JPH1076421A - ブローチ加工方法及びブローチ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で省スペースであり、高精度に加工を行
うことである。 【解決手段】 ギャングヘッドとしてボーリングスピン
ドルヘッドとブローチカッター保持ヘッド１２を設けた
タレット装置とワークＷを介してワークサポート装置保
持ヘッド１３を有するタレット装置とを対向し配設し、
ワークＷのボーリング穴とブローチ加工を同一位置で行
い、ブローチ加工時にワークサポート装置５をワークＷ
に当接してワークＷの変形、振動を防止し、ブローチカ
ッター前進端でブローチカッター３を洗浄し、孔形状及
び孔位置精度を向上した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークにブローチ
加工を行うブローチ加工方法及びブローチ加工装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のワークのブローチ加工は、下穴加
工をボーリング穴加工機により行い、このボーリング穴
加工されたワークを立形のブローチ盤へ搬送し、ブロー
チ盤により切削加工を行ってボーリング穴を所定形状
（スプラインやキー溝等）に形成していた。ブローチ盤
に搬入されたワークは、ボーリング穴にブローチカッタ
ーの先端が挿入され、ブローチカッター先端の引張部を
プルヘッドにクランプし、プルヘッドにより切削方向へ
ブローチカッターを引き抜いてワークを所定形状に切削
加工し、ブローチ加工が完了するとワークを逃し（取外
し）、その後ブローチカッターをブローチカッター戻し
機構により原位置に復帰させ、ブローチカッター後端を
支持してプルヘッドをアンクランプして次のワークを搬
入して加工していた。また、複数の工作機械がトランス
ファ装置に沿って配設されて複合加工ラインとなってい
る場合、前記のようなブローチ加工を加工ライン上で行
うことは工作機の配置スペース増大等の理由から困難で
あるため、ブローチ加工は別工程としており、ワークを
ロードアンロード機構により加工ライン外のブローチ加
工工程へ搬送して加工を行い、ブローチ加工完了後ワー
クを再び加工ラインに戻していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のブローチ加工で
は、ボーリング孔加工とブローチ加工とが夫々専用のブ
ローチ盤とボーリング孔加工機により別々に行われるの
で、複数のボーリング孔と共にブローチ孔を加工すると
きには、ワークの各加工工程へ搬送に伴う位置決め誤差
によって、各孔の相対位置精度が低下する。また、位置
決め誤差による下孔に対するブローチカッターの芯ずれ
により、ブローチ孔の形状精度が低下する問題もある。
また、トランスファラインから別の専用ブローチ盤へワ
ークを取り出すので、そのためのワーク搬送装置が別途
必要となり、設備費が高騰する問題もあった。本願の課
題は、ブローチ下孔に対するブローチカッターの芯ずれ
をなくして高精度形状のブローチ孔を得ることができ、
また、他のボーリング孔と共にブローチ孔を形成すると
きには、それらの相対位置精度を高くすることのでき
る、ブローチカッターの損傷を抑えたブローチ孔加工方
法と、その加工方法を実施し得て、トランスファライン
に組込容易な安価な加工装置を提供することにある。本
願加工方法では、ブローチカッターがブローチ加工を終
えた後に、ワークを逃がすことなくその加工した孔を通
って、ブローチカッターを原位置まで後退させる構成を
採用するが、このような本願特有な加工方法では、ブロ
ーチカッターに切削屑が付着していると、その切削屑が
カッター戻しの際に、加工済みのブローチ孔内面を傷つ
ける恐れがある。本願の他の課題は、切削屑が加工済の
ブローチ孔を傷つけることのない、前記加工装置を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明では、タレット装置のギャングヘッドに夫
々ボーリングスピンドルヘッドとブローチカッターを設
けてボーリング穴加工とブローチ加工とを同一位置で行
うことでワークの移動による精度の低下を防止すると共
に夫々専用の工作機械をなくすと共にワークサポート装
置をブローチカッターと反対方向からワークに当接して
ブローチカッターによる変形を防止して、ブローチカッ
ターを後退させるときに、加工済みのブローチ孔とカッ
ターを干渉しないようにした。また、ワークサポート装
置の洗浄構造によりブローチカッターを洗浄することで
加工面を傷つけることを防止し、加工面の精度を向上す
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、ワークをブローチカッ
ターにより所定形状に加工するブローチ加工方法におい
て、ブローチ孔加工ステーションでワークにブローチ下
孔を形成し、その加工ステーションからワークを移動さ
せることなく、ブローチカッターをワークに対峙させ、
ブローチカッターをブローチ下孔に対して切削方向前方
へ押し出して切削加工するに先立ち、加工されるブロー
チ下孔に対応した位置に、ワークに対してブローチカッ
ターの反対側からワークの変形を防止するワークサポー
ト装置を当接させ、その状態でブローチカッターを切削
方向へ押出し、切削完了後、ブローチカッターを加工後
のブローチ孔を通して後退させ、ワークから離脱させ
る。このことによりワークを取外すことなく同一加工ス
テーションで下孔加工とブローチ加工とを行うので、両
加工の心ずれが無く、ブローチ孔形状が高精度となり、
複数の孔と共にブローチ孔を形成するとき、孔相互の位
置精度が向上する。しかも、ワーク加工の際のブローチ
カッターによるワークの変形、振動を防止でき、更にブ
ローチカッターの原位置復帰の際にワーク変形戻りを発
生せず、ブローチカッターとワークとが干渉しないの
で、ブローチカッターの欠けを防止できる。

【０００６】前記ブローチ加工方法を実現するためのブ
ローチ加工装置は、ワークをブローチカッターにより所
定形状に加工するブローチ加工装置において、ギャング
ヘッドをワークと対向する所定の加工位置に割り出すよ
うにしてあるタレット装置のギャングヘッドの１つをボ
ーリング穴加工を行うボーリングスピンドルヘッドと
し、他のギャングヘッドにボーリング穴をブローチ加工
するブローチカッターを設け、このタレット装置と、そ
のブローチカッターによるワーク加工時にブローチカッ
ターと対向して位置し、ワークにブローチカッターの切
削方向と反対側から当接してブローチカッターによる切
削時のワークの変形及び振動を防止するワークサポート
装置とから成る。このようにタレット装置にブローチカ
ッターとボーリングスピンドルヘッドを設けたので、ボ
ーリング穴加工後にワークを移動せずにブローチ加工を
同一加工ステーションで行え、ワークの移動による加工
精度の低下がなく高い同心度でスプラインを形成でき、
また、夫々の穴の相対位置の確保が容易になる。

【０００７】前記ワークサポート装置がブローチカッタ
ーを有するタレット装置と対向して配設されたタレット
装置のギャングヘッドの１つに設けてあり、ブローチカ
ッターによるワークの加工時にブローチカッターと対向
する位置に割り出される。

【０００８】更に、ワークサポート装置がブローチカッ
ターを洗浄する洗浄構造を有するので、ブローチカッタ
ーに付着した切り屑が洗浄により取り除かれてブローチ
カッター原位置復帰の際にスプラインを傷つけることが
なく一層好適である。

【０００９】前記洗浄構造は、ワークのブローチ加工時
にブローチカッターの反対側からワークに当接する当接
部を有し、ブローチカッターへ向けて開口しブローチカ
ッターが通過しうる侵入孔を設けた円筒洗浄部材に、洗
浄液供給路を介して洗浄液を侵入孔内に侵入したブロー
チカッターに向けて吹き出す吹出孔を設けると共に、洗
浄液を回収する回収孔を設けることで実現される。

【００１０】ブローチカッター、ボーリングスピンドル
ヘッド、ワークサポート装置をタレット装置に設けたこ
とで、ワークの複合加工ラインにこのタレット装置を組
込でブローチ加工を別工程とせずに同一の加工工程で加
工が行える。また、ブローチ盤、ボーリング穴加工機を
使用しないので省スペースになり、安価にできる。

【００１１】

【実施例】次に本願のブローチ加工方法及びブローチ加
工装置の実施例について図１〜図７により説明する。工
場内には各加工工程にワークＷを搬送する図示しない周
知構造のトランスファ装置に沿って複数の工作機械が並
設されワークＷの加工ラインが構成されている。ブロー
チ加工を行うブローチ加工装置は、ベッド１上に設けら
れトランスファ装置により搬送されるワークＷを保持す
る治具２と、この治具２の左右に配設されるブローチカ
ッター３を有するタレット装置４Ａとワークサポート装
置５を有するタレット装置４Ｂとにより構成されてい
る。タレット装置（斜塔式タレット装置）４Ａ，４Ｂは
図１に示すようにベース６上に摺動自在に案内されるス
ライド体７を備えており、モータＭ２によって回転する
送りねじ（図示せず）によってワークに対して近接離反
する方向に移動される。スライド体７にはタレットヘッ
ド支持部８が設けられており、このタレットヘッド支持
部８に旋回体（タレットヘッド）９がモータＭ１により
ベース６に対して傾斜したヘッド支持軸１０回りに割出
回転自在に軸承され、タレットヘッド支持部８と旋回体
９とに夫々設けた図示しない１組のカービックカップリ
ングの噛み合いにより高精度に割出及び位置決めが行わ
れるようになっている（例えば特開平１−３２１１４６
号公報）。尚、旋回体９の位置決めは旋回体９と支持部
８とに設けた位置決め穴に位置決めピンを係合するよう
にしてもよいが、割出精度においてカービックカップリ
ングを使用した方が有利である。タレット装置４Ａの旋
回体９の外周面にはギャングヘッド１１，１２が、タレ
ット装置４Ｂにはギャングヘッド１１，１３が放射状に
備えられている。旋回体９の回転によりワークＷと対向
する加工位置に割り出されたギャングヘッド１１はベー
ス６と平行に位置され、ワークＷと対向するギャングヘ
ッド１１と１８０度位相が異なるギャングヘッド１２，
１３はベース６に対して垂直に位置されるようになって
いる。

【００１２】次にタレット装置４Ａ，４Ｂのギャングヘ
ッド１１，１２，１３について説明する。タレット装置
４Ａ，４Ｂの一方のギャングヘッドであるワークＷにボ
ーリング穴を加工するボーリングスピンドルヘッド１１
には図示しない複数の主軸が回動自在に軸承されてお
り、主軸の先端にはボーリング加工用のカッターが備え
られたボーリングアーバ１４が備えられており、主軸の
後端は適当な従動軸とクラッチ機構を介してモータＭ１
に連繋され、回動されるようになっている。

【００１３】タレット装置４Ａの他方のギャングヘッド
はブローチカッター３が取付けられたブローチ保持ヘッ
ド１２であり、図２に示すようにブローチ保持ヘッド１
２にはブローチ用アーバ１５が回転不能に設けてあり、
これにワークＷのボーリング穴を所定形状（スプライ
ン）に切削するブローチカッター３がワークＷ対向時に
ベース６に対して水平になるようにカラーとボルトによ
り取付けられている。ブローチカッター３は先端から後
方にいくに従いその外形形状が次第に大きくなるように
形成されている。

【００１４】タレット装置４Ｂの他方のギャングヘッド
であるワークサポート装置保持ヘッド１３には洗浄構造
を有するワークサポート装置５が設けられている。この
ワークサポート装置５は、次のように構成される。図３
〜図５においてワークサポート装置保持ヘッド１３の前
面に取付られる取付板１７に左右側壁部材１８，１９と
上下壁部材２０，２１が固着されており、取付板１７と
対向して前壁部材２２が固着されている。前壁部材２２
前面にはボルトによりフレーム２３が取付けられており
フレーム２３には前後の軸受部材２４，２５によりワー
クサポート装置５がワークＷに対向したときブローチカ
ッター３の切削方向に往復し摺動可能な摺動軸２６が支
持されており、摺動軸２６の先端には円筒洗浄部材２７
が一体に固着されている。摺動軸２６の後端にはドッグ
２８が設けられ、このドッグ２８と取付板１７に設けら
れたばね保持部材２９との間に付勢バネ３０が介装され
て円筒洗浄部材２７を前方に付勢するようになってい
る。ドッグ２８は側壁部材１９に取付けられた近接スイ
ッチ３１，３２により円筒洗浄部材２７がワークＷに当
接したかしていないかを検出する。

【００１５】また、フレーム２３には摺動軸２６との直
交方向にブッシュ３３が設けられており、このブッシュ
３３を往復動自在に摺動する楔部材３４が設けられてい
る。楔部材３４の一端側は傾斜面３５が形成されてお
り、摺動軸２６の略中間に設けられている係合孔３６の
係合傾斜面３７と係合するようになっている。楔部材３
４の他端側には連結部材３８の一端側が固着されてお
り、連結部材３８の他端はＵ字形状の摺動溝３９になっ
ており、この摺動溝３９がフレーム２３の上面に立設し
たブラケット４０に取付けられたシリンダ４１のピスト
ンロッド４２に連結された軸４３に摺動自在に嵌合さ
れ、軸４３の先端部と連結部材３８間にはばね４４が介
装されている。

【００１６】次に洗浄構造を説明する。円筒洗浄部材２
７は図３〜図５のように円筒形をしており、一方側にブ
ローチカッター３の反対側からワークＷに当接する当接
部４５が一体固着されている。円筒洗浄部材２７の当接
部４５側はブローチカッター３に向けてブローチカッタ
ー３外形より僅かに大きく開口し、ブローチカッター３
が侵入しうる侵入孔４６が設けられている。円筒洗浄部
材２７の外周面には洗浄液供給ポート４７が設けられて
おり、壁内に穿設された洗浄液供給路４８を介して洗浄
液を侵入孔４６内のブローチカッター３に向けて吹き出
す吹出孔４９が穿設されている。また、円筒洗浄部材２
７には、洗浄液を侵入孔４６外へ排出するための回収孔
５０が下方に設けられている。

【００１７】ワークＷのブローチ加工は、ワークＷをト
ランスファ装置によりブローチ加工を行うステーション
の治具２に搬送して位置決めクランプし、タレット装置
４Ａ，４Ｂのスピンドルヘッド１１を割出、ワークＷに
ボーリング穴を加工する。ボーリング穴加工後、タレッ
ト装置４Ｂのワークサポート装置保持ヘッド１３をワー
クＷに対して割出し、ワークサポート装置保持ヘッド１
３をワークＷに向けて前進してワークＷに当接部４５を
当接する。ワークサポート装置５がワークＷに当接する
と、図４に二点鎖線で示す位置から円筒洗浄部材２７が
後退して、摺動軸２６が付勢ばね３０の付勢力に抗して
付勢ばね３０を圧縮する方向に移動し、ドッグ２８が近
接スイッチ３１により検出されると、楔部材３４がシリ
ンダ４１により傾斜面３５と係合面３７とが当接する方
向に移動されて円筒洗浄部材２７が位置決め固定され
る。次にタレット装置４Ａのブローチ保持ヘッド１２を
割出し位置決めし、ブローチカッター３を切削方向へ前
進させてボーリング穴にスプラインを切削する。

【００１８】このとき、ワークＷのスプラインが切削さ
れるボーリング穴の周辺部にワークサポート装置１６が
当接していないとブローチカッター３の前進によりワー
クＷが振動したり、図７に示すようにブローチカッター
３によりワークＷがブローチカッター３の進行方向に変
形し、ブローチカッター３の原位置への後退時の変形戻
りにより図７の位置Ｐ１から位置Ｐ２に位置してブロー
チカッター３とワークＷとが干渉してブローチカッター
３が欠ける現象が生じるが、図６のようにワークＷに当
接部４５が当接していれば変形及び振動を防止すること
ができ、ブローチカッター３が加工後のブローチ孔と干
渉せずカッター３が損傷することを防止できる。

【００１９】ブローチカッター３が前進し侵入穴４６に
挿入していくと、吹出穴４９から吹き出す洗浄液（油と
空気とを混合したミスト）によって加圧洗浄されて、ブ
ローチカッター３に付着した切り屑が取り除かれ、切り
屑を含んだ洗浄液は回収穴５０から排出されて回収され
る。洗浄後ブローチカッター３は原位置に後退し、ワー
クサポート装置１６が後退し、スプライン加工が終了す
る。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、タレット
装置のギャングヘッドにボーリングスピンドルとブロー
チカッターを設けて、ワークへのボーリング穴加工とブ
ローチ加工を同一位置で行うので、夫々専用の加工機が
不要になり安価になると共に省スペースとなる。また、
夫々の穴相対位置の確保が容易となり、ボーリング穴と
ブローチの心ずれが極小となり、ワークにブローチカッ
ターと反対方向からワークサポート装置を当接してワー
クの変形及び振動を防止しているので加工精度が向上す
る。また、ブローチカッター原位置復帰時にワークサポ
ート装置によるワーク変形防止によりワーク変形戻りが
発生しないので、ブローチカッターとワークとの干渉に
よる歯の欠けがなくなる。また、洗浄機構でブローチカ
ッターを洗浄するので加工面が傷つかない。

【図面の簡単な説明】

【図１】タレット装置の側面図である。

【図２】ブローチカッターの取付を示す説明図である。

【図３】ワークサポート装置の側面図である。

【図４】ワークサポート装置の断面平面図である。

【図５】ワークサポート装置の正面図である

【図６】ワークへのワークサポート装置の当接を示す説
明図である。

【図７】ブローチカッターによるワークの変形を示す説
明図である。

【符号の説明】

３ ブローチカッター ４Ａ，４Ｂ タレット装置 ５ ワークサポート装置 １１，１２，１３ ギャングヘッド ２７ 円筒洗浄部材 ４５ 当接部 ４６ 侵入孔 ４８ 洗浄液供給路 ４９ 吹出孔 ５０ 回収孔 Ｗ ワーク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークをブローチカッターにより所定形
   状に加工するブローチ加工方法において、ブローチ孔加
   工ステーションでワークにブローチ下孔を形成し、その
   加工ステーションからワークを移動させることなく、ブ
   ローチカッターをワークに対峙させ、ブローチカッター
   をブローチ下孔に対して切削方向前方へ押し出して切削
   加工するに先立ち、加工されるブローチ下孔に対応した
   位置に、ワークに対してブローチカッターの反対側から
   ワークの変形を防止するワークサポート装置を当接さ
   せ、その状態でブローチカッターを切削方向へ押出し、
   切削完了後、ブローチカッターを加工後のブローチ孔を
   通して後退させ、ワークから離脱させることを特徴とす
   るブローチ加工方法。
2. 【請求項２】 ワークをブローチカッターにより所定形
   状に加工するブローチ加工装置において、ギャングヘッ
   ドをワークと対向する所定の加工位置に割り出すように
   してあるタレット装置のギャングヘッドの１つをボーリ
   ング穴加工を行うボーリングスピンドルヘッドとし、他
   のギャングヘッドにボーリング穴をブローチ加工するブ
   ローチカッターを設け、このタレット装置と、そのブロ
   ーチカッターによるワーク加工時にブローチカッターと
   対向して位置し、ワークにブローチカッターの切削方向
   と反対側から当接してブローチカッターによる切削時の
   ワークの変形及び振動を防止するワークサポート装置と
   から成ることを特徴とするブローチ加工装置。
3. 【請求項３】 ワークサポート装置がブローチカッター
   を有するタレット装置と対向して配設されたタレット装
   置のギャングヘッドの１つに設けてあり、ブローチカッ
   ターによるワークの加工時にブローチカッターと対向す
   る位置に割り出されることを特徴とする請求項２記載の
   ブローチ加工装置。
4. 【請求項４】 ワークサポート装置がブローチカッター
   を洗浄する洗浄構造を有することを特徴する請求項２ま
   たは請求項３記載のブローチ加工装置。
5. 【請求項５】 ワークのブローチ加工時にブローチカッ
   ターの反対側からワークに当接する当接部を有し、ブロ
   ーチカッターへ向けて開口しブローチカッターが通過し
   うる侵入孔を設けた円筒洗浄部材に、洗浄液供給路を介
   して洗浄液を侵入孔内に侵入したブローチカッターに向
   けて吹き出す吹出孔を設けると共に、洗浄液を回収する
   回収孔を設けて洗浄構造を構成したことを特徴とする請
   求項４記載のブローチ加工装置。