(57)【要約】【課題】高硬度被研削材用のブローチ工具におけるインボリュート歯形の修正の容易化を図る。【解決手段】ＨＲＣ硬度４５〜６５の高硬度被研削材に対応するために超硬合金の切刃を有し、切刃のインボリュート歯面に沿って逃げ角を施し、インボリュート歯面に沿って切込みを行う仕上げ加工用のブローチ工具において、切刃７のすくい面９とブローチ軸心に垂直な面とのなす角θを研削により変更してインボリュート歯形を修正する。すくい面９の角度をよりプラス側（起立姿勢）とすると切刃７の刃元がより痩せ、逆にすくい面９の角度をよりマイナス側とすれば、切刃７の刃先がより痩せることになって、インボリュート歯面の精密且つ広範囲の修正が可能である。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力角が１５°〜４５°のインボリュート歯面に仕上げ削りしろを残した形状にブローチ加工し、熱処理によってＨＲＣ硬度４５〜６５相当とした高硬度被切削材を完成品寸法に仕上げ加工するブローチ工具であって、超硬合金の切刃を有し、切刃のインボリュート歯面に沿って逃げ角が施され、インボリュート歯面に沿って切込みを行うブローチ工具において、
前記ブローチ工具の切刃のすくい面とブローチ軸心に垂直な面とのなす角θを−３５°≦θ≦−５°の範囲で調整することによりインボリュート歯形を修正することを特徴とするブローチ工具の歯形修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加工物を所定の形状に切削加工するブローチ工具の歯形修正方法に関するものであり、特に、ＨＲＣ硬度４５〜６５相当の焼入材の仕上げ加工をするブローチ工具の歯形修正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高硬度ワーク加工用のブローチ工具の例としては、ねじれを有する形状の切刃に硬質被膜のコーティングを施し、切刃部の工具材質に粉末高速度工具鋼、または超微粒子超硬合金を用いてＨＲＣ硬度３５〜５５程度のワークの加工に適合させたブローチ工具が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
また、超硬合金で形成した仕上げ刃のすくい面と切れ刃と逃げ面とを硬質被膜でコーティングし、仕上げ刃のすくい角を−１０°〜−３０°とするか、或いは、超硬合金仕上げ刃の切れ刃と逃げ面とを硬質被膜でコーティングし、仕上げ刃のすくい角を＋１５°〜−１０°とすることによりＨＲＣ硬度４５〜６５程度のワークの加工に適合させたブローチ工具も知られている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１９５２２８号公報
【特許文献２】特開２００１−２３９４２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高硬度ワーク加工用として提案されているブローチ工具は、切刃に超硬合金を用いて高硬度の材料に対応しているが、この種のブローチ工具の歯形加工はダイヤモンド砥石で仕上げなければならず、ダイヤモンド砥石は整形が困難であるので、インボリュート歯形の微妙な修正が必要になった場合の対応が難しく、生産性が悪いと言う問題がある。
【０００６】
そこで、高硬度被切削材を完成品寸法に仕上げ加工するためのブローチ工具のインボリュート歯形を容易に修正できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、圧力角が１５°〜４５°のインボリュート歯面に仕上げ削りしろを残した形状にブローチ加工し、熱処理によってＨＲＣ硬度４５〜６５相当とした高硬度被切削材を完成品寸法に仕上げ加工するブローチ工具であって、超硬合金の切刃を有し、切刃のインボリュート歯面に沿って逃げ角が施され、インボリュート歯面に沿って切込みを行うブローチ工具において、前記ブローチ工具の切刃のすくい面とブローチ軸心に垂直な面とのなす角θを−３５°≦θ≦−５°の範囲で調整することによりインボリュート歯形を修正するブローチ工具の歯形修正方法を提供するものである。
【０００８】
即ち、一般的用途に多く用いられる圧力角が１５°〜４５°のインボリュート歯面の仕上げ加工を行う上記ブローチ工具においては、切刃のインボリュート歯面に逃げ角が設けられていることにより、切刃のすくい面の角度が元の角度よりもマイナス側になるように修正すれば、切刃の刃先がより痩せることになる。逆に、すくい角をよりプラス側に修正すれば切刃の歯元部がより痩せることになり、切刃のすくい面の角度を調整することによりインボリュート歯形を修正できる。すくい角θの調整範囲を−３５°≦θ≦−５°とすることにより、切刃の切れ味を損なわず、且つ刃先のチッピングを起こすこともなく、広範囲のインボリュート歯形修正が可能である。
【０００９】
【実施例】
本発明の実施の一形態を図に従って説明する。図１はブローチ工具１を示し、中央の切刃部２の前後に案内部３，  ４が設けられており、前後両端にグリップ部５，  ６が形成されている。図２に示すように、切刃部２には多数の切刃７が周方向と軸方向に整列配置されている。切刃部２は超硬合金を素材として形成され、各切刃７の左右両側面であるインボリュート歯面８の全面に渡って硬質皮膜のコーティングを施していて、インボリュート歯面８と前面であるすくい面９とのエッジにて被加工物の切削を行う。
【００１０】
図３に示すように前記切刃７のインボリュート歯面８と天面１０には逃げ角が与えられており、インボリュート歯面８の逃げ角は切刃全体に亘って２．０°とし、前端のすくい面９から後端にかけて幅及び高さが減少する形状としている。また、本発明においてはブローチ軸心に垂直な面に対するすくい面の角度θを−３５°≦θ≦−５°の範囲で調整することによりインボリュート歯形を修正するので、当初のすくい面の角度θは−３５°〜−５°の範囲内とし、この範囲の限界近傍よりは中間に近い角度に設定しておくことが望ましい。
【００１１】
図４（ａ）は仕上げ前の被加工物１１の歯形を示し、圧力角が１５°〜４５°のインボリュート歯面に仕上げ削り代Ｅを残した形状にブローチ加工し、熱処理によってＨＲＣ硬度４５〜６５相当の高硬度とする。この被加工物１１を図１乃至図３に示したブローチ工具１により、図４（ｂ）に示すように一回の切削幅Ｗで数段階の歯面切削を行い、最終的に図４（ｃ）に示す仕上がり形状とするが、ブローチ工具１の歯形研削時の加工誤差や被加工物１１のスプリングバック誤差などにより、目標とするインボリュート歯面と実際に形成されたインボリュート歯面の寸法に１０〜２０μｍ程度の誤差がしばしば生じる。
【００１２】
図５は、被加工物１１に形成されたインボリュート歯面１２の歯元部が、目標インボリュート歯面１３よりも幅広に切削された例を示し、このような場合はブローチ工具１の切刃７の歯元部をやや細く修正する必要がある。この場合は、図６（ａ）に示すように切刃７のすくい面９を当初の角度θからより起立した角度θ１に再研削することにより、図６（ｂ）に示すように当初の形状よりも切刃７の歯元部がやや細くなって目的形状に一致させることができる。
【００１３】
また、上記とは逆に切刃７の刃先が目標形状よりも幅広である場合も有り得る。この場合は、図７（ａ）に示すように、切刃７のすくい面９を当初の角度θより大なる角度θ２に再研削することにより、図７（ｂ）に示すように当初の形状よりも切刃７の刃先部がやや細くなる。
【００１４】
即ち、すくい面９の角度がよりプラス側（起立姿勢）になるようにすくい面９を研削することにより、切刃７の刃元がより痩せることになり、すくい面９の角度をよりマイナス側とすれば、切刃７の刃先がより痩せることになって、インボリュート歯面の微妙な修正が可能である。
【００１５】
ここで、すくい角の許容範囲が広いほど歯形修正可能範囲も広がることになるが、すくい角の程度によっては切刃の切れ味が損なわれたり、刃先のチッピングが生じたりすることになる。そこで、これらの問題が生じない適正な角度範囲を求める必要がある。
【００１６】
而して、この適正な角度範囲を求めるために、粗仕上げブローチ工具により被加工物に仕上げ代を０．２ｍｍ残した状態に前加工した後に、浸炭焼き入れを施してＨＲＣ硬度６０とした被加工物に対し、前記ブローチ工具１のすくい角θを様々に変更して仕上げ加工する実験を行った。その結果、すくい角θが−３５°以下の場合は、切削は可能であるが、穴を拡大する方向の分力が大きくなって、被加工物の弾性変形により加工精度に悪影響を及ぼすので好ましくないことが判明した。また、すくい角θが−５°以上に起立した角度の場合は、刃先の衝撃荷重を減らす効果が十分ではなく、刃先のチッピングが生じる確率が高くなる結果となった。そして、すくい角θが−３５°≦θ≦−５°の範囲においては、加工精度への悪影響がみられず、また、刃先にチッピングを生じることがなく、且つ、問題なく加工することができることを確認した。
【００１７】
【発明の効果】
この発明は、インボリュート歯面に沿って逃げ角が施されていて、切刃のインボリュート歯面に沿って切込みを行うブローチ工具において、切刃のすくい面とブローチ軸心に垂直な面とのなす角θを−３５°≦θ≦−５°の範囲で調整することによりインボリュート歯形を修正するようにしたので、インボリュート歯形の精密且つ広範囲の修正が可能であり、チッピングを生じる虞も少なく、ＨＲＣ硬度４５〜６５の高硬度被研削材のインボリュート歯面を仕上げるブローチ工具において、修正の容易化及び精度の向上と長寿命化という効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブローチ工具の側面図。
【図２】ブローチ工具の切刃部の斜視図。
【図３】ブローチ工具の切刃を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は被加工物のインボリュート歯形の仕上げ工程を表す解説図である。
【図５】被加工物のインボリュート歯形の加工誤差を示す解説図。
【図６】切刃のインボリュート歯形修正後の形状を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】切刃のインボリュート歯形修正後の形状を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１            ブローチ工具
２            切刃部
７            切刃
８            インボリュート歯面
９            すくい面
１１            被加工物
１２            インボリュート歯面（１１）
１３            目標インボリュート歯面（１１）
【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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