(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荒刃、中仕上げ刃、仕上げ刃の切削刃群を有するブローチ工具おいて、該仕上げ刃群後方に最終仕上げ刃を有し、該最終仕上げ刃のランド幅を該仕上げ刃群のランド幅の１．２〜１．６倍とし、該最終仕上げ刃の逃げ面はフォームリリーフ形状とし、該最終仕上げ刃の逃げ角は１．２°以下としたことを特徴とするブローチ工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、例えばセレーションブローチに代表される最外周部の凸状コーナー部がアール形状である様なブローチ工具の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にブローチ工具は、切削量の違いにより荒刃、中仕上げ刃、仕上げ刃の切削刃群からなり、１本のブローチ工具で荒加工から仕上げ加工まで行うものである。その為、従来より仕上げ刃の逃げ面にストレートランド部を設け、被加工物の加工精度及び加工面粗さを向上させると同時に再研削時の減寸量を少なくする様に形成されていた。また、同様の目的のブローチ工具として、特開平５−９２３１５号公報に記載のブローチ工具がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のブローチ工具は、逃げ面は所定の逃げ角を有し、切れ刃後方に向かって減寸しているのに対し、切れ刃の形状は砥石干渉等により工具軸に平行に加工されている為、切れ刃後方に向かって縦方向と横方向に形状誤差を生じ、また、規定の逃げ角を得る為に一部形状を犠牲にしていた。その為、前記、従来の技術で記載した形状では、再研削量がストレートランドを超えた時点で、又は再研削を繰り返す度に加工形状が変化し、どちらも加工形状が維持できず、ランド幅の割に少ない再研削回数で廃却処分となり、トータル的な工具寿命面で課題があった。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は、以上のような背景をもとになされたものであり、再研削を行っても加工形状精度が維持でき、トータル的な工具寿命が向上するブローチ工具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、荒刃、中仕上げ刃、仕上げ刃の切削刃群を有するブローチ工具おいて、該仕上げ刃群後方に最終仕上げ刃を有し、該最終仕上げ刃のランド幅を該仕上げ刃群のランド幅の１．２〜１．６倍とし、該最終仕上げ刃の逃げ面はフォームリリーフ形状とし、該最終仕上げ刃の逃げ角は１．２°以下としたことを特徴とするブローチ工具である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明では、ブローチ工具の仕上げ刃群後方に最終仕上げ刃を有することにより、加工形状精度を向上、安定化した。ここで最終仕上げ刃とは、最終的な仕上げ刃と位置付けし、最終的な加工形状を被加工物側に転写する最終仕上げ刃のことである。該最終仕上げ刃の逃げ面はフォームリリーフ形状にしたことにより、ランド幅間において形状変化が無く加工形状精度が維持できる為、ランド幅が無くなるまで再研削が可能となり、トータル的な工具寿命が向上した。該最終仕上げ刃の逃げ角を１．２°以下にしたのは、１．２°を超えると再研削の回数が増えるに従って、減寸量が大きくなるとともに、刃先強度が劣化する為であり、好ましくは、最終仕上げ刃の逃げ角を０．６°以下にすることが望ましい。最終仕上げ刃におけるフォームリリーフ形状と１．２°以下の逃げ角の相乗効果により、形状及び寸法精度が維持できるとともに、チッピング等の異常摩耗が抑制でき、再研削回数が大幅に向上し、トータル的な工具寿命が大幅に向上した。最終仕上げ刃による削り代は僅かである為、１刃あれば十分であり、製造工数にはほとんど影響無く、最終刃であることから、切れ刃ピッチに関わらず砥石干渉を気にせず加工ができ、ブローチ工具の製造面においても何等問題も生じない。最終仕上げ刃の逃げ角が小さく、被削材と接触により、逃げ面摩耗幅が大きくなることが懸念されることから、最終仕上げ刃のランド幅を他の仕上げ刃のランド幅より大きく設定しても良く、実際には切り込みが非常に小さいことから逃げ面摩耗幅はさほど大きくならず、一層再研削回数が向上することができる。これは、最終仕上げ刃が最終刃であることから可能になったものであり、再研削１回当たりの研削量を考慮して他の仕上げ刃のランド幅の１．２倍以上が望ましい。ここで最終仕上げ刃のランド幅を大きくするに従って再研削可能回数も増加傾向にあるが、他の切れ刃との兼ね合いや工具減寸量により、再研削回数に限度があり、他の仕上げ刃のランド幅の１．６倍あれば十分である。本発明は、インターナルブローチ、特にセレーションブローチやスプラインブローチに代表される最外周部の凸状コーナー部がアール形状である様な従来の仕上げ刃形状では加工形状精度が再研削により維持できなくなるブローチ工具に適用するものであって、仕上げ刃形状が直線状または工具外径と同心円弧状であり、従来の仕上げ刃形状であっても再研削による形状変化がないブローチ工具においては、本発明の効果が少なく、本発明の範囲外である。以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
【０００７】
（実施例１）
本発明例１として、図１、図２に示す、最外径部に半径２ｍｍの凸円弧形状を有するセレーションブローチであり、ブローチ本体１に荒刃群２、中仕上げ刃群３、仕上げ刃群４を有し、仕上げ刃群４後方に最終仕上げ刃５が１刃のみ設けられている。図２は、図１の最終仕上げ刃５の側面図であり、最終仕上げ刃５は、最外径部に半径２ｍｍの凸円弧形状６を有しており、逃げ面７がフォームリリーフ形状で、切れ刃後方に向かって０．５°の一定の逃げ角を有したものである。比較のため、従来例２、３として、本発明例１と同様のセレーションブローチに適用し、従来例２は、図３に示す、最終仕上げ刃８のストレートランド９が０．８ｍｍで、逃げ角２°とし、従来例３は、図４に示す、逃げ角が０°から０．５°に連続的に増大させた。
【０００８】
本発明例１、従来例２、３の最終仕上げ刃５及び最終仕上げ刃９において、ランド幅の半分を再研削にて除去した時の側面図及び正面図を図５〜図１０に示す。図５、６に示す本発明例１は再研削前の形状１０と比較して、僅かに寸法変化があるものの、形状変化は全く無く、形状精度を維持しているのに対し、図７、８に示す従来例２及び図９、１０に示す従来例３は、最外径の凸円弧形状６の頂点部が工具最大径とほぼ同等の円弧のほぼ平坦状となり、本来あるべき円弧形状が得られておらず、形状精度が維持できていない。
【０００９】
本発明例１、従来例２及び従来例３を用いて比較テストを行った。被加工物２０００個加工で定期交換し、再研削を行い、工具廃却時までの被加工物のトータル加工個数で評価した。その結果、本発明例１はランド幅がほとんど無くなるまで形状変化が無く、寸法変化も僅かであり、１回当たりの再研削量が０．２５ｍｍで最終的に９回再研削が可能であり、トータル加工個数が２００００個であったのに対し、従来例２はストレートランドにより摩耗幅が若干大きく、１回当たりの再研削量が０．３０ｍｍとなり、再研削３回目でストレートランドが無くなり、最外径の凸円弧形状の頂点部がほぼ平坦となり、形状精度が維持できなくなり、トータル加工個数が６０００個で廃却処分となり、従来例３はに再研削を繰り返す度に加工形状が変化し、従来例２と同様に最外径の凸円弧形状の頂点部がほぼ平坦となり、再研削１回目から加工形状精度が劣り、再研削２回目までは形状公差内であったが再研削３回目で形状公差外となり、トータル加工個数が６０００個で廃却処分となった。ここで、再研削１回目の再研削量は０．２５ｍｍであったが、２回目以降、最外径の凸円弧形状部にエッジが生じ、この部分の摩耗が大きくなり、再研削量は０．３０ｍｍ、０．３５ｍｍと大きくなった。
【００１０】
（実施例２）
本発明例１と同様のセレーションブローチにおいて、最終仕上げ刃の逃げ角を比較例４として０°、本発明例５として０．２°、本発明例６として０．４°、本発明例７として０．６°、本発明例８として０．８°、本発明例９として１．０°、本発明例１０として１．２°、比較例１１として１．４°に変化させたものを製作し、実施例１と同様に切削テストを行い、同様に評価した。その結果、本発明例５〜１０は、形状変化が全く無く、寸法変化も僅かであり、再研削回数６〜９回可能であり、トータル加工個数１２０００〜１８０００個加工でき、特に本発明例５〜７は再研削回数９回まで可能であった。比較例４は逃げ角を有しないものであり、逃げ面全体が被加工物と接触し、切削初期より加工面が異常に悪く、切削中止となり、比較例１１は、形状変化は全く無いが、減寸量が大きく、再研削４回目で寸法公差外となり、トータル加工個数８０００個で廃却となった。
【００１１】
（実施例３）
本発明例１と同様のセレーションブローチにおいて、最終仕上げ刃のランド幅を他の仕上げ刃に対して本発明例１２として１倍、本発明例１３として１．２倍、本発明例１４として１．４倍、本発明例１５として１．６倍、比較例１６として１．８倍に変化させたものを製作し、実施例１と同様に切削テストを行い、同様に評価した。その結果、本発明例１２が９回、本発明例１３が１０回、本発明例１４が１１回、本発明例１５が１２回とランド幅増加に従って再研削回数も増加できたが、比較例１６は本発明例１５と同じ１２回であった。これは工具減寸量が許容値を超えたものであり、この時点で、他の切れ刃においても更に再研削できるランド幅は残っていなかった。
【００１２】
（実施例４）
本発明例１７として、実施例２で、初期で切削中止となった比較例４をすくい面研削により再刃付けし、０．８ｍｍのストレートランドを残し、該ストレートランドに連続させ、フォームリリーフ形状で０．５°の逃げ角を追加工により本発明例に成形し直し、切削テストを再開した結果、再研削回数７回まで可能となり、再刃付けによるすくい面研削を考慮すると、本発明例１である最終仕上げ刃の逃げ面がフォームリリーフ形状で、逃げ角０．１°〜０．５°のものと同等の結果となった。
【００１３】
【発明の効果】
以上の結果から、本願発明を適用することにより、再研削を行っても加工形状精度が維持でき、トータル的な工具寿命が大幅に向上するブローチ工具を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明例１の側面図を示す。
【図２】図２は、図１の要部拡大図を示す。
【図３】図３は、従来例２の要部拡大図を示す。
【図４】図４は、従来例３の要部拡大図を示す。
【図５】図５は、本発明例１の再研削後の側面図を示す。
【図６】図６は、図５の正面図を示す。
【図７】図７は、従来例２の再研削後の側面図を示す。
【図８】図８は、図７の正面図を示す。
【図９】図９は、従来例３の再研削後の側面図を示す。
【図１０】図１０は、図９の正面図を示す。
【符号の説明】
１  ブローチ本体
２  荒刃
３  中仕上げ刃
４  仕上げ刃
５  最終仕上げ刃
６  凸円弧形状
７  逃げ面
８  最終仕上げ刃
９  ストレートランド
１０  再研削前の形状
【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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