ブローチ加工
歯のついた長い棒を、1回のストロークで貫通または横断させて引く
ブローチ加工は、1回のストロークで形全体を切削します。歯がびっしりついた長い棒、ブローチを、ワークに沿って引くか押します。各歯は前の歯より少し高く、それぞれが薄い層を削ります。自転車のスプロケットや自動車のギヤのキー溝(プーリーを軸に固定する溝)は、通常ブローチ加工でつくられます。
しくみ
下穴から始める。 ワークには、あけてあるか中ぐりしたただの穴がすでにあります。引く力を受ける面板(機械の固定板)に押し当てます。
ブローチを通す。 前方のパイロット(滑らかな案内部)が穴を通り抜け、プーラーがブローチの端をつかみます。
1ストロークで引く。 機械が、ゆっくりと一定の速度、通常は毎分数メートルでブローチを引き抜きます。
各歯が薄い層を削る。 歯ごとの上がり(各歯がどれだけ高いか)は、通常 100 分の数ミリです。切りくずはガレット(歯と歯の間の空間)の中で丸まり、ストロークのあとに落ちます。
仕上げ歯で寸法を決める。 最後の数本の歯は、すべて同じ高さです。表面を整え、最終寸法を決めます。
形が完成。 1ストロークで、キー溝、スプライン(溝が輪状に並んだもの)、六角穴が、多くは数秒で仕上がります。
主なポイント
- 材料
- 鋼、鋳鉄、アルミニウム、真鍮、ニッケル合金
- 代表的な部品
- キー溝、スプライン付きハブ、四角穴・六角穴、歯車の歯、タービンディスクの溝
- 部品サイズ
- 数ミリから約 300 mm までの穴。外面ブローチは 1 m を超えることもあります
- 精度
- 通常 ±0.01–0.025 mm
- 表面仕上げ
- 通常 Ra 0.8–3.2 µm(Ra は平均粗さ。1 µm は 1 ミリの千分の1)
- 向いているロット数
- 中ロットから非常に大きなロットまで。標準のキー溝ブローチなら、小さな工場にも向く
- 金型・設備コスト
- 専用ブローチは数千から数万ドル。機械は数万から数十万ドル。アーバープレスを使う手動のキー溝セットは数百ドル
- 速度
- 内側の形がまるごと、1個あたり数秒
強みと限界
強み
- 非常に速い:荒加工と仕上げが1ストロークで終わる
- 内スプラインなど、ほかの方法では難しい形をつくれる
- 部品ごとのばらつきが非常に小さい
- 熟練した作業者がいなくても、良い仕上げと精度が得られる
限界
- ブローチ1本でつくれる形とサイズは1種類だけ
- 専用ブローチは高価で、製作にも時間がかかる
- 切削が端までまっすぐ通る必要があり、行き止まりがあってはならない
- 大きな引っ張り力に耐えられる強さが部品に必要
使われる場所
- 自動車変速機のスプライン付きハブ、ステアリングラックの歯、歯車のキー溝
- 航空宇宙タービンディスクで翼を保持するモミの木形の溝
- 機械プーリー、スプロケット、カップリングのキー溝
- 銃器銃身内側のライフリング溝(従来の方法)
- ファスナーと工具ロータリーブローチ加工(小さく揺れ動くブローチ)でつくる六角・星形のソケット
見分け方
- 穴の内側にある溝、スプライン、多角形で、壁は完全にまっすぐ平行に端から端まで通っています。
- ストロークの方向に沿った細くまっすぐな線で、円を描くような跡はありません。
- ロータリーブローチ加工でつくった多角形ソケットでは、切削が止まる底が少し丸くなります。
比較
動画を見る
ChrisandJimCIM · ブローチ加工を教室で解説
mrpete222 · アーバープレスでキー溝ブローチをプーリーに押し通す
Tool Room Engineers Faridabad · 産業用の外面ブローチ盤が、フランジを加工している様子
Polygon Solutions Inc. · ロータリーブローチ加工で、ソケットの内側にスプラインを切る
実写真を見る
- Wikipedia: ブローチ加工 — 外面ブローチの写真と、内面ブローチおよびロータリーブローチの形状を示す注釈つき図
- Wikimedia Commons の写真検索
覚えておこう
- ブローチとは、一連の切削をまるごと1本の工具に閉じ込めたものです。
- 各歯は前の歯より少しだけ高く、1ストロークの間に歯ごとに形ができあがっていきます。
- 工具は高価でも部品は非常に安い:ブローチ加工は量産で採算が合います。
機械加工のほかのレッスン
100 のプロセスすべて
5.1ショート旋削（旋盤）部品が回転し、1 枚刃のバイトが削るレッスンを開く
5.2ショートフライス加工回転する多刃カッターが、固定した部品の上を動くレッスンを開く
5.3ショート穴あけ回転するツイストドリルが、部品に突き進むレッスンを開く
5.5歯切り(ホブ切り、ギヤシェーピング)ホブまたはシェーパーカッターが、歯車の歯を創成するレッスンを開く
5.6ローレット加工焼入れしたホイールを回転する部品に押しつけて、滑り止めの模様をつけるレッスンを開く
5.7研削硬い砥粒の高速回転する砥石が、表面を削るレッスンを開く
5.8ホーニング砥石が穴の中で回り、往復するレッスンを開く
5.9超仕上げとポリッシング細かい砥石やバフで、最後の微細な山を取り除くレッスンを開く