ブローチ盤とは? ブローチ盤の種類や加工の仕組みを解説

ブローチ盤とは? ブローチ盤の種類や加工の仕組みを解説

ブローチ加工で使われる工作機械がブローチ盤です。このブローチ盤とは、具体的にどのような特徴を持った機械なのでしょうか。この記事ではブローチ盤の種類や、ブローチ盤を使用する際の注意点をご紹介します。

ブローチ盤とは

ブローチ盤とは、ブローチ加工という切削加工を行う際に使用する工作機械のことです。ブローチと呼ばれる切削工具を使って行う加工がブローチ加工で、被削材の表面や内面を刃物によって削り取り、目的の形状に仕上げていきます。

ブローチ加工に使われるブローチは、棒状の軸に複数の刃物が取り付けられた特殊な工具です。刃物は先端部から段階的に寸法が大きくなり、徐々に切削できるよう配列されています。この刃物を引き上げたり押し込んだりすることで、荒加工から仕上げまで行い、目的形状に仕上げられるのがブローチ加工の特徴です。

フライス盤や旋盤、ボール盤では、1つの工具で1つの切削工程を行いますが、ブローチ盤は1つの切削工具で一連の工程を行える特殊な工作機械といえます。

ブローチ盤の種類

ブローチ盤は、加工を行う場所やブローチの向きなどによって、いくつかの種類に分けられます。ここでは、ブローチ盤の種類や分類についてご紹介します。

・加工上の分類

ブローチ盤の加工上の分類としては、内面加工ができる内面ブローチ盤や、表面加工ができる表面ブローチ盤、両方とも加工できる内面表面ブローチ盤があります。

内面ブローチ盤は、被削材にあけてある穴の内面を削り広げながら、特定の形状に仕上げるためのものです。
表面ブローチ盤は、被削材の表面を削って溝を作る場合に使われます。スプロケットやスプライン、歯車などを高精度・高効率で加工可能です。

・ブローチ盤の構造上の分類

ブローチ盤は、構造から立形と横形の2種類に分けられます。
立形は専有面積が少なく、床面積は省スペースで設置可能です。ただし、ブローチ盤の加工ではブローチを引き抜くように貫通させることから、ブローチ長さの2倍の大きさが必要で、機械は縦長になります。
作業位置が高くなるため、作業者が立つ台を設置する、床を掘り下げてブローチ盤を低い位置に設置するなど、足場を工夫しなければならない場合もあります。

一方の横形は、高さに制約を受けず、ブローチのストロークを長く取れるのがメリットです。段階的に切削する刃の数を増やせることから複雑な形状も加工可能で、表面加工によく使われます。

・ブローチの動かし方による分類

ブローチ盤は、ブローチに対しどのような力を加えて動かすかによっても分類できます。ブローチの進行方向に対し、行き先側からブローチを引っ張りながら加工を進める引き削り形や、押すことで加工する押し削り形などがあります。

・駆動方式による分類

ブローチ盤は油圧式や機械式など、駆動方法による分類もできます。
中でも広く普及しているのは、油圧シリンダーによってブローチを動かす油圧式です。油圧式のブローチ盤には、低速でも安定した力をブローチにかけられるため刃に衝撃を与えにくい、工具寿命を長くできるなどのメリットがあります。

ブローチ盤を使う際の注意点

ブローチ盤を使ったブローチ加工では、一度の加工で荒削りから仕上げ削りまで行い、目的の形状に成形することが可能です。生産性や再現性が高く大量生産に向いている一方で、使用時には注意しなければいけない点もあります。ブローチ盤を使用した加工時は、以下の点に注意が必要です。

・設備投資が高価で少量生産には向かない

ブローチ盤本体や加工に使用するブローチは高価で、製造にも時間がかかります。ブローチの摩耗に備えて、予備の用意も必要です。そのため、イニシャルコスト(初期コスト)やリードタイムが大きく、少量生産には向いていません。
一度製造したブローチを長く使うことができる、大量生産の場に適しています。

・汎用性の幅がない

ブローチは加工形状に合わせて作られる専用の工具です。連続生産時の再現性は高いですが、別形状の加工はできないため、形状ごとにブローチを用意しなければいけません。
また、被削材によってブローチの材質を変える必要もあります。被削材や加工形状の変更に対応しづらく、汎用性の幅がないのはデメリットといえるでしょう。

・止まり穴加工は苦手

ブローチ加工では、ブローチの刃を順番に当てて切削していくことで、被削材を目的形状に仕上げます。加工の際にブローチの刃を端から端まで貫通させる必要がある、切りくず排出性が確保しづらいといった理由から、止まり穴の加工は苦手です。
こういった止まり穴加工には、刃物をノミのように動かして切削するスロッター加工が使われます。

ブローチ盤は生産効率が高く大量生産に適した機械

ブローチ盤は、一度の加工で荒削りから仕上げまで行える高効率な工作機械です。設備やブローチの製造にコストがかかるため少量生産には向かず、止まり穴加工も苦手ですが、高精度な加工と品質の安定化を実現できるため、大量生産の場で活躍します。
安定した精度で多数のブローチ加工を行いたい場合は、ブローチ盤の活用を考えてみてはいかがでしょうか。