(57)【要約】【課題】  加工精度の向上が得られるブローチ加工装置を提供する。【解決手段】  加工装置本体２１に切削加工方向Ｆに沿って移動可能に支持されたラム３１と、該ラム３１に設けられてブローチ１の前摘み部３をクランプすると共に前テーパ部４に圧接嵌合するテーパ孔４４ａを備えたプルヘッド４１と、ラム３１に設けられてブローチ１の後摘み部９を係止すると共に後テーパ部８に圧接嵌合するテーパ孔５７ａを備えたリトリュービングヘッド５１とを有し、リトリュービングヘッド５１のテーパ孔５７ａをブローチ１の後テーパ部８に圧接嵌合すると共にプルヘッド４１のテーパ孔４４ａにブローチ１の前テーパ部４を圧接嵌合し、この圧接嵌合を維持した状態でラム３１を切削加工方向Ｆに移動させてブローチ１によりワークＷの孔Ｗａを切削加工する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブローチをワークに穿設された孔に進入させ、かつ該ブローチを切削加工方向に引き抜いて上記ワークの孔に切削加工を施すブローチ加工装置において、
上記ブローチに、切削加工方向端部に設けられた前摘み部に連続して前圧接部、外周に複数の切削刃部が配列された円柱状のブローチガイド部、後圧接部、後摘み部が設けられ、
加工装置本体と、
該加工装置本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持されたラムと、
該ラムに設けられて上記ブローチの前摘み部をクランプすると共に前圧接部に圧接嵌合する前押圧部を備えたプルヘッドと、
上記ラムに設けられて上記ブローチの後摘み部を係止すると共に上記後圧接部に圧接嵌合する後押圧部を備えたリトリュービングヘッドとを有し、
上記リトリュービングヘッドの後押圧部をブローチの後圧接部に圧接嵌合してリトリュービングヘッドとブローチの同芯性を確保すると共に上記プルヘッドの前押圧部に上記ブローチの前圧接部を圧接嵌合してプルヘッドとブローチの同芯性を確保し、該圧接嵌合を維持した状態でラムを切削加工方向に移動させてブローチによりワークの孔を切削加工することを特徴とするブローチ加工装置。
【請求項２】
ブローチをワークに穿設された孔に進入させ、かつ該ブローチを切削加工方向に引き抜いて上記ワークの孔に切削加工を施すブローチ加工装置において、
上記ブローチに、切削加工方向端部に設けられた前摘み部に連続して前圧接部、外周に複数の切削刃部が配列された円柱状のブローチガイド部、後圧接部、後摘み部が設けられ、
加工装置本体と、
該加工装置本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持されたラム本体及び該ラム本体と一体に形成されたプルヘッド支持部を備えたラムと、
上記ラム本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持された摺動台と、
プルヘッド支持部に設けられて上記ブローチの前摘み部をクランプすると共に上記前圧接部に圧接嵌合する前押圧部を備えたプルヘッドと、
上記摺動台に設けられて上記ブローチの後摘み部を係止すると共に上記後圧接部に圧接嵌合する後押圧部を備えたリトリュービングヘッドと、
上記加工装置本体に設けられて上記ラムを上記切削加工方向に沿って往復移動するラム駆動用アクチュエータと、
上記ラムに設けられて上記摺動台を上記切削加工方向に沿って往復移動する摺動台用アクチュエータとを有し、
上記摺動台用アクチュエータにより摺動台を切削加工方向に移動させて上記リトリュービングヘッドの後押圧部をブローチの後圧接部に圧接嵌合してリトリュービングヘッドとブローチの同芯性を確保すると共に上記プルヘッドの前押圧部に上記ブローチの前圧接部を圧接嵌合してプルヘッドとブローチの同芯性を確保し、該圧接嵌合を維持した状態でラム駆動用アクチュエータによりラムを切削加工方向に移動させてブローチによりワークの孔を切削加工することを特徴とするブローチ加工装置。
【請求項３】
上記前圧接部は、上記ブローチガイドと同芯上で前摘み部側からブローチガイド部側に移行するに従って漸次拡径する円錐状の前テーパ部であり、
上記後圧接部は、上記ブローチガイドと同芯上にブローチガイド部側から後摘み部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状の後テーパ部であり、
上記前押圧部は、上記プルヘッドに形成されて上記前テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔であり、
後押圧部は、上記リトリュービングヘッドに形成されて上記後テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔であることを特徴とする請求項１または２に記載のブローチ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに穿設された孔の内周を切削加工するブローチ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークに予め穿設された孔の内周をブローチ加工するブローチ加工装置に使用されるブローチは、ブローチを切削加工方向に引くための前摘み部、切削刃部、ブローチを引き戻すための後摘み部が設けられている。そして、ブローチ加工装置のテーブルにワークを配置し、リトリュービングヘッドにブローチの後摘み部を係止し、リトリュービングヘッドを下降させてブローチの前摘み部をワークの孔内に進入させ、プルヘッドによって前摘み部をクランプして切削加工方向に引き抜くことによって、切削刃部によってワークの孔の内周を切削加工する。
【０００３】
しかし、プルヘッドによってブローチを切削加工方向に引き抜く切削加工中にプルヘッドとこのプルヘッドにクランプされた前摘み部との間で相対的に軸方向や回転方向に動き、或いは振動が発生すると加工精度やブローチの寿命に悪影響を及ぼすことから、プルヘッドと前摘み部の隙間をなくして前摘み部をクランプしてブローチの軸方向や回転方向の動き及び振動を抑制するブローチ加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ブローチ移動用アクチュエータとワーク移動用アクチュエータとを有し、切削加工時には、ブローチ移動用アクチュエータを駆動することによりブローチをその切削加工方向に向けて移動させると共に、ワーク移動用アクチュエータを駆動することによりワークを切削方向に向けて移動させて切削加工するブローチ加工装置も知られている（例えば、特許文献２参）。
【０００５】
更に、切削加工中にブローチの同芯性を図りかつ動きを抑制して加工精度の向上を図るブローチ加工装置がある。このブローチ加工装置について図１１を参照して説明する。
【０００６】
図１１はブローチ加工装置１００の概要を示す全体斜視図であって、加工装置本体１０１にワークＷを保持するワーク取付治具が設けられたテーブル１０２が設けられ、テーブル１０２上に対向して一対の側枠１０３が立設している。加工装置本体１０１に設けられた上下方向に延在するスライド１０４を介してラム１０５が上下移動自在に支持され、ラム用アクチュエータ１０７によって切削加工方向となる上下方向に移動する。ラム１０５の下部にテーブル１０２の下面と対向するプルヘッド支持部１０５ａが形成され、プルヘッド支持部１０５ａにブローチ１２０の切削加工方向先端に設けられた前摘み部をクランプするプルヘッド１０６が設けられている。
【０００７】
両側枠１０３にそれぞれ設けられた上下方向に延在するスライド１０８によってリフタ摺動台１０９が上下移動自在に支持され、リフタ摺動台１０９はリフタ摺動台用アクチュエータ１１０によって上下方向に移動する。
【０００８】
リフタ摺動台１０９にスライド１１１を介して上下移動自在に加圧台１１２が支持され、加圧台用アクチュエータ１１３によって上下方向に移動する。加圧台１１２にブローチ１２０の後摘み部を係止して吊り下げるリトリュービングヘッド１１４がプルヘッド１０６と同芯上に配置されている。
【０００９】
切削加工は、ラム用アクチュエータ１０７によってラム１０５を上昇位置に保持し、かつリトリュービングヘッド１１４によってブローチ１２０の後摘み部を係止して吊り下げると共にリフタ摺動用アクチュエータ１１０及び加圧台用アクチュエータ１１３によってリフタ摺動台１０９及び加圧台１１２をそれぞれ上昇位置に保持した状態で、テーブル１０２上のワーク取付治具にワークＷをセットする。
【００１０】
しかる後、リフタ摺動用アクチュエータ１１０によりリフタ摺動台１０９を下降させて、ワークＷに予め穿設された孔にブローチ１２０の切削加工方向先端に設けられた前摘み部を挿入してプルヘッド１０６内に前摘み部を進入させてプルヘッド１０６によってクランプする。更に、加圧台用アクチュエータ１１３によって加圧台１１２を下降させてブローチ１２０にリトリュービングヘッド１１４を圧接させてブローチ１２０の同芯性や振れを矯正する。
【００１１】
その後、加圧台１１２をブローチ１２０に圧接した状態で、ラム用アクチュエータ１０７によりラム１０５を下降させてプルヘッド１０６にクランプされたブローチ１２０を切削方向に引くと共に、ラム用アクチュエータ１０７によるブローチ１２０を引く速度と同じ速度で同時にリフタ摺動用アクチュエータ１１０によりリフタ摺動台１０９を下降させてブローチ１２０によりワークＷの孔を切削加工する。
【００１２】
切削加工が終了し、かつリトリュービングヘッド１１４がワークＷに接触する前にリトリュービングヘッド１１４によるブローチ１２０の係止を解除すると共にリフタ摺動台用アクチュエータ１１０によるリフタ摺動台１０９の下降を停止させる。ラム１０５が引き続き下降してブローチ１２０をワークＷから引き抜くことによってワークＷの孔の内周をブローチ１２０により切削加工する。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−１６５０１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２６６２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記特許文献１に開示のブローチ加工装置によると、プルヘッドによるクランプにより軸方向及び回転方向の動き及び振動を抑制することによって、加工精度及びブローチの寿命への影響をある程度抑制することができる。
【００１５】
しかし、例えば１０ｍ／ｍｉｎ以上といった高速度の切削加工或いは高硬度の焼き入れ材を切削加工する場合、その切削加工時にブローチの刃ピッチに起因して断続的な切削抵抗が生じてブローチとリトリュービングヘッドの同芯性が損なわれて加工精度の低下を招き、十分な加工精度の確保を困難にしている。
【００１６】
一方、上記特許文献２に開示のブローチ加工装置によると、ブローチとワークをそれぞれ独立した移動用アクチュエータによりブローチとワークの双方をそれぞれ切削加工方向に向けて移動することによって切削速度が高速になる。
【００１７】
しかし、ブローチとワークをそれぞれ独立した移動用アクチュエータによって移動させることから、高速度の切削加工或いは高硬度の焼き入れ材を切削加工する場合、その切削加工時にブローチの刃ピッチに起因して断続的な切削抵抗が生じてブローチとワークの同芯性が損なわれて加工精度の低下が懸念される。
【００１８】
上記図１１に示すブローチ加工装置１００によると、加圧台１１２に設けられたリトリュービングヘッド１１４とブローチ１２０の同芯性が確保された状態でラム用アクチュエータ１０７によりラム１０５を下降させてプルヘッド１０６にクランプされたブローチ１２０を切削加工方向に引くと共に、同じ速度で同時にリフタ摺動用アクチュエータ１１０によりリフタ摺動台１０９を下降させてブローチ１２０によりワークＷの孔を切削加工することから、切削加工におけるブローチ１２０の同芯性や振れが矯正できる。
【００１９】
しかし、ブローチ加工装置１００の製作時や熱変形等に起因して切削加工時にブローチ１２０をクランプしたプルヘッド１０６を切削加工方向に移動させるラム１０５と、ブローチ１２０に圧接してブローチ１２０の同芯性を確保すると共に振れを防止する加圧台１１２に設けられたリトリュービングヘッド１１４との相対間で切削加工方向の誤差が発生し、ブローチ１２０の同芯性が損なわれて振れが発生して所期の加工精度が得られないことがある。また、ブローチ１２０に曲がりが発生して切削加工の繰り返しによりブローチ１２０の異常磨耗を誘発する要因となる。
【００２０】
更に、切削加工に際し、ラム１０５とリフタ摺動台１０９を同時に下降させるが、リフタ摺動台用アクチュエータ１１０によるリフタ摺動台１０９と、ラム用アクチュエータ１０７によるラム１０５との上下方向変位に微妙な誤差が発生して加圧台１１２によるブローチ１２０の加圧に変動を与え、この加圧変動によりブローチ１２０の追従性の悪化や、ブローチ１２０に曲がりを発生させる要因となる。
【００２１】
特に、高速度の切削加工或いは高硬度の焼き入れ材を切削加工する場合に、加圧変動による影響が大きく、加工精度の低下やブローチ１２０の磨耗が顕著である。
【００２２】
また、各スライド１０４、１０８、１１１を上下方向に高精度で製作するには、多大の製造コストが要求される。
【００２３】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、加工精度の向上が得られるブローチ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成する請求項１に記載のブローチ加工装置の発明は、ブローチをワークに穿設された孔に進入させ、かつ該ブローチを切削加工方向に引き抜いて上記ワークの孔に切削加工を施すブローチ加工装置において、上記ブローチに、切削加工方向端部に設けられた前摘み部に連続して前圧接部、外周に複数の切削刃部が配列された円柱状のブローチガイド部、後圧接部、後摘み部が設けられ、加工装置本体と、該加工装置本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持されたラムと、該ラムに設けられて上記ブローチの前摘み部をクランプすると共に前圧接部に圧接嵌合する前押圧部を備えたプルヘッドと、上記ラムに設けられて上記ブローチの後摘み部を係止すると共に上記後圧接部に圧接嵌合する後押圧部を備えたリトリュービングヘッドとを有し、上記リトリュービングヘッドの後押圧部をブローチの後圧接部に圧接嵌合してリトリュービングヘッドとブローチの同芯性を確保すると共に上記プルヘッドの前押圧部に上記ブローチの前圧接部を圧接嵌合してプルヘッドとブローチの同芯性を確保し、該圧接嵌合を維持した状態でラムを切削加工方向に移動させてブローチによりワークの孔を切削加工することを特徴とする。
【００２５】
上記目的を達成する請求項２に記載のブローチ加工装置の発明は、ブローチをワークに穿設された孔に進入させ、かつ該ブローチを切削加工方向に引き抜いて上記ワークの孔に切削加工を施すブローチ加工装置において、上記ブローチに、切削加工方向端部に設けられた前摘み部に連続して前圧接部、外周に複数の切削刃部が配列された円柱状のブローチガイド部、後圧接部、後摘み部が設けられ、加工装置本体と、該加工装置本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持されたラム本体及び該ラム本体と一体に形成されたプルヘッド支持部を備えたラムと、上記ラム本体に上記切削加工方向に沿って移動可能に支持された摺動台と、プルヘッド支持部に設けられて上記ブローチの前摘み部をクランプすると共に上記前圧接部に圧接嵌合する前押圧部を備えたプルヘッドと、上記摺動台に設けられて上記ブローチの後摘み部を係止すると共に上記後圧接部に圧接嵌合する後押圧部を備えたリトリュービングヘッドと、上記加工装置本体に設けられて上記ラムを上記切削加工方向に沿って往復移動するラム駆動用アクチュエータと、上記ラムに設けられて上記摺動台を上記切削加工方向に沿って往復移動する摺動台用アクチュエータとを有し、上記摺動台用アクチュエータにより摺動台を切削加工方向に移動させて上記リトリュービングヘッドの後押圧部をブローチの後圧接部に圧接嵌合してリトリュービングヘッドとブローチの同芯性を確保すると共に上記プルヘッドの前押圧部に上記ブローチの前圧接部を圧接嵌合してプルヘッドとブローチの同芯性を確保し、該圧接嵌合を維持した状態でラム駆動用アクチュエータによりラムを切削加工方向に移動させてブローチによりワークの孔を切削加工することを特徴とする。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２のブローチ加工装置において、上記前圧接部は、上記ブローチガイドと同芯上で前摘み部側からブローチガイド部側に移行するに従って漸次拡径する円錐状の前テーパ部であり、上記後圧接部は、上記ブローチガイドと同芯上にブローチガイド部側から後摘み部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状の後テーパ部であり、上記前押圧部は、上記プルヘッドに形成されて上記前テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔であり、後押圧部は、上記リトリュービングヘッドに形成されて上記後テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
上記請求項１の発明によると、加工装置本体に切削加工方向に移動自在に支持されたラムにプルヘッドとリトリュービングヘッドを設け、リトリュービングヘッドの後押圧部をブローチの後圧接部に圧接嵌合してリトリュービングヘッドとブローチの同芯性を確保すると共にプルヘッドの前押圧部にブローチの前圧接部を圧接嵌合してプルヘッドとブローチの同芯性を確保する。そして、その圧接嵌合を維持した状態でラムを切削加工方向に移動させてブローチによりワークの孔を切削加工することから、切削加工中においてリトリュービングヘッドとプルヘッドとの相対間で切削加工方向の誤差が発生することなく実現でき、プルヘッドとブローチの同芯性及びリトリュービングヘッドとブローチの同芯性が損なわれることなく、またブローチの振れが防止できて加工精度の向上が得られる。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１の発明をより具体的にしたもので、加工装置本体にラム駆動用アクチュエータによって切削加工方向に移動するラムを設け、ラム本体に摺動台駆動用アクチュエータにより切削加工方向に移動する摺動台を設け、プルヘッド支持部にプルヘッドを設けると共に摺動台にリトリュービングヘッドを設ける。そして、摺動台駆動用アクチュエータによりリトリュービングヘッドを移動させてリトリュービングヘッドの後押圧部とブローチの後圧接部を圧接嵌合させ、かつプルヘッドの前押圧部とブローチの前圧接部を圧接嵌合させてリトリュービングヘッドとブローチ及びプルヘッドとブローチのそれぞれ同芯性を確保し、その圧接嵌合状態を維持した状態でラム駆動用アクチュエータによってラムを切削加工方向に移動してワークの孔に切削加工を施すことから、切削加工中において切削刃部の刃ピッチに起因して断続的な切削抵抗が生じても、リトリュービングヘッドとプルヘッドとの相対間で切削加工方向の誤差が発生することなく実現でき、プルヘッドとブローチの同芯性及びリトリュービングヘッドとブローチの同芯性が損なわれることなく、またブローチの振れが防止できて加工精度の向上が得られる。更に、リトリュービングヘッドによりブローチに作用する加圧力の変動がなく、加圧変動によるブローチの追従性の悪化やブローチの曲がり発生が回避でき、ブローチの異常磨耗が抑制できる。
【００２９】
請求項３の発明によると、前圧接部をブローチガイドと同芯上で前摘み部側からブローチガイド部側に移行するに従って漸次拡径する円錐状の前テーパ部によって容易に高精度で形成することができる。後圧接部をブローチガイドと同芯上にブローチガイド部側から後摘み部側に移行するに従って漸次縮径する円錐状の後テーパ部によって容易に高精度で形成することができる。また、前押圧部は、プルヘッドに形成されて前テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔によって、同様に後押圧部は、リトリュービングヘッドに形成されて後テーパ部に圧接嵌合するテーパ孔によって容易に高精度で形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明によるブローチ加工装置の実施の形態を図１乃至図１０を参照して説明する。
【００３１】
図１は、切削加工に使用されるブローチ１の側面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図である。ブローチ１は、ブローチ本体２と複数の切削刃からなる切削刃部１０を備え、グローチ本体２の切削加工方向端部にブローチ１を切削加工方向Ｆに引くための前摘み部３が設けられ、前摘み部３に連続して前圧接部となる前テーパ部４、前案内部５、円柱状のブローチガイド部６、後案内部７、後圧接部となる後テーパ部８が順に設けられ、他端にブローチ１を引き戻すための後摘み部９が設けられている。
【００３２】
切削刃部１０は、ブローチガイド部６の外周に切削刃が周方向に等間隔でかつ軸方向に沿って放射状に配列されている。この切削刃部１０は、前案内部５側の荒削り刃１０ａ及び後案内部７側の仕上げ刃１０ｂによって構成されている。切削刃部１０を構成する工具材質は、例えば高硬度の焼入れ材を経済速度で切削加工を効率的に行うことのできる超微粒子系超硬合金であって、硬質皮膜でコーティングされている。
【００３３】
前テーパ部４は、前摘み部３側が小径であって前案内部５側に移行するに従って漸次拡径する円錐状でブローチガイド部６と高精度で同芯上に設定され、後テーパ部８は後案内部７側から後摘み部９側に移行するに従って漸次縮径する円錐状でブローチガイド部６と高精度で同芯上に設定されている。これら前テーパ部４及び後テーパ部８は、ブローチガイド部６と同芯上に円錐状に構成することから、容易に高加工精度で形成することができる。後摘み部９の外周に環状の係止溝１１が凹設されている。
【００３４】
ブローチ１によって切削加工されるワークＷは、図３に要部断面図を示すように略円筒状であって、軸方向に孔Ｗａが貫通し、その内周面となる内径部Ｗｂから切削加工方向である軸方向に延在してブローチ１の切削刃部１０によって仕上げ切削加工される溝Ｗｃが放射状に形成されている。
【００３５】
図４はブローチ加工装置２０の概要を示す全体斜視図であって、図５は図４のＩＩ−ＩＩ線断面図、図６は図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００３６】
ブローチ加工装置２０は、フロア上に立設する加工装置本体２１を有し、加工装置２１の前面２１Ａに上下方向に延在して平行配置された一対のスライド２２が設けられている。
【００３７】
更に、加工装置本体２１の前面２１Ａに一対のスライド２２との間に開口部２３を形成して水平方向に延在する平面状のテーブル２４が設けられている。テーブル２４には図５に示すように貫通孔２４ａが開口すると共に、上面にワークＷを保持する環状のワーク取付治具２５が設けられている。
【００３８】
加工装置本体２１の前面２１Ａに一対のスライド２２に沿って摺動するスライダ３０を介して切削加工方向Ｆとなる上下方向に移動自在にラム３１が設けられている。ラム３１は、加工装置本体２１の前面２１Ａと対向して上下方向に延在する略矩形板状で開口部２３内を上下方向に挿通するラム本体３２と、ラム本体３２の下端縁から水平方向に延在してテーブル２４の下面に対向するプルヘッド支持部３３を有するほぼＬ字状に形成されている。ラム３１は、加工装置本体２１の上部に設けられたシリンダ機構等の油圧式、或いは電動機とボールネジや、ラック・ピニオン等による機械式のラム駆動用アクチュエータ３５によってスライド２２に沿って上下移動される。
【００３９】
ラム３１のラム本体３２の前面３２Ａに上下方向に延在して平行配置された一対のスライド３６が設けられ、この一対のスライド３６に沿って摺動するスライダ３７を介して切削加工方向Ｆとなる上下方向に移動自在に摺動台３８が設けられている。摺動台３８は、ラム本体３２の上部に設けられたシリンダ機構等の油圧式、或いは電動機とボールネジや、ラック・ピニオン等による機械式の摺動台駆動用アクチュエータ３９によってスライド３６に沿って上下移動される。
【００４０】
ラム３１のプルヘッド支持部３３にプルヘッド４１が設けられている。プルヘッド４１は、図５に示すように、プルヘッド支持部３３に、挿通孔４２ａが貫通する筒状のプルヘッド本体４２がナット４３によって固定され、プルヘッド本体４２の上端にブローチ１の前テーパ部４が高精度で嵌合可能な前押圧部であるテーパ孔４４ａが形成されたクランプ金具４４が同芯上に取り付けられている。このテーパ孔４４ａは円錐形であることから高加工精度で容易に形成することができる。プルヘッド本体４２の上部にその挿通孔４２ａと外周面４２ｂを連通する爪案内孔４２ｃが放射状に複数穿設され、各爪案内孔４２ｃに爪部材４５が移動可能に嵌装されている。
【００４１】
プルヘッド本体４２の外周に、貫通孔４６ａを有する筒状のスリーブ４６が上下移動自在に嵌合し、スリーブ４６には貫通孔４６ａの内周に沿ってテーパ状の斜面を有する環状溝４６ｂが形成されている。スリーブ４６は、スリーブ４６に形成された係止部４６ｃとプルヘッド本体４２に設けられたナット４７との間に圧縮付与状態で配設された付勢手段となるスプリング４８によって常時上方向に付勢され、かつプルヘッド本体４２とスリーブ４６との間にスプリング４８の付勢に抗してスリーブ４６を押し下げする図示しないクランプ駆動手段が設けられている。
【００４２】
このように構成されたプルヘッド４１は、スリーブ４６をスプリング４８の付勢に抗してクランプ駆動手段によって下降させて環状溝４６ｂとプルヘッド本体４２の爪案内孔４２ｃとが対向する位置において爪部材４５の移動が可能になり、爪部材４５に影響されることなくクランプ金具４４のテーパ孔４４ａからブローチ１の前摘み部３をプルヘッド本体４２の挿通孔４２ａに前テーパ部４がテーパ孔４４ａに当接するまで挿入可能で、かつテーパ孔４４ａから引き出すことができるアンクランプ状態となる。
【００４３】
また、ブローチ１の前摘み部３をプルヘッド本体４２の挿通孔４２ａ内に前テーパ部４がテーパ孔４４ａに当接するまで進入した状態で、クランプ駆動手段による拘束を解除することによってスリーブ４６がスプリング４８により上方に押し上げられる。スリーブ４６の上昇に伴う環状溝４６ｂの上昇によって各爪部材４５がそれぞれ爪案内孔４２ｃ内に押し込められ、挿通孔４２ａ内に突出するそれぞれの爪部材４５の先端が前摘み部３に押圧して該部をクランプすると共に、各爪部材４５に当接するスリーブ４６の貫通孔４６ａの内周面によって爪部材４５の移動が拘束されてクランプ状態が維持される。また、クランプ金具４４のテーパ孔４４ａにブローチ１の前テーパ部４を圧接することによってブローチ１とプルヘッド４１の高精度の同芯性が確保できる。
【００４４】
プルヘッド本体４２の挿通孔４２ａ内には、切削加工終了後においてアンクランプ状態のブローチ１を下方から押し上げてクランプ金具４４のテーパ孔４４ａに嵌合する前テーパ部４を離脱させるブローチ突き上げ軸４９が嵌挿さている。
【００４５】
摺動台３８の前面３８Ａにリトリュービングヘッド５１がラム３１のプルヘッド支持部３３に設けられたプルヘッド４１と同芯上に設けられている。リトリュービングヘッド５１は、図６に示すように、摺動台３８に取付プレート５２及びブラケット５３を介して取り付けられたリトリュービングヘッド本体５4を有している。ブラケット５３は基端が取付プレート５２に結合された円筒状であって、その先端に形成された貫通孔５３ａにブローチ押さえピン５５が摺動自在に嵌合し、取付プレート５２とブローチ押さえピン５５との間に圧縮付与された付勢手段であるスプリング５６によってブローチ押さえピン５５の先端５５ａが貫通孔５３ａから突出する方向に付勢されている。
【００４６】
リトリュービングヘッド本体５４は、挿通孔５４ａが形成された円筒状で基端がブラケット５３に結合され、先端にブローチ１の後テーパ部８が高精度で嵌合する後押圧部であるテーパ孔５７ａが形成されたクランプ金具５７が同芯上に取り付けられている。このテーパ孔５７ａにブローチ１の後テーパ部８が圧接して嵌合することによってリトリュービングヘッド本体５４とブローチ１との同芯性が確保できる。このテーパ孔５７ａは円錐形であることから高加工精度で容易に形成することができる。
【００４７】
リトリュービングヘッド本体５４に平行に穿設された一対の吊り上げピン挿入孔５４ｂ及び、図示しないシリンダ機構等のピン駆動手段によって各吊り上げピン挿入孔５４ｂに挿入可能な吊り上げピン５８を有し、吊り上げピン５８が退避した状態でクランプ金具５７のテーパ孔５７ａからブローチ１の後摘み部９をリトリュービングヘッド本体５４の挿通孔５４ａに後テーパ部８がテーパ孔５７ａに当接するまで挿入可能で、かつテーパ孔５７ａから引き出すことができる。また、ブローチ１の後摘み部９をリトリュービングヘッド本体５４の挿通孔５４ａ内に後テーパ部８がテーパ孔５７ａに当接するまで挿入した状態で、ピン駆動手段により各吊り上げピン挿入孔５４ｂ内に吊り上げピン５８を進入させることによって、挿通孔５４ａ内に突出する各吊り上げピン５８が係止溝１１を係止してブローチ１が吊り下げられる。
【００４８】
次に、このように構成されたブローチ加工装置２０によるワークＷの切削加工について、図１０のフローチャートに従って説明する。
【００４９】
先ず、ラム３１がラム駆動用アクチュエータ３５により上昇位置に保持され、摺動台３８が摺動台駆動用アクチュエータ３９によって上昇位置に保持された状態に保持する。このラム３１及び摺動台３８が上昇位置に保持された状態では、図７の作動説明図に示すように、ラム３１のプルヘッド支持部３３に設けられたプルヘッド４１が、そのクランプ金具４４がテーブル２４の貫通孔２４ａ内に位置する上昇位置において、クランプ駆動手段によってスリーブ４６をスプリング４８の付勢に抗して下降させたアンクランプ状態に保持されている。一方、リトリュービングヘッド５１がプルヘッド４１と同芯上で上昇位置に保持されている。
【００５０】
プルヘッド４１及びリトリュービングヘッド５１が共に上昇位置においてリトリュービングヘッド５１にブローチ１を取り付ける（ステップＳ１）。
【００５１】
このブローチ１の取付作業は、リトリュービングヘッド本体５４の各吊り上げピン挿入孔５４ｂに挿入される吊り上げピン５８が挿通孔５４ａ内から退避させた状態において、クランプ金具５７のテーパ孔５７ａからリトリュービングヘッド本体５４の挿通孔５４ａ内にブローチ１の後摘み部９を後テーパ部８がクランプ金具５７のテーパ孔５７ａに当接するまで挿入する。この挿入によってブローチ１の後端１ａがブローチ押さえピン５５の先端５５ａに当接してスプリング５６に抗してブローチ押さえピン５５を押動し、スプリング５６の反発力によってブローチ押さえピン５５の先端５５ａがブローチ１の後端１ａを押圧する。そして、ピン駆動手段により各吊り上げピン５８をそれぞれの吊り上げピン挿入孔５４ｂ内に押し込み、リトリュービングヘッド本体５４の挿通孔５４ａ内に突出する各吊り上げピン５８によってブローチ１の係止溝１１を係止して吊り上げピン５８によってブローチ１を吊り上げた状態に保持する。
【００５２】
この状態でワークＷをテーブル２４上のワーク取付治具２５にセットする（ステップＳ２）。
【００５３】
次に、ラム３１に設けられた摺動台駆動用アクチュエータ３９により摺動台３８をスライド３６に沿って下降させ、ブローチ１を吊り下げ保持したリトリュービングヘッド５１を下降させる（ステップＳ３）。リトリュービングヘッド５１の下降に伴って、図８に示すように、下降するブローチ１のリトリュービングヘッド５１に吊り下げ保持されたブローチ１が切削加工方向Ｆに下降して前摘み部３がワークＷの孔Ｗａ内に進入し、プルヘッド４１のクランプ金具４４のテーパ孔４４ａからプルヘッド本体４２の挿通孔４２ａ内に進入して前テーパ部４がクランプ金具４４のテーパ孔４４ａに当接する。この前テーパ部４がテーパ孔４４ａに当接した状態で摺動台駆動用アクチュエータ３９による摺動台３８の下降を停止する（ステップＳ４）。
【００５４】
そして、クランプ駆動手段によるスリーブ４６の拘束を解除する。クランプ駆動手段による拘束が解除されたスリーブ４６はスプリング４８によりプルヘッド本体４２に対して上方に押し上げられ、スリーブ４６に形成された環状溝４６ｂの上昇に伴って各爪部材４５がそれぞれ爪案内孔４６ｃ内に押し込められ、プルヘッド本体４２の挿通孔４２ａ内に突出する爪部材４５の先端が前摘み部３に押圧して前摘み部３をクランプし、かつスリーブ４６の貫通孔４６ａの内周面によって爪部材４５の移動が拘束されてそのクランプ状態が維持される（ステップＳ５）。
【００５５】
この状態で、ピン駆動手段により各吊り上げピン５８をリトリュービングヘッド本体５４の挿通孔５４ａ内から後退させてブローチ１の係止溝１１から抜き出し、吊り上げピン５８とブローチ１の係合を解除する（ステップＳ６）。
【００５６】
しかる後、摺動台駆動用アクチュエータ３９により摺動台３８を再び下降させる。摺動台３８の下降に伴うリトリュービングヘッド５１の下降により、リトリュービングヘッド本体５４に設けられたクランプ金具５７のテーパ孔５７ａがブローチ１の後テーパ部８に当接して後テーパ部８を押圧し、押圧付与されたブローチ１の前テーパ部４がプルヘッド本体４２に設けられたクランプ金具４４のテーパ孔４４ａを押圧し、前テーパ部４とテーパ孔４４ａが圧接して嵌合する。同様にブローチ１の後テーパ部８とリトリュービングヘッド本体５４に設けられたクランプ金具５７のテーパ孔５７ａが圧接嵌合する。このブローチ１の前テーパ部４とプルヘッド本体４２に設けられたクランプ金具４４のテーパ孔４４ａが圧接嵌合し、ブローチ１の後テーパ部８とリトリュービングヘッド本体５４に設けられたクランプ金具５７のテーパ孔５７ａが予め設定された加圧力で嵌合すると、摺動台駆動用アクチュエータ３９による摺動台３８の下降を停止し、その停止状態を維持して前テーパ部４とテーパ孔４４ａ、後テーパ部８とテーパ孔５７ａの圧接嵌合状態を保持する（ステップＳ７）。このリトリュービングヘッド５１の下降による加圧力の設定は、リトリュービングヘッド５１に配設したロードセル等の荷重センサによって、或いは摺動台駆動用アクチュエータ３９による加圧力を検知することによって行うことができる。
【００５７】
この前テーパ部４とテーパ孔４４ａが圧接嵌合してプルヘッド４１とブローチ１の同芯性が高精度で確保されると共に、同様に後テーパ部８とリトリュービングヘッド本体５４に設けられたクランプ金具５７のテーパ孔５７ａが圧接嵌合してリトリュービングヘッド５１とブローチ１の同芯性が高精度で確保される。
【００５８】
しかる後、ラム駆動用アクチュエータ３５によりラム３１をスライド２２に沿って切削加工方向Ｆとなる下方に予め設定された指定速度、例えば経済切削速度で移動し、ラム３１のプルヘッド支持部３３に保持されたプルヘッド４１と、摺動台３８に設けられ摺動台駆動用アクチュエータ３９によってラム３１との相対移動が拘束されたリトリュービングヘッド５１を一体的に下降させてプルヘッド４１とリトリュービングヘッド５１間に架設されたブローチ１を切削加工方向Ｆに下降させ、ブローチ１の切削刃部１０の荒削り刃１０ａ及び荒削り刃１０ａに続く仕上げ刃１０ｂによりワークＷの溝Ｗｃを切削加工する（ステップＳ８）。
【００５９】
ラム３１の下降に伴うプルヘッド４１及びリトリュービングヘッド５１の下降により仕上げ刃１０ｂがワークＷの孔Ｗａから抜け出し、孔Ｗａの内周に形成された溝Ｗｃの切削加工が終了した後で、かつ、リトリュービングヘッド５１がワークＷと干渉する前に摺動台駆動用アクチュエータ３９により摺動台３８を上昇させてリトリュービングヘッド５１がワークＷと接触するのを防止すると共に、後テーパ部８及び後摘み部９がリトリュービングヘッド本体５４の挿通孔５４ａ、クランプ金具５７のテーパ孔５７ａから抜け出し、テーパ孔５７ａによる後テーパ部８の押圧を解除する（ステップＳ９）。
【００６０】
更なるラム３１の下降に伴うプルヘッド４１の下降によりブローチ１の後案内部７、後テーパ部８及び後摘み部９がワークＷから抜け出し、図９に示すようにワークＷの下方までブローチ１が引き抜かれ、ラム駆動用アクチュエータ３５によるラム３１の下降を停止しプルヘッド４１によるブローチ１の下降動作を停止する（ステップＳ１０）。
【００６１】
このラム３１の下降動作停止後、ワーク取付治具２５上の切削加工が完了したワークＷを搬出する（ステップＳ１１）。
【００６２】
しかる後、ラム駆動用アクチュエータ３５によりラム３１を上昇させてプルヘッド４１にクランプされたブローチ１を上昇させると共に、摺動台駆動用アクチュエータ３９により摺動台３８を下降させて、ブローチ１の後摘み部９をリトリュービングヘッド５１のクランプ金具５７のテーパ孔５７ａからリトリュービングヘッド本体５４の貫通孔５４ａに挿入して吊り上げピン５８で吊り下げ、かつプルヘッド４１による前摘み部３をアンクランプすると共に、ブローチ突き上げ軸４９によってブローチ１を突き上げてクランプ金具４４のテーパ孔４４ａに嵌合する前テーパ部４を離脱させる。そして図４に示す位置にリトリュービングヘッド５１を上昇させて加工サイクルを終了する（ステップＳ１２）。
【００６３】
従って、本実施の形態によると、加工装置本体２１の前面２１Ａに一対のスライド２２を介在して切削加工方向Ｆである上下方向に移動自在に支持されてラム駆動用アクチュエータ３５によって移動するラム３１のプルヘッド支持部３３にプルヘッド４１を設け、ラム本体３２にスライド３６を介在して切削加工方向Ｆに移動可能に支持されて摺動台駆動用アクチュエータ３９によって移動する摺動台３８にリトリュービングヘッド５１を設け、摺動台駆動用アクチュエータ３９によりリトリュービングヘッド５１を移動させてプルヘッド４１のテーパ孔４４ａと前テーパ部４の圧接嵌合によってプルヘッド４１とブローチ１の同芯性を確保し、かつリトリュービングヘッド５１のテーパ孔５７ａと後テーパ部８の圧接嵌合によってリトリュービングヘッド５１とブローチ１の同芯性を確保すると共にプルヘッド４１によってブローチ１をクランプし、単一のラム駆動用アクチュエータ３５によってラム３１を切削加工方向Ｆに移動してワークＷに切削加工を施すことから、切削加工中において切削刃部１０の刃ピッチに起因して断続的な切削抵抗が生じても、リトリュービングヘッド５１とプルヘッド４１との相対間で切削加工方向の誤差が発生することなくプルヘッド４１とブローチ１の同芯性及びリトリュービングヘッド５１とブローチ１の同芯性が損なわれることなく、またブローチ１の振れが防止できて加工精度の向上が得られる。更に、リトリュービングヘッド５１によりブローチ１に作用する加圧力の変動がなく、加圧変動によるブローチ１の追従性の悪化やブローチ１の曲がり発生が回避できブローチ１の異常磨耗が抑制できる。
【００６４】
更に、加工装置本体２１の前面２１Ａに一対のスライド２２を介してラム３１を摺動自在に設け、ラム３１にスライド３６を介在して摺動台３８を摺動自在に支持することから、図１１に示す従来のブローチ加工装置１００に比べ構成の簡素化が得られ、かつアクチュエータの削減及び高精度が要求されるスライダの削減が得られ、製造コストの低減が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明におけるブローチ加工装置の実施の形態に使用されるブローチの側面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】ワークの要部断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るブローチ加工装置の概要を示す全体斜視図である。
【図５】図４のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図６】図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図７】ブローチ加工装置の作動説明図である。
【図８】同じく、ブローチ加工装置の作動説明図である。
【図９】同じく、ブローチ加工装置の作動説明図である。
【図１０】同じく、ブローチ加工装置の作動概要を示すフローチャートである。
【図１１】従来のブローチ加工装置の概要を示す全体斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１      ブローチ
２      ブローチ本体
３      前摘み部
４      前テーパ部（前圧接部）
５      前案内部
６      ブローチガイド部
７      後案内部
８      後テーパ部（後圧接部）
９      後摘み部
１０    切削刃部
１１    係止溝
２０    ブローチ加工装置
２１    加工装置本体
２２    スライド
２４    テーブル
２４ａ  貫通孔
２５    ワーク取付治具
３０    スライダ
３１    ラム
３２    ラム本体
３３    プルヘッド支持部
３５    ラム駆動用アクチュエータ
３６    スライド
３８    摺動台
３９    摺動台駆動用アクチュエータ
４１    プルヘッド
４２    プルヘッド本体
４２ａ  挿通孔
４４    クランプ金具
４４ａ  テーパ孔（前押圧部）
４６    スリーブ
５１    リトリュービングヘッド
５４    リトリュービングヘッド本体
５４ａ  挿通孔
５４ｂ  吊り上げピン挿入孔
５５    ブローチ押さえピン
５６    スプリング（付勢手段）
５７    クランプ金具
５７ａ  テーパ孔（後押圧部）
５８    吊り上げピン
Ｗ      ワーク
Ｗａ    孔
Ｗｂ    内径部
Ｗｃ    溝
【図１】
2005246566.tif 000003
【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】
2005246566.tif 000009
【図８】
2005246566.tif 000010
【図９】
2005246566.tif 000011
【図１０】
2005246566.tif 000012
【図１１】
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