JP2015155125A - Broach - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被削材の溝入れ加工に用いられるブローチに関する。 The present invention relates to a broach used for grooving a work material.
複数の切刃から構成されるブローチには、一般的に被削材を切削した際に発生する切屑を収める刃溝が設けられている。刃溝は、切削方向の前方側に位置する切刃の背面と、刃溝底と、切削方向の後方側に位置する切刃のすくい面から構成されている。また、刃溝には背面と刃溝底との間には背面丸みと呼ばれるR部が、刃溝底とすくい面との間には刃溝底丸みと呼ばれるR部がそれぞれ形成されている。さらに、刃溝の形状は被削材への切込量と切削長から刃溝の容量に対して、切屑が刃溝内に収まるようにピッチ(切刃間の距離)と刃溝深さが設計される。 A broach composed of a plurality of cutting edges is generally provided with a blade groove for storing chips generated when a work material is cut. The blade groove is composed of a back surface of the cutting blade located on the front side in the cutting direction, a blade groove bottom, and a rake face of the cutting blade located on the rear side in the cutting direction. In addition, an R portion called roundness of the back surface is formed between the back surface and the bottom of the blade groove in the blade groove, and an R portion called roundness of the blade groove bottom is formed between the blade groove bottom and the rake face. Furthermore, the shape of the blade groove is determined by the pitch (distance between the cutting blades) and the depth of the blade groove so that the chips are contained within the blade groove, based on the amount of cut into the workpiece and the cutting length. Designed.
例えば、特許文献1では刃溝(同文献では切屑ポケットと記載)を2箇所に区分して、区分された2箇所の刃溝部分(同文献では第1のチップポケットおよび第2のチップポケットと記載されている)の境界には突条(突起)を設けたブローチが開示されている。このブローチは、切削加工時に発生する被削材の切屑を第1のチップポケットの曲面に沿わせた後に突起部分を利用してカールさせることで被削材を分断して、切屑の排出特性が向上することが説明されている。
For example, in
しかし、特許文献1に記載のブローチでは被削材が鋳鉄やアルミニウム等の比較的に軟質な材料の場合には切削性は確保しやすいが、被削材がニッケル基合金等に代表される、いわゆる難削材の場合には切屑が丸くまとまらずに刃溝に沿って伸びていく。そのために最終的には切屑と被削材とが互いに干渉して、切屑が被削材の表面に傷を付けるという問題があった。また、被削材が難削材の場合には、切屑がカールし難いので被削材と干渉した際に切屑が折れ曲がることもあり、刃溝内で切屑詰まりが発生する可能性もあった。
However, in the broach described in
そこで、特許文献2に開示されているブローチは刃溝に段差部分を形成することで被削材が難削材であっても切削時に発生する切屑がカールして、刃溝に切屑が収容できて、切屑詰まりを防止できることが説明されている。
Therefore, the broach disclosed in
しかし、特許文献2に開示されたブローチでは段差部分で被削材の切屑がカールするために刃溝の一部のみを使用して切屑を収容するので、通常のブローチの様に段差部分の無い刃溝の容積に比べて、切屑の収容量が少なくなる。そのため、切屑詰まりを防止するためには被削材の切削長に限界があり、切削長が比較的に長くなる被削材の切削加工には同文献2に開示されているブローチでは適用できないという問題があった。
However, in the broach disclosed in
そこで、本発明においては被削材が難削材であり、かつ切削長が比較的に長くなる場合であっても適用できるブローチを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a broach that can be applied even when the work material is a difficult-to-cut material and the cutting length is relatively long.
前述した課題を解決するために、本発明者は被削材が難削材の場合であっても、その切屑は刃溝を形成する曲面に沿って伸びていく特性を利用して、本発明は切刃の背面角を構成する背面が、切刃の切削方向に対して垂直な面を基準とした場合に切削方向の前方側に位置するように形成されているブローチとした。このブローチにより被削材が難削材の場合であっても、刃溝全体を利用してその切屑を強制的にカールさせる。また、請求項2に係る発明においては、切刃の背面角が−1°〜−89°であるブローチとした。さらに、請求項3に係る発明においては、切刃の背面角が−60°〜−80°であるブローチとした。
In order to solve the problems described above, the present inventor utilizes the property that even when the work material is a difficult-to-cut material, the chips extend along the curved surface forming the blade groove. Is a broach formed so that the back surface constituting the back angle of the cutting edge is positioned on the front side in the cutting direction when a plane perpendicular to the cutting direction of the cutting edge is used as a reference. Even if the work material is a difficult-to-cut material by this broach, the chip is forcibly curled using the entire blade groove. Moreover, in the invention which concerns on
本発明に係るブローチは切刃の背面角を構成する背面が切刃の切削方向に対して垂直な面を基準とした場合に切削方向の前方側に位置するように形成されることで、被削材が難削材の場合であっても刃溝全体を利用して切屑を強制的にカールさせるので、切削長が比較的に長い被削材であっても適用できるという効果を奏する。 The broach according to the present invention is formed so that the back surface constituting the back angle of the cutting edge is positioned on the front side in the cutting direction when the back surface is perpendicular to the cutting direction of the cutting edge. Even if the cutting material is a difficult-to-cut material, the chip is forcibly curled using the entire blade groove, so that the present invention can be applied even to a cutting material having a relatively long cutting length.
本発明の実施の形態の一例について図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態の一例であるブローチ1を構成する切刃2付近の拡大断面図、図4は従来のブローチ11を構成する切刃12付近の拡大断面図である。
An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged sectional view in the vicinity of a
本発明のブローチ1の切刃2は、図1に示すようにすくい面3と背面4との間に構成されており、背面4を構成する曲面と切刃2の切削方向(同図の左側方向)に対して垂直な面Fとのなす角度である背面角θ1が形成されている。従来のブローチ11では、図4に示すようにブローチ11の背面角θ2は、切刃12の切削方向(同図の左側方向)に対して垂直な面Fを基準とした場合に背面14が切削方向の後方側に位置するように形成されている。それに対して、本発明では切刃2の背面角θ1を構成する背面4は、切刃2の切削方向に対して垂直な面Fを基準とした場合に切削方向の前方側に位置するように形成されている。なお、本発明における背面角の大きさは、切刃の切削方向に対して垂直な面Fを基準として、反時計回りの方向を正(+)とし、時計周りの方向を負(−)とする。
The
次に、本発明のブローチ1および従来のブローチ11を用いて、被削材W1、W2を切削加工した時の切屑状態を図2および図3を用いて説明する。図2は本発明のブローチ1を用いて被削材W1を切削加工した時の模式断面図、図3は従来のブローチ11を用いて被削材W2を切削加工した時の模式断面図である。本発明のブローチ1を用いて被削材W1を切削加工すると、図2に示すように被削材W1の切屑Z1は切刃2によって切削された後、すくい面3に沿って伸びていき、刃溝底5上を通過して背面4でカールされて、再びすくい面3から伸びていくように刃溝6内に収容される。
Next, the state of chips when the work materials W1 and W2 are cut using the
これに対して従来のブローチ11を用いて被削材W2を切削加工すると、図3に示すように被削材W2の切屑Z2は切刃12によって切削された後、すくい面13に沿って伸びていき、刃溝底15上を通過するが、途中に設けられている段差Dによって、この位置で切屑Z2はカールされて、再びすくい面13から伸びていくように刃溝16内に収容される。すなわち、切屑Z2はカールされるものの刃溝16の一部のみに収容されるので被削材W2の切削長には限界があり、従来のブローチ11では所定の長さを超える切削長の被削材W2には対応できない。
On the other hand, when the workpiece W2 is cut using the
以上より、本発明のブローチは、切刃の背面角を構成する背面が、切刃の切削方向に対して垂直な面を基準とした場合に切削方向の前方側に位置するように形成されることで、被削材が難削材の場合であっても刃溝全体を利用して切屑を強制的にカールさせるので、切削長が比較的に長い被削材であっても切削加工を行うことができる。 As described above, the broach according to the present invention is formed such that the back surface constituting the back angle of the cutting edge is positioned on the front side in the cutting direction when a plane perpendicular to the cutting direction of the cutting edge is used as a reference. As a result, even if the work material is difficult to cut, the entire chip groove is used to forcibly curl the chips, so that cutting is performed even for work materials with a relatively long cutting length. be able to.
1 ブローチ
2 切刃
4 背面
F 切刃2の切削方向に対して垂直な面
θ1 背面角
1
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