JP2013035101A - リーマ - Google Patents

Abstract

【課題】マージンの幅を確保して加工精度の向上を図り、且つ、切削抵抗を低減することができるリーマを提供することを課題とする。
【解決手段】外周に刃部２０が設けられたリーマ１０であって、刃部２０は、切れ刃２１に連なるマージン２３を有する第１切れ刃２５、２６と、この第１切れ刃２５、２６のマージン２３の幅Ａよりもマージン３３の幅Ｂが広い第２切れ刃３５、３６とからなり、第１切れ刃２５の隣に第２切れ刃３５が配置され、回転方向に沿って第１切れ刃２５と次の第２切れ刃３５とのなす第１中心角θ１より、第２切れ刃３５と次の第１切れ刃２６とのなす第２中心角θ２は小さく設定され且つ、第２切れ刃３５の先端部は、第１切れ刃２５の先端部よりシャンク側へ後退している。
【効果】マージンの幅を確保して加工精度の向上を図り、且つ、切削抵抗を低減することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、穴の仕上げ加工に使用されるリーマの改良に関する。

一般に、リーマは外周に複数の切れ刃を備える。これらの切れ刃は互いに同形状である。
しかし、隣り合う切れ刃の形状、形態を異ならせることにより、穴の仕上がり精度を高める技術が提案されてきた（例えば、特許文献１（図３）参照。）。

図８は従来技術に係るリーマを説明する図であり、リーマ１００は、外周に荒刃１０１と仕上げ刃１０２とが交互に配置されている。荒刃１０１の外径Ｄ１より、仕上げ刃１０２の外径Ｄ２が距離Ｒだけ大きい。特許文献１の図４に示すように、荒刃１０１の食付き刃１０３は仕上げ刃１０４よりも外径が大きいので、加工の際は荒刃１０１の食付き刃１０３のみが下穴に対する穴の広げ加工を行う。

荒刃１０１の切削の後に、仕上げ刃１０２による切削が行われる。荒刃１０１の切粉排出溝１０５は、仕上げ刃１０２の切粉排出溝１０６よりも大きい。切粉排出溝１０５及び切粉排出溝１０６は、荒刃１０１及び仕上げ刃１０２の切削量に対応した大きさであるので、切粉は詰まることなく排出される。

しかし、仕上げ刃１０２のマージン１０７の幅が大きいため、切削抵抗が大きくなり好ましくない。そこで、マージンの幅を確保して加工精度の向上を図り、且つ、切削抵抗を低減することができるリーマが求められている。

特開平９−８５５３２号公報

本発明は、マージンの幅を確保して加工精度の向上を図り、且つ、切削抵抗を低減することができるリーマを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、外周に刃部が設けられたリーマであって、前記刃部は、切れ刃に連なるマージンを有する第１切れ刃と、この第１切れ刃の前記マージンの幅よりもマージンの幅が広い第２切れ刃とからなり、前記第１切れ刃の隣に前記第２切れ刃が配置され、回転方向に沿って前記第１切れ刃と次の前記第２切れ刃とのなす第１中心角より、前記第２切れ刃と次の前記第１切れ刃とのなす第２中心角は小さく設定され且つ、前記第２切れ刃の先端部は、前記第１切れ刃の先端部よりシャンク側へ後退していることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、外周に刃部が設けられたリーマであって、刃部は、切れ刃に連なるマージンを有する第１切れ刃と、この第１切れ刃のマージンの幅よりもマージンの幅が広い第２切れ刃とを有し、第２切れ刃の先端部は、第１切れ刃の先端部よりシャンク側へ後退しており且つ、第１切れ刃前の第１切粉排出溝は、第２切れ刃前の第２切粉排出溝よりも溝幅が大きいことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、第１切れ刃のマージンの幅よりもマージンの幅が広い第２切れ刃を有し、第１中心角より、第２中心角は小さく設定され且つ、第２切れ刃の先端部は、第１切れ刃の先端部よりシャンク側へ後退している。
マージンの幅が第２切れ刃より小さい第１切れ刃で先に下穴を切削し、第２切れ刃の外径と略同径に拡径するので、マージンの幅が広い第２切れ刃への切削抵抗が低減される。さらに、第２中心角が小さく設定されているので、第１切れ刃と第２切れ刃の切削量が均一となり、リーマに加わる力のバランス均一になる。結果、マージンの幅を確保して加工精度の向上を図り、且つ、切削抵抗を低減することができる。

請求項２に係る発明では、第１切れ刃のマージンの幅よりもマージンの幅が広い第２切れ刃を有し、第２切れ刃の先端部は、第１切れ刃の先端部よりシャンク側へ後退しており且つ、第１切れ刃前の第１切粉排出溝は、第２切れ刃前の第２切粉排出溝よりも溝幅が大きい。
マージンの幅が第２切れ刃より小さい第１切れ刃で先に下穴を切削し、第２切れ刃の外径と略同径に拡径するので、マージンの幅が広い第２切れ刃への切削抵抗が低減される。さらに、切粉の排出量が少ない第２切粉排出溝の溝幅を小さくしたので、その分第１切れ刃のランド幅を大きくでき、リーマの剛性を向上させることができ、リーマが撓み難くなり、位置精度、真円度が向上する。結果、マージンの幅を確保して加工精度の向上を図り、且つ、切削抵抗を低減することができる。

実施例１に係るリーマの全体図である。 図１の２−２線断面図である。 実施例１に係るリーマの作用図である。 実施例１に係るリーマによる切削を説明する図である。 実施例２に係るリーマの断面図である。 実施例２に係るリーマの作用図である。 実施例２に係るリーマによる切削を説明する図である。 従来技術に係るリーマの基本原理を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

先ず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、リーマ１０は、工作機械のチャックに保持されるシャンク１１と、このシャンク１１の一端に設けられる首１２と、この首１２に設けられ加工対象物を切削する刃部２０とからなる。

図２に示されるように、刃部２０は、切れ刃２１、２２に連なるマージン２３、２４を有する第１切れ刃２５、２６と、切れ刃３１、３２に連なるマージン３３、３４を有する第２切れ刃３５、３６とからなる。マージン２３、２４の幅はＡであり、マージン３３、３４の幅はＢであり、Ａ＜Ｂである。

第１切れ刃２５の隣に第２切れ刃３５が配置され、第２切れ刃３５の隣に第１切れ刃２６が配置され、第１切れ刃２６の隣に第２切れ刃３６が配置される。このように、第１切れ刃２５、２６と第２切れ刃３５、３６とが交互に配置される。

回転方向に沿って第１切れ刃２５と次の第２切れ刃３５とのなす第１中心角はθ１であり、第２切れ刃３５と次の第１切れ刃２６とのなす第２中心角はθ２であり、θ１＞θ２である。

第１切れ刃２５は、すくい面２７と、このすくい面２７とマージン２３の交線に設けられる切れ刃２１と、切れ刃２１の回転方向後側に設けられ逃げが付いていない幅の狭いマージン２３と、マージン２３に連なり逃げが付いている逃げ面２８とからなり、すくい面２７の回転方向前側に切粉排出溝４１が設けられる。

第２切れ刃３５は、すくい面３７と、このすくい面３７とマージン３３の交線に設けられる切れ刃３１と、切れ刃３１の回転方向後側に設けられ逃げが付いていない幅の広いマージン３３と、マージン３３に連なり逃げが付いている逃げ面３８とからなり、すくい面３７の回転方向前側に切粉排出溝４２が設けられる。

また、第１切れ刃２５、２６と第２切れ刃３５の外径４５は同一である。外径４５は円であり、その半径はｒである。円弧の長さＬ１＝ｒ×θ１であり、円弧の長さＬ２＝ｒ×θ２であり、Ｌ１＞Ｌ２である。

図１に戻って、第２切れ刃３５の先端部３９は、第１切れ刃２５の先端部２９よりシャンク１１側へ距離Ｌだけ後退している。第１切れ刃２５は、先端部２９に加工対象物に食付いて切削作用を行う第１食付き部４３が設けられる。第２切れ刃３５は、先端部３９に加工対象物に食付いて切削作用を行う第２食付き部４４が設けられる。

以上の述べたリーマ１０の作用を次に述べる。
図３（ａ）は加工開始直後の状態を説明する図であり、リーマ１０は回転すると共に図下方に移動して加工対象物５１の下穴５２に到達する。第２切れ刃３５より先に、第１切れ刃２５、２６が下穴５２を切削し、下穴５２を拡径する。

図３（ｂ）は第２切れ刃３５、３６による切削開始の状態を説明する図である。さらに、リーマ１０は回転しつつ図下方に移動する。第２切れ刃３５、３６が、下穴５２の端部５３に到達すると、第２切れ刃３５、３６により下穴５２が切削され仕上げ加工が施される。

次にリーマ１０の作用を詳しく説明する。
図４（ａ）は第１切れ刃２５による切削状態を説明する図であり、第１切れ刃２５により下穴５２は切削される。第１切れ刃２５により図２に示す円弧の長さＬ２だけ切削される。図４（ｂ）は第２切れ刃３５による切削状態を説明する図であり、第２切れ刃３５により下穴５２は切削される。第２切れ刃３５により図２に示す円弧の長さＬ１だけ切削される。

ここで、図２に示したように中心角θ１＞θ２として分割角を変えることで、Ｌ１＞Ｌ２となる。図３に示したように第１切れ刃２５が先に下穴５２を切削し始めるが、Ｌ１＞Ｌ２とすることで、第１切れ刃２５と第２切れ刃３５の切削量が均一となる。また、先に切削を開始する第１切れ刃２５のマージン２３の幅を狭くすることで切削抵抗を低減させ、且つ、第２切れ刃３５のマージン３３の幅を広くすることでバニシング作用により円滑な仕上げ面を得ることができる。

次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。なお、図２に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図５に示されるように、リーマ６０の刃部２０は、第１切れ刃２５、２６と第２切れ刃３５、３６とからなる。第１切れ刃２５のマージン２３の幅はＣであり、第２切れ刃３５のマージン３３の幅はＤであり、Ｃ＜Ｄである。

第１切れ刃２５前の第１切粉排出溝６１の幅はＬ３であり、第２切れ刃３５前の第２切粉排出溝６２の幅はＬ４であり、Ｌ３＞Ｌ４である。

以上の述べたリーマ１０の作用を次に述べる。
図６（ａ）は加工開始直後の状態を説明する図であり、リーマ６０は回転すると共に図下方に移動して加工対象物５１の下穴５２に到達する。第２切れ刃３５より先に、第１切れ刃２５、２６が下穴５２を切削し、下穴５２を拡径する。（ｂ）は第２切れ刃３５、３６による切削開始の状態を説明する図であり、第２切れ刃３５、３６が、下穴５２の端部５３に到達すると、第２切れ刃３５、３６により下穴５２が切削され仕上げ加工が施される。第１切れ刃２５、２６が先に切削を開始するので、第１切れ刃２５、２６の切削量が、第２切れ刃３５、３６の切削量よりも多くなる。

次にリーマ６０の作用を詳しく説明する。
図７に示すように、第１切れ刃２５により加工対象物の下穴５２は切削され、切り粉６４が発生する。また、第２切れ刃３５により加工対象物の下穴５２は切削され、切り粉６５が発生する。図６で説明したように、第１切れ刃２５による切り粉６４（切削量）が、第２切れ刃３５による切り粉６５（切削量）よりも多くなる。第２切れ刃３５による切削量が少ないので、第２切粉排出溝６２の幅を第１切粉排出溝６１の幅よりも小さくでき、結果図５に示すランド６３の幅（逃げ面２８の幅）を広げることができ、リーマ６０の剛性の向上を図ることができる。

以上に述べた内容をまとめて以下に記載する。
図２に示すように、外周に刃部２０が設けられたリーマ１０であって、刃部２０は、切れ刃２１に連なるマージン２３を有する第１切れ刃２５、２６と、この第１切れ刃２５、２６のマージン２３の幅Ａよりもマージン３３の幅Ｂが広い第２切れ刃３５、３６とからなり、第１切れ刃２５の隣に第２切れ刃３５が配置され、回転方向に沿って第１切れ刃２５と次の第２切れ刃３５とのなす第１中心角θ１より、第２切れ刃３５と次の第１切れ刃２６とのなす第２中心角θ２は小さく設定され且つ、図１に示す第２切れ刃３５の先端部３９は、第１切れ刃２５の先端部２９よりシャンク１１側へ後退している。

この構成により、マージンの幅が第２切れ刃３５より小さい第１切れ刃２５で先に下穴（図３、符号５２）を切削し、第２切れ刃３５の外径４５と略同径に拡径するので、マージンの幅が広い第２切れ刃３５への切削抵抗が低減される。さらに、第２中心角θ２が小さく設定されているので、第１切れ刃２５と第２切れ刃３５の切削量が均一となり、リーマ１０に加わる力のバランス均一になる。結果、マージン３３の幅Ｂを確保して加工精度の向上を図り、且つ、切削抵抗を低減することができる。

図５に示すように、外周に刃部２０が設けられたリーマ６０であって、刃部２０は、切れ刃２１に連なるマージン２３を有する第１切れ刃２５と、この第１切れ刃２５のマージン２３の幅Ｃよりもマージン３３の幅Ｂが広い第２切れ刃３５とを有し、図１に示す第２切れ刃３５の先端部３９は、第１切れ刃２５の先端部２９よりシャンク１１側へ後退しており且つ、第１切れ刃２５前の第１切粉排出溝６１の溝幅Ｌ３は、第２切れ刃３５前の第２切粉排出溝６２の溝幅Ｌ４よりも大きい。

この構成により、マージンの幅が第２切れ刃３５より小さい第１切れ刃２５で先に下穴を切削し、第２切れ刃３５の外径４５と略同径に拡径するので、マージン３３の幅Ｄが広い第２切れ刃３５への切削抵抗が低減される。さらに、図７に示す切粉６５の排出量が少ない第２切粉排出溝６２の溝幅Ｌ４を小さくしたので、その分第１切れ刃２５のランド幅を大きくでき、リーマ６０の剛性を向上させることができ、リーマ６０が撓み難くなり、位置精度、真円度が向上する。結果、マージン３３の幅を確保して加工精度の向上を図り、且つ、切削抵抗を低減することができる。

尚、本発明に係るリーマ１０、６０は、第１切れ刃２５、２６のと第２切れ刃３５、３６の歯数を計６枚としたが、これに限定されず、歯数の合計を４枚、８枚など適宜変更しても差し支えない。

本発明のリーマは、穴の仕上げ加工に仕上げ加工に使用される工具に好適である。

１０、６０…リーマ、１１…シャンク、２０…刃部、２１、２２、３１、３２…切れ刃、２３、２４、３３、３４…マージン、２５、２６…第１切れ刃、２９…第１切れ刃の先端部、３５、３６…第２切れ刃、３９…第２切れ刃の先端部、６１…第１切粉排出溝、６２…第２切粉排出溝、θ１…第１中心角、θ２…第２中心角、Ｌ３…第１切粉排出溝の幅、Ｌ４…第２切粉排出溝の幅。

Claims (2)

1. 外周に刃部が設けられたリーマであって、
   前記刃部は、切れ刃に連なるマージンを有する第１切れ刃と、この第１切れ刃の前記マージンの幅よりもマージンの幅が広い第２切れ刃とからなり、
   前記第１切れ刃の隣に前記第２切れ刃が配置され、回転方向に沿って前記第１切れ刃と次の前記第２切れ刃とのなす第１中心角より、前記第２切れ刃と次の前記第１切れ刃とのなす第２中心角は小さく設定され且つ、
   前記第２切れ刃の先端部は、前記第１切れ刃の先端部よりシャンク側へ後退していることを特徴とするリーマ。
2. 外周に刃部が設けられたリーマであって、
   前記刃部は、切れ刃に連なるマージンを有する第１切れ刃と、この第１切れ刃の前記マージンの幅よりもマージンの幅が広い第２切れ刃とを有し、
   前記第２切れ刃の先端部は、前記第１切れ刃の先端部よりシャンク側へ後退しており且つ、
   前記第１切れ刃前の第１切粉排出溝は、前記第２切れ刃前の第２切粉排出溝よりも溝幅が大きいことを特徴とするリーマ。

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