(57)【要約】【課題】切屑が切刃の刃先に溶着したまま刃溝に残されるのを抑制して、次のワークの加工に速やかに移行することが可能なブローチを提供する。【解決手段】軸状のブローチ本体１の外周に複数の切刃６がブローチ本体１の長手方向に間隔をあけて切刃列をなすように形成されており、切刃６の刃先には、ブローチ本体１の先端側を向く切刃６のすくい面６ａとブローチ本体１の外周側を向く切刃６の逃げ面６ｂからそれぞれ後退する段差部８が形成されており、この段差部８とすくい面６ａとの交差稜線から段差部８と逃げ面６ｂとの交差稜線までの長手方向の後退量Ｘと、段差部８と逃げ面６ｂとの交差稜線から段差部８とすくい面６ａとの交差稜線までのブローチ本体１の内周側への後退量Ｙとが、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内とされている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状のブローチ本体の外周に複数の切刃が上記ブローチ本体の長手方向に間隔をあけて切刃列をなすように形成されており、上記切刃の刃先には、上記ブローチ本体の先端側を向く該切刃のすくい面と上記ブローチ本体の外周側を向く上記切刃の逃げ面からそれぞれ後退する段差部が形成されており、この段差部と上記すくい面との交差稜線から該段差部と上記逃げ面との交差稜線までの上記長手方向の後退量と、上記段差部と上記逃げ面との交差稜線から該段差部と上記すくい面との交差稜線までの上記ブローチ本体の内周側への後退量とが、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内とされていることを特徴とするブローチ。
【請求項２】
上記段差部は、上記切刃列を形成する複数の上記切刃のうち、上記ブローチ本体の先端側の粗加工用切刃部の切刃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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸状のブローチ本体の外周に複数の切刃がブローチ本体の長手方向に間隔をあけて切刃列をなすように形成され、ワークに形成された下穴に挿入されて上記切刃により下穴の内周に加工を施すブローチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなブローチとして、特許文献１には、切刃のすくい面あるいは刃溝の底部に切屑のカールを促進させる段状の切屑巻き込み部を形成したものが提案されている。また、特許文献２には、すくい面が歯溝底丸みに移行する部分にランド幅方向前方に突出した段部を設けたブローチが提案されている。
【０００３】
これら特許文献１、２のうち、特許文献１に記載のブローチにおける段状の切屑巻き込み部の大きさは、切刃先端からの高さが２ｍｍ〜３ｍｍ、すくい面からの突出量も２ｍｍ〜３ｍｍとされている。一方、特許文献２には、段部の大きさについての記載はないが、段部は上述のようにすくい面が歯溝底丸みに移行する部分に形成されるように、切刃の刃先からブローチ本体の内周側に大きく離れた位置に配置されている。
【０００４】
これら特許文献１、２に記載されたブローチにおいては、切刃によって生成された切屑を切屑巻き込み部に当ててカールさせ、あるいは渦巻き状に連続した切屑を段部に突き当てて折り曲げることにより分裂させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−６７０２０号公報
【特許文献２】実開平１−９９５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これら特許文献１、２に記載されたブローチでは、切屑を切屑巻き込み部によってカールさせたり、段部によって折り曲げて分裂させたりすることはできても、カールさせられた切屑や分裂させられた切屑のうち切刃の刃先側の部分が刃先に溶着して多くの切刃で刃溝に残されたままとなることがあった。
【０００７】
このため、次のワークに加工を施す前には、こうして刃先に溶着して刃溝に残された切屑を除去しなければならず、刃数の多いブローチでは多くの労力と時間を要する結果となる。また、このような切屑の溶着による残存は、特に切り込み量の大きいブローチ本体の先端側の粗加工用切刃で顕著となる。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたもので、切屑が切刃の刃先に溶着したまま刃溝に残されるのを抑制して、次のワークの加工に速やかに移行することが可能なブローチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸状のブローチ本体の外周に複数の切刃が上記ブローチ本体の長手方向に間隔をあけて切刃列をなすように形成されており、上記切刃の刃先には、上記ブローチ本体の先端側を向く該切刃のすくい面と上記ブローチ本体の外周側を向く上記切刃の逃げ面からそれぞれ後退する段差部が形成されており、この段差部と上記すくい面との交差稜線から該段差部と上記逃げ面との交差稜線までの上記長手方向の後退量と、上記段差部と上記逃げ面との交差稜線から該段差部と上記すくい面との交差稜線までの上記ブローチ本体の内周側への後退量とが、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成されたブローチでは、特許文献１、２に記載のブローチと同様に切刃の刃先に段差部が形成されているが、その大きさは、段差部と切刃のすくい面との交差稜線から段差部と切刃の逃げ面との交差稜線までのブローチ本体長手方向の後退量と、段差部と逃げ面との交差稜線から段差部とすくい面との交差稜線までのブローチ本体内周側への後退量とが、ともに０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内と、特許文献１、２に記載のブローチに対して極小さくされている。
【００１１】
このため、段差部とブローチ本体の外周側を向く逃げ面との交差稜線に形成される切刃の刃先によって生成された切屑は、特許文献１、２に記載のブローチのように段差部によってブローチ本体の長手方向に後退したすくい面に長く流れ出て擦過させられることがなく、すぐに上記逃げ面に対して後退した段差部のブローチ本体外周側を向く底面に突き当てられて分断させられ、刃先から離れてゆく。
【００１２】
すなわち、上記構成のブローチによれば、切屑離れを良好とすることができるので、切屑が刃先に溶着するのを抑えることができ、溶着した切屑がそのまま刃溝に残ってしまう切刃の数を少なくすることができる。また、特に切削油剤を供給しながらブローチ加工を行う湿式切削の場合には、上記段差部に切削油剤を保持しながらワークの加工を行うことができるので、切屑の溶着による刃溝への残存を一層確実に防止することができる。
【００１３】
なお、上述のように、このような切屑の溶着による残存は切り込み量の大きい粗加工用切刃部の切刃で著しくなるため、上記段差部は、上記切刃列を形成する複数の上記切刃のうち、上記ブローチ本体の先端側の粗加工用切刃部の切刃に形成されているのが望ましい。言い換えれば、ブローチ本体後端側の切り込み量が小さい仕上げ加工用切刃部の切刃には段差部が形成されていなくてもよく、すなわち粗加工用切刃部の切刃の刃先のみに段差部が形成されていてもよい。
【００１４】
ここで、このようなブローチの特に粗加工用切刃部の各切刃における切り込み量は一般的に０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍないしは０．０６ｍｍ程度であり、段差部の上記ブローチ本体長手方向の後退量と上記ブローチ本体内周側への後退量とのいずれか一方が０．２ｍｍよりも小さいと、切り込み量が大きいときの切屑が段差部内で詰まりを生じて溶着してしまうおそれがある。その一方で、これらの後退量のいずれか一方が０．４ｍｍよりも大きいと、切り込み量が小さいときの切屑が段差部のブローチ本体先端側を向く壁面を擦過してやはり溶着を生じるおそれがあり、いずれの場合も多くの切刃で刃溝への切屑の残存を招く結果となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、刃先への切屑の溶着により刃溝に切屑が残存してしまう切刃を少なくすることができて、このように残存した切屑を除去して次のワークの加工に移行するまでの時間や労力を軽減することができ、効率的なブローチ加工を促すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示す実施形態の粗加工用切刃部の切刃の側面図である。
【図３】図２に示す粗加工用切刃部の切刃の刃先部分の拡大側面図である。
【図４】図３に示す粗加工用切刃部の切刃によって切屑が生成、分断される状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１ないし図４は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においてブローチ本体１は、高速度工具鋼や粉末ハイス、あるいは超硬合金等の硬質材料により図１に示すように軸状に形成され、その長手方向先端側（図１ないし図４において左側）は、コッタ穴２ａが形成されてブローチ盤に把持されるシャンク部２とされるとともに、このシャンク部２から長手方向後端側（図１ないし図４において右側）に向けては順に、外形円柱状をなす先端側ガイド部３と、切刃部４と、同じく外形円柱状をなす後端側ガイド部５とが、当該ブローチ本体１の中心軸線Ｏと同軸となるように一体形成されている。
【００１８】
このうち、先端側ガイド部３と後端側ガイド部５とは、その外径が互いに略等しく、かつワークに形成された下穴に嵌挿可能な大きさとされている。また、切刃部４には、このワークの下穴に形成すべき溝形状に応じた歯形を有する多数の切刃６が周方向に間隔をあけて、かつ上記長手方向（中心軸線Ｏ方向）にも図２に示すように間に刃溝７を介してやはり間隔をあけて切刃列をなすように形成されている。
【００１９】
この切刃部４は、そのブローチ本体１の上記先端側の大部分が、その切刃６の外径が後端側に向かうに従い漸次増大させられた粗加工用切刃部４Ａとされる一方、これら粗加工用切刃部４Ａ部分よりも後端側の短い範囲の部分は、切刃６の外径が一定とされてワークの溝形状を仕上げる仕上げ加工用切刃部４Ｂとされている。なお、この仕上げ加工用切刃部４Ｂは、ブローチ本体１の後端部に着脱可能に取り付けられる円筒状のシェルの外周に形成されていてもよい。
【００２０】
切刃６は、図２および図３に示すように、ブローチ本体１の先端側を向いてブローチ本体１内周側に向かうに従いブローチ本体１後端側に向かうようにすくい角が与えられたすくい面６ａと、ブローチ本体１の外周側を向いてブローチ本体１後端側に向かうに従いブローチ本体１内周側に向かうように逃げ角が与えられた外周逃げ面６ｂと、ブローチ本体１の周方向を向く一対の側逃げ面６ｃとによって形成されている。
【００２１】
このうち、上記粗加工用切刃部４Ａの切刃６においては、すくい面６ａと外周逃げ面６ｂとの交差稜線部がワークを切削する刃先とされる。そして、本実施形態では、この粗加工用切刃部４Ａにおける切刃６の刃先に、該切刃６の上記すくい面６ａと上記外周逃げ面６ｂからそれぞれ後退する段差部８が形成されており、さらに図３に示すように、この段差部８とすくい面６ａとの交差稜線から段差部８と外周逃げ面６ｂとの交差稜線までの上記長手方向の後退量Ｘと、段差部８と外周逃げ面６ｂとの交差稜線から段差部８とすくい面６ａとの交差稜線までのブローチ本体１内周側への後退量Ｙとが、それぞれ０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内とされている。
【００２２】
ここで、図３に示すように本実施形態における段差部８は、ブローチ本体１先端側を向いてすくい面６ａと略平行に後端側に後退した壁面８ａと、ブローチ本体１外周側を向いて上記中心軸線Ｏと略平行に延びるように外周逃げ面６ｂから後退した底面８ｂとによって形成されており、上記後退量Ｘは底面８ｂとすくい面６ａとの交差稜線から壁面８ａと外周逃げ面６ｂとの交差稜線までの長手方向の後退量とされ、また上記後退量Ｙは壁面８ａと外周逃げ面６ｂとの交差稜線から底面６ｂとすくい面６ａとの交差稜線までの中心軸線Ｏに対する径方向内周側への後退量とされる。
【００２３】
本実施形態では、このような段差部８が、ブローチ本体１先端側の粗加工用切刃部４Ａのすべての切刃６の刃先に形成されている。一方、ブローチ本体１後端側の仕上げ加工用切刃部４Ｂの切刃６には、このような段差部８は形成されていない。
【００２４】
なお、このような段差部８を切刃６に形成するには、例えば刃溝７が丸溝の場合は、ブローチ本体１の外周に上述のように周方向に間隔をあけるとともに、長手方向にも刃溝７を介して間隔をあけて研削砥石によりすくい面６ａを研削して切刃６を形成した後に、このすくい面６ａと外周逃げ面６ｂとの交差稜線部である刃先に段差部８に応じた形状の研削砥石によって研削加工を施すようにすればよい。また、刃溝７が平溝の場合は、すくい面６ａを研削する研削砥石に、段差部８に応じた形状の研削部を形成しておいて同時に段差部８を研削するようにしてもよい。
【００２５】
粗加工用切刃部４Ａにおける切刃６の１刃当たりの切り込み量すなわち長手方向に隣接する切刃６同士の外径（半径）の差は、上述したように一般的に０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍないしは０．０６ｍｍ程度であるので、この切り込み量よりも大きい０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内の後退量Ｙの段差部８を形成した場合、実質的に段差部８の上記壁面８ａと外周逃げ面６ｂとの交差稜線が切刃６の刃先として作用することになり、図４（ａ）に示すように切屑Ｃはこの刃先によってワークＷから削り取られて段差部８内に流れ出ることになる。
【００２６】
ところが、この切屑Ｃが流れ出た先の後退量Ｙの位置には、すくい面６ａから０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内の後退量Ｘでブローチ本体１後端側に後退する段差部８の底面８ｂが配置されており、ワークＷから削り取られた切屑Ｃは、図４（ｂ）に示すように実質的な上記切刃６の刃先から直ぐにこの底面８ｂに突き当てられてカールさせられ、さらに図４（ｃ）に示すように分断されてこの刃先から速やかに離れてゆくことになる。
【００２７】
従って、切屑Ｃがすくい面６ａや段差部８の壁面８ａを長く擦過することが無く、実質的な上記切刃６の刃先からの切屑離れを良好として、この刃先に切屑Ｃが溶着してしまうのを抑えることができ、これによって刃溝７に溶着した切屑Ｃが残存する切刃６の数を大幅に削減することができる。また、ブローチ加工時にワークＷと切刃６との間に切削油剤を供給する湿式切削の場合には、供給された切削油剤を上記段差部８に保持しながら切屑Ｃを削り出すことができるので、切屑Ｃや上記刃先の効率的な冷却、潤滑を図ることができ、切屑Ｃの溶着を一層確実に防いで刃溝７への残存を抑制することができる。
【００２８】
このため、上記構成のブローチによれば、ブローチ加工後に次のワークのブローチ加工に移行するまでの間に刃溝７に残存した切屑Ｃを除去するための時間と労力とを軽減することができ、連続したブローチ加工を効率的に行うことが可能となる。さらに、切屑離れが良好になって切屑Ｃの溶着が抑えられることから、このような溶着に伴う切刃６の損傷も抑えることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、切刃６のうち切り込み量が比較的大きいブローチ本体１先端側の粗加工用切刃部４Ａの切刃６に段差部８が形成されており、このように切り込み量が大きいために切屑Ｃが溶着する切刃６の多い粗加工用切刃部４Ａにおいて、効果的に溶着による切屑Ｃの刃溝７への残存を低減することができる。その一方で、本実施形態では、切り込み量が小さいために溶着が生じ難いブローチ本体１後端側の仕上げ加工用切刃部４Ｂの切刃６には段差部８が形成されておらず、仕上げ加工用切刃部４Ｂに段差部８が形成されることによってブローチ加工の仕上げ精度が損なわれたり、必要以上の切刃６に段差部８を形成することによってブローチ製造コストが増加してしまったりするのを防ぐことができる。
【００３０】
さらに、段差部８の上記後退量Ｘ、Ｙがともに０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内であるので、上記構成のブローチによれば、特に粗加工用切刃部４Ａにおける切り込み量の範囲において、この切り込み量が大きい場合でも小さい場合でも確実に刃溝７に切屑Ｃが残存する切刃６を少なくすることができる。すなわち、これらの後退量Ｘ、Ｙのいずれか一方が０．２ｍｍよりも小さいと、切り込み量が大きいときの切屑Ｃが段差部８内で詰まって溶着を生じるおそれがあり、また逆に０．４ｍｍよりも大きいと、切り込み量が小さいときの切屑Ｃが段差部８の上記壁面８ａを長く擦過してやはり溶着を生じるおそれがあるが、後退量Ｘ、Ｙを０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内とすることにより、このような溶着を抑えて切屑Ｃが刃溝７に残存する切刃６を減少させることができる。
【実施例】
【００３１】
次に、この後退量Ｘ、Ｙについて、実施例とこれに対する比較例を挙げて本発明の効果について実証する。本実施例および比較例では、後退量Ｘ、Ｙがそれぞれ０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、および１．０ｍｍとなる段差部を粗加工用切刃の刃先に形成した合計３６種の試験用のブローチを製造した。このうち、後退量Ｘと後退量Ｙが０．２ｍｍと０．２ｍｍ、０．２ｍｍと０．４ｍｍ、０．４ｍｍと０．２ｍｍ、および０．４ｍｍと０．４ｍｍとされた合計４種のブローチが本発明に係る実施例であり、残りの３２種のブローチが比較例である。
【００３２】
そして、これら３６種のブローチによって同一の切削条件でワークにブローチ加工を施す加工試験を行い、切屑が刃溝に残存した切刃の数を計測した。この結果を表１に示す。なお、表１における丸印は刃溝に切屑が残存した切刃の数が総刃数の５％以下のものであり、三角印は総刃数の５％よりも多く１０％以下のものであり、バツ印は総刃数の１０％よりも多かったものである。
【００３３】
また、切刃の寸法、形状は、すくい角１８°、外周逃げ面の逃げ角２°、外周逃げ面の長手方向の長さ４ｍｍ、刃幅（切削幅）４ｍｍ、すくい面に連なる刃溝底の丸みの半径１．８ｍｍ、長手方向に隣接する切刃間のピッチ１１．５ｍｍ、長手方向に隣接する切刃の外径（ブローチ本体の中心軸線に対する半径）の差が０．０６ｍｍで後端側に向かうに従い漸次増大するようにされ、すなわち１刃当たりの切り込み量が０．０６ｍｍとなるようにした。さらに、一対の側逃げ面には、外周逃げ面側に幅０．３ｍｍの外周逃げ面と垂直な面が形成された後、この面に対して刃溝の底側に向かうに従い２°の逃げ角が与えられるように形成した。
【００３４】
なお、本実施例および比較例では試験のため、ブローチ本体に総刃数４０の切刃よりなる１列の切刃列のみを形成して加工試験を行った。また、加工条件は、ワークの材質がＳ４５Ｃ材、切削長さ（ワークの厚さ）４０ｍｍ、切削速度は５ｍ／ｍｉｎであり、不水溶性の切削油剤を用いた湿式切削であった。
【００３５】
【表１】
2014018889.tif 000003
【００３６】
この表１の結果より、後退量Ｘ、Ｙがともに０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内にある実施例のブローチでは、刃溝に切屑が残存した切刃は総刃数の５％以下であり、十分少なく抑えられていることが分かる。これに対して、後退量Ｘ、Ｙのいずれか一方または双方が０．２ｍｍよりも小さく、または０．４ｍｍよりも大きくされた比較例では、総刃数の５％よりも多くの切刃で刃溝に切屑が残存しており、これを除去するのに多くの時間と労力を要するのが分かる。
【００３７】
なお、これら比較例のうちでも、後退量Ｘが０．４ｍｍで後退量Ｙが０．６ｍｍと０．８ｍｍのもの、および後退量Ｘが０．６ｍｍで後退量Ｙが０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍのものでは、刃溝に切屑が残存した切刃が総刃数の５％よりは多いものの、１０％以下で比較的少ない割合であった。これは、本実施例および比較例では切り込み量が０．０６ｍｍと、粗加工でも比較的大きな切り込み量であったのに対して、後退量Ｘ、Ｙが大きくて段差部に比較的大きな容量を確保することができ、切屑の詰まりによる溶着が抑えられていたためと考えられる。ただし、後退量Ｘ、Ｙが大きくなりすぎると、切り込み量が上述のように比較的大きくても切屑が段差部の壁面を長く擦過して溶着を生じ、刃溝に切屑が残存した切刃の割合が１０％以上となってしまう。
【符号の説明】
【００３８】
１  ブローチ本体
４  切刃部
４Ａ  粗加工用切刃部
４Ｂ  仕上げ加工用切刃部
６  切刃
６ａ  すくい面
６ｂ  外周逃げ面
６ｃ  側逃げ面
７  刃溝
８  段差部
８ａ  段差部８の壁面
８ｂ  段差部８の底面
Ｘ  段差部８とすくい面６ａとの交差稜線から段差部８と外周逃げ面６ｂとの交差稜線までのブローチ本体１の長手方向の後退量
Ｙ  段差部８と外周逃げ面６ｂとの交差稜線から段差部８とすくい面６ａとの交差稜線までのブローチ本体１内周側への後退量Ｙ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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