(57)【要約】【課題】切削加工中に、被加工物の振動、回転や移動を抑制することができ、安定した状態で切削加工が行なえ、加工精度を向上させることができるブローチ加工工具を提供する。【解決手段】複数の切れ刃４，４…が工具送り方向３に沿って配列されたブローチ加工工具１は、切れ刃４の逃げ面５に、この切れ刃に加わる切削抵抗の背分力を支持する隆起部６，６…が形成されている。切れ刃４，４…の高さは、工具送り方向の後方側に向けて、漸次高くなっているとともに、切れ刃の各隆起部６，６…の高さは、工具送り方向の後方側に向けて、漸次高くなっている。隆起部６は、切れ刃で切削された切削面Ｗｂに間隙ｄ１を有して対向する。【選択図】図３
2010214574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の切れ刃が工具送り方向に沿って配列されたブローチ加工工具であって、
前記切れ刃の逃げ面に、該切れ刃に加わる切削抵抗の背分力を支持する隆起部が形成されていることを特徴とするブローチ加工工具。
【請求項２】
前記複数の隆起部のうち少なくとも前記工具送り方向前方側の隆起部は、前記切れ刃で切削された切削面に間隙を有するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブローチ加工工具。
【請求項３】
前記複数の隆起部のうち、少なくとも前記工具送り方向後方側の隆起部は、前記切れ刃で切削された切削面と接触するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブローチ加工工具。
【請求項４】
前記切れ刃は、前記工具送り方向と斜めに交差する斜刃であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のブローチ加工工具。
【請求項５】
複数の切れ刃が工具送り方向に沿って配列され、前記切れ刃の逃げ面に該切れ刃に加わる切削抵抗の背分力を支持する隆起部を形成したブローチ加工工具を用いた被加工物の加工方法であって、
前記被加工物を切削しながら、前記隆起部を切削抵抗の背分力を支持するように、前記被加工物の切削面に接触させることを特徴とするブローチ加工工具を用いた加工方法。
【請求項６】
前記被加工物の切削面に接触させたときに、前記複数の隆起部のうち少なくとも前記工具送り方向後方側の隆起部を、前記被加工物の切削面に押圧させて、該切削面を塑性加工することを特徴とする請求項５に記載のブローチ加工工具を用いた加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を複数の切れ刃で切削加工するブローチ加工工具に係り、特に、被加工物が振動せず安定して切削加工でき、被加工物の切削品質を高めることができるブローチ加工工具と、ブローチ加工工具を用いた加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のブローチ加工工具は、多数の切刃が一方向に沿って設けられている。これら多数の切刃の切刃高さは、送り方向工具送り方向前方から後方に向かって順次高くなるようにされているのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、複数の切れ刃を工具の送り方向に沿って配列したブローチとして、図１７，１８に示されるブローチ１０を挙げることができる。このブローチ１０は、工具本体１１の上面に工具送り方向１２に沿って配列された複数の切れ刃１３，１３…が形成されている。このブローチ１０では、切削加工中に切れ刃と被加工物とが接触する刃数が異なる。すなわち、図１８に示される例では、図１９に示されるように、横軸を時間（移動量）、縦軸を食い付き刃数（個）としたときに、被加工物を切削する食い付き刃数は１個と２個を繰り返す。図１９では、被加工物Ｗの幅が例えば７ｍｍで、切れ刃１３のピッチが例えば５ｍｍの場合を示している。
【０００４】
また、切れ刃数が、５枚で、最初の切れ刃が荒切削用、中間の刃が中切削用、最後の刃が仕上げ切削用として、切込み深さが順次浅くなるので、切削加工中の切削抵抗和は、横軸を時間（移動量）としたとき、図２０に示されるように階段状に変化し、その力に応じた被加工物の撓み量も変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記特許文献１に記載のブローチや、図１７，１８に示されるブローチ工具は、工具の移動方向に、ブローチの複数の切れ刃が配列されているため、切削加工中にブローチと被加工物との接触する刃数が変化する。すなわち、図１８に示されるような場合においては、被加工物がＷ２の位置にある場合は被加工物と接触する刃数は２つであり、Ｗ１の位置にある場合は被加工物と接触する刃数は１つである。このため、第１の問題点は、切削加工中に１つの切れ刃で押圧される場合に、Ｗ３に示すように被加工物が移動、あるいは振動してしまう点がある。この結果、従来のブローチでは切削加工が安定せず、切削加工後の品質に問題が発生する恐れがあった。
【０００７】
また、第２の問題点は、切れ刃に加わる被加工物からの圧力（接触荷重）が変化し、加工面の位置が変化してしまうことである。すなわち２つの切れ刃が接触している位置Ｗ２では、図２１（ａ）に示すように、２つの切れ刃によりＦ１とＦ２で押圧される。一方、１つの切れ刃が接触している位置Ｗ１では、図２１（ｂ）に示すように、最初の押圧力Ｆ１は被加工物を通過して次の切れ刃の押圧力Ｆ２のみで押圧される。この結果、位置Ｗ２では、加工面の位置はｈ２となり、１つの切れ刃が接触している加工面の位置ｈ１のほうがこれよりも高くなる。このようして、２つの切れ刃が接触している位置と、１つの切れ刃が接触している位置では、（ｈ１−ｈ２）の高さの差が発生し、１００分の１ｍｍ以下の切削代が要求される場合は、その加工精度が安定しないという問題点が発生する。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、切削加工が安定して行なえ、加工後の切削面の精度が安定するブローチ加工工具を提供することにある。また、切削加工後に、塑性加工を行なうことができ、加工面を円滑に仕上げることができるブローチ加工工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成すべく、本発明に係るブローチ加工工具は、複数の切れ刃が工具送り方向に沿って配列されたブローチ加工工具であって、前記切れ刃の逃げ面に、該切れ刃に加わる切削抵抗の背分力を支持する隆起部が形成されていることを特徴としている。この隆起部は、切削加工中に被加工物から作用する背分力（切削加工中に切削面に対して垂直方向に作用する成分の力）を支持する機能を有するものである。隆起部は、逃げ面の工具の送り方向に沿って隆起して形成されており、逃げ面に対して角部の無い湾曲凸面で構成されることが好ましい。
【００１０】
前記のごとく構成された本発明のブローチ加工工具は、切れ刃の工具送り方向後方の面、すなわち逃げ面に隆起部が形成されているため、この隆起部を有する切れ刃が被加工物を通過したとき、この切れ刃による切削面と隆起部とが接触する。これにより、被加工物の背分力を支持するため、被加工物の振動や移動を抑制することができると共に、背分力の変動を抑えることができる。このようにして、ブローチ加工工具によれば、安定した状態で切削加工できるため加工精度を高めることができる。
【００１１】
また、本発明に係るブローチ加工工具の好ましい具体的な態様としては、前記切れ刃の高さは、工具送り方向の後方側に向けて、順次高くなっていることにより、連続した切り込みが可能であり、前記切れ刃の各隆起部は、各切れ刃の刃先よりも、工具送り方向の後方側に向けて、漸次高くなっている（切削面に近づくように隆起している）ことが好ましい。ここで、切れ刃の高さとは、ブローチ加工工具の基準面（工具送り方向に形成された面）からの高さを云い、例えば、ブローチ加工工具の工具本体の表面からの突出高さで規定する。
【００１２】
このように構成されたブローチ加工工具では、切れ刃の高さは、工具送り方向の後方側に向けて漸次高くなっているため、複数の切れ刃で順次切削することができ、複数の切れ刃に付随して盛り上がる隆起部も工具送り方向の後方側に向けて、漸次高くなっているため、複数の切れ刃で安定した状態で切削することができ、切削加工の品質を高めることができる。
【００１３】
また、工具送り方向の後方側に向けて、各切刃の高さの増加量が、順次減少しており、工具送り方向の後方側に向けて、各隆起部の高さの増加量を、順次調整することが好ましい。これにより、前記工具送り方向前方側から後方側の切刃による切り込み量を減少させ、荒加工から仕上げ加工まで一連の加工を行うことができると共に、後方側で、隆起部を接触させ、切削面を塑性加工することができる。
【００１４】
さらに、本発明に係るブローチ加工工具の好ましい具体的な他の態様としては、前記複数の隆起部のうち少なくとも前記工具送り方向前方側の隆起部は、前記切れ刃で切削された切削面に間隙を有するように形成されている。本発明によれば、前記隆起部は、前記切れ刃で切削された切削面に間隙を有するように、対向して配置されることになる。そして、隆起部と切削面との間隙を調整（切れ刃の高さと隆起部の高さを調整）し、各切れ刃の刃先と隆起部との距離を調整することで、背分力の支持の度合を調整でき、切削面の隆起部の押圧力を調整できる。
【００１５】
他の好ましい態様としては、前記複数の隆起部のうち、少なくとも前記工具送り方向後方側の隆起部は、前記切れ刃で切削された切削面と接触するように形成されている。具体的には、前記切れ刃の各隆起部の高さは、最終的に被加工物の表面に接触する高さ以上である。このように構成されたブローチ加工工具では、複数の切れ刃で切削した切削面を隆起部で押圧して塑性加工する（塑性流動させる）ことができ、加工面を最終的に塑性加工で、滑らかな円滑面として加工することができる。すなわち、隆起部を積極的に用いて塑性加工を行なうことができる。
【００１６】
さらに好ましい他の態様としては、前記切れ刃は、工具送り方向と斜めに交差する斜刃である。前記隆起部は前記斜刃に沿って形成されることを特徴としている。このように構成されたブローチ加工工具によれば、刃幅の一端側で、切れ刃の先端が被加工物に接触している間に、刃幅の他端側においても、隆起部により背分力を支持することができる。このようにして、切削に伴う抵抗は切れ刃が送り方向に対して斜めに形成されているため、抵抗が徐々に上昇し、円滑な切削が行えると共に、隆起部の切削抵抗の背分力の支持も円滑に行え、被加工物の加工に伴う振動や移動を低減することができる。
【００１７】
本発明に係るブローチ加工工具を用いた加工方法は、複数の切れ刃が工具送り方向に沿って配列され、前記切れ刃の逃げ面に該切れ刃に加わる切削抵抗の背分力を支持する隆起部を形成したブローチ加工工具を用いた被加工物の加工方法であって、前記被加工物を切削しながら、前記隆起部を切削抵抗の背分力を支持するように、前記被加工物の切削面に接触させることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明に係るブローチ加工工具を用いた加工方法は、前記被加工物の切削面に接触させたときに、前記複数の隆起部のうち少なくとも前記工具送り方向後方側の隆起部を、前記被加工物の切削面に押圧させて、該切削面を塑性加工することがより好ましい。
【００１９】
このように構成されたブローチ加工工具を用いた加工方法では、切れ刃で被加工物を切削し、この切れ刃が被加工物を通過したとき、隆起部が被加工物に接触して切削抵抗の背分力を支持するため、被加工物の振動や移動を抑制して安定して被加工物を切削加工することができる。さらに、切れ刃の後方に形成した隆起部で、切れ刃で切削した切削面を塑性加工できるため、切削加工と同時にバニシング加工等の塑性加工を行うことができ、加工面を円滑にすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のブローチ加工工具は、切削加工中に、被加工物の振動や移動を抑制することができ、安定した状態で切削加工が行なえ、加工精度を向上させることができる。また、切削加工と同時に、塑性加工も行なうことができ、加工面の面精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るブローチ加工工具の一実施形態の一部を省略した状態の斜視図。
【図２】図１の切れ刃部分を詳細に示す拡大図。
【図３】図１，２で示す１つの切れ刃による切削状態を示す断面図。
【図４】１つの切れ刃による切削状態を示す模式図。
【図５】１つの切れ刃が被加工物を通過した状態を示す模式図。
【図６】複数の切れ刃を有するブローチ加工工具と被加工物との位置関係を示す正面図。
【図７】図６のブローチ加工工具と被加工物との位置関係の説明図。
【図８】（ａ）は、１つの切れ刃に加わる荷重（背分力）の変化を示す説明図であり、（ｂ）は、ブローチ加工工具に加わる荷重（背分力）の変化を示す説明図。
【図９】本実施形態に係る斜刃を切刃として有したブローチ加工工具で被加工物を切削するときの力と位置との関係を示す説明図。
【図１０】（ａ）は図９の１つの斜刃の力と位置との関係に基づく複数の切れ刃による合成力の説明図、（ｂ）は（ａ）に基づく作用効果の説明図、（ｃ）は１つの直刃の力と位置との関係に基づく複数の切れ刃による合成力の説明図、（ｄ）は（ｃ）に基づく作用効果の説明図。
【図１１】本発明に係るブローチ加工工具の重なり前負荷と重なり負荷との関係を示す負荷の相関図。
【図１２】本発明に係るブローチ加工工具の他の実施形態の切削状態を示す模式図。
【図１３】図１２のブローチ加工工具と被加工物との位置関係の説明図。
【図１４】本発明に係るブローチ加工工具で切削した被加工物の平面図と、正面図。
【図１５】複数の切れ刃の各切れ刃に応じた切り込み量の配分を行なうための刃数と予定負荷との関係を示す線図。
【図１６】図１５に基づいて設計した時間と切削抵抗の和との関係を示す線図。
【図１７】従来のブローチ加工工具を示す斜視図。
【図１８】図１７のブローチ加工工具で被加工物を切削加工するときの説明図。
【図１９】図１７のブローチ加工工具の時間と喰付刃数との関係を示す線図。
【図２０】図１７のブローチ加工工具の切削加工中の切削抵抗和を示す線図。
【図２１】図１７のブローチ加工工具と被加工物との位置関係の説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るブローチ加工工具の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るブローチ加工工具の一部を省略した状態の斜視図、図２は、図１の切れ刃部分を詳細に示す拡大図、図３は、図１，２で示す１つの切れ刃による切削状態を示す断面図、図４は、図３の切削状態における主分力と背分力を示す説明図、図５は、切れ刃が被加工物を通過した状態の説明図である。なお、背分力は、切削抵抗と略線形関係にある値であり、本明細書では、この背分力を切削抵抗として説明する。
【００２３】
図１〜３において、ブローチ加工工具の一例として、ブローチ１は工具鋼や高速度鋼、超鋼等の金属製の工具本体２の一面に、工具送り方向３に沿って複数の切れ刃４，４…が配列されている。この実施形態では、複数の切れ刃は工具送り方向３と直交する方向に形成された直刃である。切れ刃４，４…は基本的には鋸歯状に形成され、工具送り方向３に沿って後方側が漸次高く形成され、図２では切れ刃の刃先４ａの高さをＨ１とすると、工具送り方向３の後方側の切れ刃の刃先４ｂの高さはＨ１より高いＨ２に設定され、さらに後方側の切れ刃の刃先４ｃの高さはＨ２より高いＨ３というように順に高く形成されている。刃先の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３は、工具本体２の表面を基準面２ａとして、設定されている。
【００２４】
切れ刃４，４…は、最初の刃で荒切削を行ない、中間の刃で中切削を行ない、最後の刃で仕上げ切削を行なうように形成されている。それぞれの切れ刃の高さは０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の高さの違いに設定されている。すなわち、工具送り方向３の後方側に向けて、各切刃の高さの増加量が、順次減少しており、具体的には、１番目の切れ刃と２番目の切れ刃との刃先の差は大きく設定され、荒切削できるものであり、中切削用の切れ刃では刃先の差は小さく設定され、仕上げ切削用の切れ刃では刃先の差はさらに小さく設定されている。
【００２５】
切れ刃４，４…は本実施形態では、図３，４に示されるように、その逃げ面５に、この切れ刃に加わる切削抵抗の背分力を支持する隆起部６，６…が形成され、隆起部は切れ刃４で切削された切削面に近接するように盛り上がって形成されている。すなわち、このブローチ１で被加工物であるワークＷを切削加工するとき、ワークＷの切削面Ｗｂはワークの表面Ｗａより低く切削され、切り屑Ｗｃが形成され、切れ刃４の逃げ面５より隆起する隆起部６は切削面Ｗｂと間隙ｄ１を有して対向するように構成されている。
【００２６】
この間隙ｄ１は、適宜設定できるものであるが、本実施形態では、０ｍｍから０．１ｍｍの間に設定されている。そして、隆起部６の最下面と切れ刃の刃先との距離はｄ２（図４参照）に設定されている。隆起部６，６…は、ブローチ１の切れ刃４に沿って、この切れ刃と平行に形成されている。なお、隆起部の断面形状は、図示のように山形形状に限られるものでなく、例えば幅の狭い突条で形成してもよい。また、隆起部の断面形状は角部や突起のない湾曲面で形成され、切削面に傷をつけにくい形状が好ましい。
【００２７】
また、複数の隆起部６，６…のうち少なくとも工具送り方向３の前方側の隆起部６は、切れ刃で切削された切削面に間隙を有するように形成され、複数の隆起部６，６…のうち、少なくとも工具送り方向３の後方側の隆起部６は、切れ刃４で切削された切削面と接触するように形成されている。
【００２８】
隆起部６，６…はブローチ１でワークＷを切削するとき、ワークから切れ刃４に加わる切削抵抗の背分力を支持する機能を有している。すなわち、図４に示す切削加工状態において、ブローチ１の切れ刃４先端に切削抵抗Ｐが加わるとき、切削面Ｗｂの延長方向に主分力Ｆｃが加わり、切削面Ｗｂと直交する方向に切削抵抗に略等しい背分力Ｆｔが加わる。これにより、せん断面Ｗｄに沿って切り屑Ｗｃが形成され、切削面Ｗｂと間隙ｄ１を有して対向する隆起部６は、図５に示されるように、切れ刃４がワークＷを通過してワークから外れたときに切削面Ｗｂと接触して、この背分力を支持する。
【００２９】
換言すると、工具送り方向３の前方側（荒切削加工を行う前段）の隆起部６，６…は、ブローチ１のある１つの切れ刃４で被加工物を切削中に、この切れ刃が切削を終えて、刃先が被加工物を通過してワークＷから離れたときに、ワークＷの切削面Ｗｂとこの切れ刃４の隆起部６とが接触して背分力を支持するように構成されている。この結果、隆起部６は切削面Ｗｂを押圧し、隆起部６と被加工物の切削面Ｗｂとの間隙ｄ１を設定することで押圧力を調整することができる。
【００３０】
具体的には、前記の間隙ｄ１を小さくすることで、１つの切れ刃４の刃先がワークＷを通過したあと、隆起部６が切削面Ｗｂを押圧するときの背分力の段差を小さくして押圧力を小さくすることができ、切削加工中にワークＷが振動や回転することを防止できる。
【００３１】
また、工具送り方向３の後方側（仕上げ加工を行う後段）の隆起部６の間隙ｄ１を「０ｍｍ」またはそれ以下に(具体的には、刃先よりも隆起部の高さを高く）設定すると、切削面Ｗｂを切れ刃が通過したとき段差は全く生じないため、隆起部６がワークＷを押圧した状態を維持できる。これにより、隆起部６は背分力を支持して切削面Ｗｂを押圧し、切削面に塑性加工（バニシング加工）を施すことができる。
【００３２】
前記の如く構成された本実施形態のブローチ加工工具の切削動作について以下に説明する。図６に示すように、例えば、切れ刃４，４…のピッチＰが５ｍｍでワークＷの切削長さＬが７ｍｍの場合、ワークＷが実線位置のときは２つの切れ刃４，４がワークＷに接触して切削している。このときの状態は、図７（ａ）に示すように、２つの切れ刃４，４がワークＷをＦ１，Ｆ２で押圧してワークＷの高さはｈ２に設定される。
【００３３】
ブローチ１が工具送り方向３に沿って移動し、ワークＷに１つの切れ刃４が接触している図６の二点鎖線の位置では、従来では隆起部がないため、図７（ｂ）に示すように、１つの切れ刃４だけがワークＷをＦ２だけで押圧するため、ワークＷの加工面の位置は２つの切れ刃４，４が接触する高さｈ２より大きいｈ１となり、切れ刃４の切り込みは（ｈ１−ｈ２）分増加する。
【００３４】
しかしながら、本実施の形態では、切れ刃４，４…には隆起部６，６…が形成されているため、図５で詳細に示すように、切削面Ｗｂと隆起部６とが接触し、図７（ｃ）に示すように、１つの切れ刃の隆起部６がワークＷをＦ１ａで押圧し、次の切れ刃がＦ２で押圧するとともに、次の切れ刃の隆起部がＦ２ａで押圧するため、図７（ｂ）のワークＷの位置はｈ１より小さいｈａとなり、切り込みは（ｈ１−ｈａ）に抑制される。また、ワークＷは、１つの切れ刃４と２つの隆起部６，６で押圧されるため、切削加工中の振動や回転が防止される。
【００３５】
このように、本実施形態のブローチ１を用いて切削加工を実施すると、１つの切れ刃４の切削が終了してワークＷから離れると、この切れ刃４の隆起部６が切削面Ｗｂと接触してワークＷの振動や回転を抑制することができる。また、隆起部６が切削面Ｗｂを押圧することで、この切削面の表面を滑らかに仕上げることができる。そして、隆起部６と切削面Ｗｂとの間隙ｄ１を調整することで、切削面を押圧する押圧力を調整できるため、仕上げ面の表面粗度を改善することができる。
【００３６】
すなわち、本実施形態のブローチ１では、図３，４に示す間隙ｄ１を小さくし、切削面Ｗｂを押し付ける力（Ｆ１ａ＋Ｆ２ａ）を必要最小限にして、４個の力の和（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ１ａ＋Ｆ２ａ）の力の変動を小さくしている。図７（ｃ）のＦ１ａ＝０とすると、Ｆ１：Ｆ１ａの比は１：０となり、図８（ａ）に示すα１の荷重の変化をする。このα１の荷重変化が、先行技術の切削抵抗和を示す図２０の荷重変化に相当する。Ｆ１≒Ｆ１ａとすると、図８（ｂ）のα２に示すように大きい荷重のまま推移し、隆起部６がワークから急激に離すと、急激に荷重も変化する。Ｆ１／２≒Ｆ１ａと変化を調整すると、図８のα３に示すように中間の変化をする。すなわち、階段状の離し方で、ブローチ１に加わる荷重の変化も階段状になり、階段状の角を取った穏やかな変化も設定できる。α３の階段状部となる水平距離ｄ２は、図４に示される隆起部６と切れ刃の刃先との間の距離に対応する。本実施形態の特徴点は、切削加工中に切れ刃に加わる荷重（切削抵抗に略等しい背分力）の変化を階段状とし、図８（ｂ）に示すように荷重変化を穏やかに行なうことである。
【００３７】
本実施形態のブローチ１で切削加工を実施するときのブローチ加工固有の合成力について、図９，１０を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る斜刃を切刃として有したブローチ加工工具で被加工物を切削するときの力と位置との関係を示す説明図である。また、図１０は、（ａ）は図９の１つの斜刃の力と位置との関係に基づく複数の切れ刃による合成力の説明図、（ｂ）は（ａ）に基づく作用効果の説明図、（ｃ）は１つの直刃の力と位置との関係に基づく複数の切れ刃による合成力の説明図、（ｄ）は（ｃ）に基づく作用効果の説明図である。
【００３８】
図９に示すように、工具送り方向３と斜めに交差する１枚の斜めの切れ刃（斜刃）４Ａを有し、切れ刃の後方に隆起部６Ａを有するブローチ１ＡでワークＷを切削加工する場合、ワークがｗ１の位置に達すると切削が開始され、工具の送りに伴って切削抵抗が増加し、切削抵抗力力（Ｆ）が傾斜して増加する。ワークの位置がｗ２からｗ３の間は斜めの切れ刃４の全幅で切削されるため、切削抵抗力（Ｆ）が一定となる。そして、ワークの位置がｗ３を超えると切れ刃の一部はワークから離れるため、切削抵抗が徐々に減少し、ｗ４の位置で切削抵抗はゼロとなるため、切削抵抗力力（Ｆ）は傾斜状態に減少してｗ４でゼロとなる。
【００３９】
図１０では切れ刃が複数のときを示している。図１０（ａ）ではピッチｐで４枚の斜刃の場合を示しており、Ｎ，Ｎ＋１，Ｎ＋２，Ｎ＋３で切り込み量が徐々に減少し、最初の切れ刃（Ｎ）で荒加工をし、中間の切れ刃（Ｎ＋１）で中加工をし、３番目、４番目の切れ刃（Ｎ＋２）、（Ｎ＋３）で仕上げ切削する例を示している。この例では、図１０（ｂ）に示されるように、切削力が減少する途中で、切れ刃４Ａの逃げ部に形成した隆起部６Ａが位置ｗ３とｗ４の間の位置で間隙ｄ１だけ下降して切削面に接触して接触抵抗の持続する距離を工具送り方向にＬ１からＬ２に延長することができ、切削抵抗の減少速度を抑制することができ、安定した切削加工が可能となる。
【００４０】
図１０（ｃ）では、ピッチｐで工具送り方向と直交する４枚の切れ刃（直刃）で切削加工する場合を示している。この例では、切れ刃は直刃であるため、接触抵抗は傾斜して増加せずに、切れ刃とワークが接触する位置で一定となり、切れ刃がワークを通過するまで一定となる。この直刃の場合も、４枚の切れ刃の切り込み量は、徐々に減少するように刃先の高さが設定されている。この例では、直線状の切れ刃がワークから離れたとき、切れ刃の逃げ部に形成した隆起部が位置ｗ３とｗ４の間の位置で間隙ｄ１だけ下降して切れ刃の切削面と接触し、接触抵抗の持続する距離を工具送り方向にＬ１からＬ２に延長することができるため、切削抵抗の減少速度を抑制することができ、安定した切削加工が可能となる。
【００４１】
つぎに、ブローチ１の複数の切れ刃に加わる重なり前負荷と、重なり負荷との関係について図１１を参照して説明する。例えば、図１０（ｃ）に示される複数の直刃を有するブローチ１で、Ｎ番目の切れ刃の切削抵抗ｆ１と、Ｎ＋１番目の切れ刃の切削抵抗ｆ２とを、実際のテストピースを切削した時に読み取り、ｆ１を重なり前負荷とし、ｆ１＋ｆ２を重なり負荷として、刃数が２５個の場合を図１１に示している。
【００４２】
隣接する切り刃の切り込み量が略同じで、切れ刃の切れ味が同じ場合には、理論上は図１１のＦｙ＝２・Ｆｘとなるはずであるが、計測データはＦｙ＝２・Ｆｘに沿う緩やかに湾曲した曲線状になることが判明した。このような結果から、切れ刃４，４…の逃げ部に隆起部６，６…を設定し、テストピースの加工中に振動や移動が発生せずに、安定して切削できる。ここで、このような分布を結ぶ線が滑らかになるように、隆起部の高さ、刃先から隆起部までの距離を設計すれば、安定したブローチ加工が可能となる。
【００４３】
本発明の他の実施形態を図１２に基づき詳細に説明する。図１２は本発明に係るブローチ加工工具の他の実施形態の切削状態を示す模式図である。なお、この実施形態は前記した実施形態に対し、切れ刃の送り方向後方に盛り上がる隆起部の高さが異なることを特徴とする。具体的には、隆起部と切削面との間隙がマイナスになっており、切れ刃の高さより隆起部の盛り上がりが高くなっていることを特徴とする。そして、他の実質的に同等の構成については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４４】
この実施形態のブローチ１Ｂは、前記の実施形態のブローチ１と同様に複数の切れ刃４Ｂ，４Ｂ…が工具送り方向３に沿って配列されており、切れ刃４Ｂの逃げ面５には、この切れ刃で切削された切削面Ｗｂに向けて盛り上がる隆起部６Ｂが形成されている。この隆起部６Ｂの高さは切削面Ｗｂよりも高く、すなわち、切れ刃４Ａの刃先より突出して形成されており、前記実施形態の隆起部６と切削面Ｗｂとの間隙ｄ１はマイナスとなっている。隆起部６Ｂは切れ刃と平行状態に形成されており、突出面は角部の無い湾曲面で形成されている。
【００４５】
この実施形態の切れ刃４Ｂでは、複数の切れ刃の送り方向後方の隆起部６Ｂが切れ刃の刃先より高いため、切れ刃による切削面Ｗｂを隆起部６Ｂが押圧して塑性加工を行ない、実質的にバニシング加工を行なうことができるものである。この結果、切削面Ｗｂは塑性加工により潰され、切削面Ｗｂより低い塑性加工面Ｗｅが形成され、加工表面が滑らかに仕上げられ、円滑な加工面を得ることができる。そして、次の切れ刃でさらに切削し、さらに塑性加工を行なうことができる。
【００４６】
このように、本実施形態のブローチ１Ｂでは、図１３（ｃ）に示されるように、第１の切れ刃の押圧力Ｆ１が解放されると、第１の切れ刃の隆起部６Ｂの押圧力Ｆ１ｂが作用して塑性加工を行ない、ワークＷの位置はｈ２より低いｈｂの高さに設定される。ブローチ１Ｂの移動に伴って、第２の切れ刃の押圧力Ｆ２が作用すると共に、第２の切れ刃の隆起部６Ｂの押圧力Ｆ２ｂが作用して塑性加工を行ないブローチ１Ｂの背分力を支持するため、工具の送りに伴うワークＷの振動や回転が抑制される。また、ブローチ１Ｂの切り込みの変化を小さくすることができ、仕上げ面の面精度を高めることができる。なお、図１３（ａ）及び（ｂ）は、従来のものであり、図７（ａ）及び（ｂ）に相当し、従来と対比のために示している。
【００４７】
このように構成されたブローチ１，１Ａ，１Ｂを使用すると、例えば、電気回路を内蔵するモジュールの接続端子Ｔの加工を精度良く行うことができる。具体的には、図１４に示すような銅線の端子の端末加工を行なう際、端子素材の両端をプランプすることなく、端子の端末は一方の面が、切削面である傾斜面Ｔａとなっており、この傾斜面の両角部に３０°程度のコーナー加工Ｔｂ，Ｔｂが施され、傾斜面Ｔａは上面と０．２ｍｍ程度の段差Ｔｃが形成された接続端子を精度良く加工することができる。
【００４８】
例えば、図１４に示す接続端子Ｔの加工を従来の塑性加工で実施すると、形状が最適でなく、伸びと割れが発生し、銅線の表面処理した表皮膜が残り、裏皮膜はがれが発生した。また、フライス盤で切削加工を実施した場合、バリ取りが必要で工数が多くなり、面粗度の改善が必要であるとともに、寸法精度も改善が必要であった。これに対し、本発明のブローチ加工工具１、１Ａ又は１Ｂを用いて接続端子Ｔの端末加工を実施すると、切れ刃４，４Ａ，４Ｂで切削した切削面を隆起部６，６Ａ，６Ｂで押圧するため、被加工物である接続端子Ｔをクランプすることなく（クランプレスでも）振動や回転が抑制されるとともに、適度な塑性加工が施され、寸法精度、傾斜面の表面粗度等、要求される範囲内に収めることができる。
【００４９】
また、本実施形態に係るブローチで切削加工できる形状は図１４の形状に限られるものでなく、適宜の形状でも最適な切削加工を行なうことができる。このブローチ１で端子等の被加工物Ｗを切削加工するとき、ブローチ１，１Ａ，１Ｂの１つの切れ刃４，４Ａ，４Ｂが被加工物Ｗを通過すると、この切れ刃の工具送り方向の後方側の逃げ面に隆起部６，６Ａ，６Ｂが形成され、この隆起部が被加工物Ｗを押圧してクランプするため、本実施形態のブローチ加工工具はクランプレスでも端子等の被加工物を切削できる特徴を有している。
【００５０】
本実施形態に係るブローチ加工工具は、工具送り方向に沿って配列された複数の切れ刃の切り込み量を所定の数式に基づいて配分することが好ましい。例えば、図１５は横軸をブローチの段Ｎｏ．（刃数）とし、縦軸を各切れ刃の切削抵抗としたときに、以下に示す数式に基づいた切削抵抗の予定負荷を示している。
【００５１】
すなわち、複数の切れ刃の各切れ刃に応じた切り込み量の配分を行なうため、以下に示す（１）式の比切削抵抗ＫＫを調べて、治具、工具の破損分析から検討をはじめて工具諸元に応じたＫＫの高精度化をＦＫＫ（ｔ，ｔａ，α）で行ない、（２）式を完成して、最初の切れ刃の隆起部の高さをワーク固定ができる必要最低限に設定し、最終の切れ刃では隆起部の間隙ｄ１を充分大きくして、加工面の潰し加工（バニシング加工）を行なうように設定する。ここで、ＦＫＫは、二次元切削理論に応じた演算式であり、ＫＫａ×Ｆａｎ１（ｔ，ｔａ，α）に相当する。
【００５２】
Ｆ１≒ＫＫ×Ａ≒７７０×ｂ×ｔ  …（１）
Ｆ１＝ＫＫａ×Ｆａｎ１（ｔ，ｔａ，α）×Ａ
≒ＫＫａ×Ｆａｎ２（α）×ｂ１×ｔ０．６〜０．９  …（２）
【００５３】
以上の式で、比切削抵抗：ＫＫ（Ｎ／ｍｍ２）、切り込み：ｔ（ｍｍ）、切り屑厚さ：ｔａ（ｍｍ）、切削幅：ｂ（ｍｍ）、切削断面積：Ａ（ｍｍ２）、定数：ＫＫａ（Ｎ／ｍｍ２）、工具すくい角：α（ｄｅｇ）であり、関数Ｆａｎ１を含む実用式を作成する。そして、関数Ｆａｎ２を実験的に回帰式でまとめる。
【００５４】
（２）式による複数の切れ刃の切り込み量の配分は、Ｆａｎ１、Ｆａｎ２が完成することが条件であるが、以下に関数Ｆａｎ２を５次式で回帰した結果の一例を以下に示す。
【００５５】
ｙ＝０．００２９ｘ５−０．０２０７４ｘ４＋５．４６５７ｘ３−６７ｘ２＋３６１．０２ｘ−２７３．１３（Ｒ２＝０．９９８７）  …（３）
【００５６】
図１６は、前記（３）の数式に示す５次式で求めた図１５の結果を狙った設計を行ない、同時加工刃数が１枚と２枚に変わる被加工物の加工幅が、例えば６．３ｍｍで、刃数ピッチが５ｍｍの図７（ｃ）に示す４個の力の和を示している。図１６では、図７（ｃ）のＦ１と、Ｆ１ａの力の作用点も１．４ｍｍから２．９ｍｍと変化させた設計を刃先と隆起部で調整したものである。このように、複数の切れ刃の切り込み量を配分すると、複数の切れ刃で切削し、複数の切れ刃の後方の隆起部で被加工物をクランプして、安定した状態で切削加工を実施でき、加工面の精度を向上させることができる。図１６に示されるように、切削抵抗の和が時間とともに減少し、切削抵抗の和の振幅が小さくなって収束することから、振動の抑制された加工状態となっていることが分かる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行なうことができるものである。例えば、ブローチ加工工具の切れ刃として、工具の送り方向と直交する直線状の直刃の例を示したが、所定の角度で交差する斜刃でもよいことは勿論である。
【００５８】
また、ブローチの切れ刃は、被加工物に最終形状を形成するための所定の形状の切れ刃を形成したものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の活用例として、ブローチ加工工具を用いて特殊形状を有する切れ刃による切削加工ができ、切削面は平面に限られるものでなく、孔の内面等の湾曲面を切削する用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ，１Ｂ：ブローチ（ブローチ加工工具）、２：工具本体、３：工具送り方向、４，４Ａ，４Ｂ：切れ刃、４ａ，４ｂ，４ｃ：刃先、５：逃げ面、６，６Ａ，６Ｂ：隆起部、Ｆ：切削抵抗、Ｆｃ：主分力、Ｆｔ：背分力、ｄ１：隆起部と被加工物との間隙、Ｗ：ワーク（被加工物）、Ｗａ：ワーク表面、Ｗｂ：切削面、Ｗｃ：切り屑、Ｗｄ：せん断面、Ｗｅ：塑性加工面（バニシング面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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