成されている。なお、ここでいうブローチ本体2とは、後に説明するブレードが植設される前の組立式内面ブローチ工具1を指すものである。このブローチ本体2の外周面円周上に長手方向に伸びる複数の溝7,8,9が形成されている。この複数の溝7,8,9に切れ刃4を有する第1の超硬合金ブレード10,11,12がそれぞれ植設され、セットボルト13,14,15で固定される。第1の超硬合金ブレード10,11,12の前方には各々に前部案内51が設けられ、この前部案内51はワーク21の加工溝18,19,20と切れ刃4との位相決め、案内をする。
As shown in FIGS. 1 (a), (b), (c), and (d), the
第1の超硬合金ブレード10,11,12の後方には各々緩衝部材40,41,42が溝7,8,9に植設され、セットボルト43,44,45で固定されている。この緩衝部材については、前述したように組立式内面ブローチ工具の組付け時やブローチ加工時に緩衝部材と隣り合う超硬合金ブレードとの間に隙間が生じることがないような弾性を有するものとし、この性質を有するものとしては、合金鋼、アルミ合金、銅合金、樹脂がある。本発明の実施の形態では、これらの中で上記の性質を最もよく備えた合金鋼を緩衝部材40,41,42に用いた。
緩衝部材40,41,42の後方には各々第2の超硬合金ブレード30,31,32が植設され、セットボルト33,34,35により固定されている。この組立式内面ブローチ工具1を前つかみ部60方向に引き抜き、第1の超硬合金ブレード10,11,12の切れ刃4及び第2の超硬合金ブレード30,31,32の切れ刃5及び仕上げ用切れ刃6により図2に示すボールスプライン溝18,19,29をブローチ加工する。共に脆性材料からなる第1の超硬合金ブレード10,11,12と第2の超硬合金ブレード30,31,32との間に植設される前述の緩衝部材40,41,42は前述したように十分な強度と靭性を有する合金鋼としている。そのため、脆性材料同士が直接接触することはなくなるので、第1の超硬合金ブレード10,11,12と第2の超硬合金ブレード30,31,32との合わせ面近傍のブレードが割れたり、欠けたりすることはない。
Second cemented
なお、本発明の実施の形態では棒状のブローチ本体2の外周面円周上に長手方向に複数の溝7,8,9に第1の超硬合金ブレード10,11,12及び第2の超硬合金ブレード30,31,32を長手方向に各々植設したが、この溝数については3溝でなくてもよく、ワークの形状によって適宜選定できることはいうまでもない。
In the embodiment of the present invention, the first cemented
また、本発明の実施の形態では緩衝部材40,41,42は第1の超硬合金ブレード10,11,12と第2の超硬合金ブレード30,31,32との間に設けることとしたが、溝7,8,9の長手方向にブレードが3以上連続する場合には、その連続する超硬合金ブレードの間の各々に緩衝部材をもうけることはいうまでもない。
In the embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施の形態では円周3カ所のボールスプライン溝用ブローチの例を示したが、インボリュート歯形など、他の形状溝加工用ブローチにも同様に適用できることはいうまでもない。また、本発明の実施の形態では緩衝部材40,41,42が独立してセットボルトで固定される例を示したが、緩衝部材を超硬合金ブレード間に固定することが重要なのであり、緩衝部材の形、固定方法は本実施の形態により限定されるものではない。
In the embodiment of the present invention, an example of a ball spline groove broach having three circumferences is shown, but it goes without saying that the present invention can be similarly applied to other shape groove machining broaches such as an involute tooth profile. In the embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施の形態では緩衝部材40,41,42を合金鋼製としたが、これに限定されるものではない。即ち、緩衝部材40,41,42に用いられる材質としては、前述したように、ブローチ加工による断続的な衝撃力が加わったときに、それ自身が脆性破壊を起こさないような、十分な強度と靭性を有するものであればよく、例えばアルミ合金、銅合金、樹脂であってもよい。
In the embodiment of the present invention, the
かかる本発明の実施の形態で述べた図1(a),(b),(c),(d)に示す組立式内面ブローチ工具1を用いて図2に示すワーク21を切削速度60m/minで加工した。ワーク21は硬度を62HRCのものを使用した。結果、ワーク加工数が5000個を超えても第1の超硬合金ブレード10,11,12及び第2の超硬合金ブレード30,31,32が欠けたり、割れたりすることなくブローチ加工することが出来た。
Using the assembly-type inner surface broach tool 1 shown in FIGS. 1A, 1B, 1C, and 1D described in the embodiment of the present invention, the
1 組立式内面ブローチ工具
2 ブローチ本体
4、5 切れ刃
7、8、9 溝
10、11、12 第1の超硬合金ブレード
30、31、32 第2の超硬合金ブレード
40、41、42 緩衝部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Assembling type inner
Claims (2)
The assembly type inner surface broaching tool according to claim 1, wherein the buffer member is made of alloy steel.
Priority Applications (1)
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| JP2003435094A JP4442862B2 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Assembly type internal broach tool |
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| JP2003435094A JP4442862B2 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Assembly type internal broach tool |
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Family Applications (1)
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2003
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