JPH0523885B2

JPH0523885B2 -

Info

Publication number: JPH0523885B2
Application number: JP24082986A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Wakihira; Michitaka Katsuta; Masayasu Hino; Tadao Yamamoto
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-10-09
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1993-04-06
Also published as: JPS6393520A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ドリル部とリーマ部とを有するリー
マに関し、特に、基本的な穴明け精度及び穴仕上
げ精度がよいドリルリーマに関する。

従来の技術従来、一般に、穴明け加工では、ドリルで材料
に穴を明けたのち、コアドリルを使用したのちリ
ーマを使用し、またはコアドリルを使用せずにす
ぐにリーマを使用して、上記穴の仕上げ加工を行
つていた。しかしながら、上記工程では２種類の
工具を使用するので、時間がかかりかつ工具費用
も大きくなるという問題があつた。この問題を解
決するものとして、第８〜１０図に示すように、
上記穴明け加工を行うドリル部２１ａと仕上げ加
工を行うリーマ部２１ｂとを１つの工具に備えた
リーマが開発された。このリーマ２１によれば、
上記２種類の加工を１つの工具で行うことがで
き、加工時間も短縮されるとともに、工具費用も
さほど要せず、上記問題を総て解消しえた。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記構造のリーマ２１では、剛
性をもたせるためドリル部２１ａにおいて心厚が
大きくなつて、刃立を行つたときチゼルエツジ２
２が標準ドリル３（第４図参照）のものよりも大
きくなる結果、ドリル部２１ａで材料の切削を行
うとき、いわゆる歩行現象が生じてドリル部２１
ａの回転中心が移動して穴明け精度（例えば、真
円度、真直度、面粗さなど）が悪くなり、リーマ
部２１ｂで仕上げ加工するときドリル部２１ａで
の穴明け精度が悪いので、リーマ部２１ｂの中心
軸と穴の中心軸とがずれた状態で仕上げ加工を行
うことになり、仕上げられた穴の精度も悪くなる
といつた問題点があつた。なお、ここで上記標準
ドリル３とは、例えば、JIS Ｂ 4301のストレー
トシヤクドリルの規格に基づいて市販されている
ドリルであつて、その心厚寸法が一般に（0.15〜
0.18）×Ｄ程度となつているドリルのことを意味
する。ただし、Ｄはドリル径である。

したがつて、本発明の目的は、精度良く穴明け
加工並びに穴仕上げ加工を行うことができるリー
マを提供することにある。

問題点を解決するための手段上記目的を達成するために、本発明は、ドリル
部の心厚部分の再研削範囲内に上記チツプ排出用
主溝に連通した副溝を形成するように構成した。
すなわち、ドリル部とリーマ部とからなるリーマ
において、上記ドリル部は、チツプ排出用主溝を
構成するヒール面と刃裏面とがドリル部軸方向断
面において、大略滑らかな曲面をなす標準断面刃
形に対して、該標準断面刃形のヒール面よりヒー
ル面のヒール面外側部分の全部、すなわち外側端
部、または一部、すなわち、例えば外側端部全体
を突出させたのちヒール部のみを切り落として残
りの切落とされていない部分、が上記チツプ排出
用主溝内に突出するとともに、上記標準断面刃形
の刃裏面より刃裏面が上記チツプ排出用主溝に向
けて略三角形状に突出するようにした断面形状を
先端部より軸方向沿いの所定範囲内に有するとと
もに、該所定範囲内でかつ上記先端部より軸方向
沿いの再研削可能範囲内の上記断面形状におい
て、上記標準断面刃形のヒール面より略Ｕ字状に
くぼんだ副溝を上記ヒール面のヒール面中心側に
有するように構成した。

発明の作用上記構成においては、副溝によりチゼルエツジ
が小さくなり、ドリル部での切削時、ドリル部の
先端が被切削材に対していわゆる歩行現象を行こ
さずドリル部の回転中心が移動しないとともに、
切削抵抗も小さくなり、精度良く穴明け加工が行
え、従つて、リーマ部の中心軸と穴の中心軸とが
略一致した状態で該リーマ部で穴内周面の仕上げ
加工を行うことができ、仕上げられた穴の精度が
良くなる。

実施例以下、本発明にかかる実施例を第１〜７図に示
す図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るリーマ１の側
面図、第２，３図は夫々ドリル部１ａの端面及び
リーマ部１ｂの断面図、第４図はドリル部１ａの
刃部の断面図、第５図は刃部の要部断面側面図、
第６図は第５図の−線断面図、第７図は具体
的なドリル部１ａの刃先端面図である。なお、上
記第４図中、点線は、チツプ排出溝を構成するヒ
ール面３ｂと刃裏面３ａとがドリル軸方向断面に
おいて大略滑らかな曲面をなした標準断面刃形を
有する従来の標準ドリル３を示し、２点鎖線は従
来の心厚の大きな高剛性ドリル２を示す。また、
第４図中、２ｂは刃裏面、２ｃはヒール面であ
る。

上記リーマ１は、ドリル部１ａとリーマ部１ｂ
とから大略構成する。

上記ドリル部１ａについてまず説明する。上記
ドリル部１ａはリーマ１の先端部より軸方向沿い
の所定範囲内のリーマ軸方向断面において第４図
中軸心Ｏ点を中心に点対称に形成されており、一
対のチツプ排出用主溝６，６を軸方向沿いに螺旋
状に形成するとともに、湾曲した各主溝６の溝壁
面に刃裏面４とヒール面５を夫々備える。

上記刃裏面４は、上記ドリル部軸方向断面にお
いて、標準ドリル３により略三角形状に主溝６内
に突出させて突出部４ｃを形成して、標準ドリル
３より肉厚にする。すなわち、刃裏面４の外側４
ａを従来の高剛性ドリル２と同様に突出させる一
方、中心側４ｂを上記高剛性ドリル２の中心側よ
りくぼませて心厚が小さくなるようにする。

また、上記ヒール面５は、上記ドリル部軸方向
断面において、その外側端部５ｂを第４図中一点
鎖線で示すように高剛性ドリル２と同様に主溝６
内に突出させるとともに、該外側端部５ｂより中
心側にかけてＵ字状にくぼんだ副溝８を軸方向沿
いに螺旋状に形成する。従つて、ヒール面５の外
側部５ｂにおいては標準ドリル３より肉厚に形成
する一方、中心側においては上記高剛性ドリル２
や標準ドリル３よりもくぼませて心厚を小さくす
る。上記副溝８は第５図に示すようにドリル部先
端側より軸方向沿いの一定範囲l₂内に形成し、こ
の範囲を上記ドリル部１ａの切刃の再研削しうる
範囲とする。上記この副溝８を形成した再研削可
能範囲l₂内において、先端部よりドリル部軸方向
所定範囲L₁内の心厚部分に、心厚寸法W₁が一定
すなわち平行心厚（０／100）となり溝底面がド
リル部軸方向と平行になる平行部８ａを形成する
とともに、該平行部から残りの範囲L₂内に一定
角度傾斜した傾斜部８ｂを形成する。この傾斜部
８ｂまで再研削を行つた場合でも刃先端面に形成
されるチゼルエツジの大きさは上記標準ドリル３
のチゼルエツジよりも小さく、切削性に優れたも
のとなつている。なお、上記ドリル部１ａは、例
えば副溝８を形成する砥石で第４図中実線で示す
ようにヒール部７を削り落として主溝６のスペー
スを大きくし、切削油の浸透をより良くするのが
好ましい。この場合、ヒール部７を削り落として
も、ドリル部１ａの剛性が落ちたことによるドリ
ル部１ａの寿命低下は起こらなかつた。

一方、上記リーマ部１ｂは、ドリル部１ａより
も一段大径に形成され、かつリーマ軸方向断面に
おいて第４図中軸心Ｏ点を中心に点対称に形成さ
れており、４個の切刃１０，…，１０を備えると
ともに、各円周方向沿いに隣接する切刃１０，１
０間には、上記ドリル部１ａの一対のチツプ排出
用主溝６，６に連続した一対のチツプ排出用螺旋
状第１溝１２，１２と、リーマ部１ｂより新たに
形成したチツプ排出用螺旋状第２溝１１とを交互
に備える。このリーマ部１ｂの作用は従来公知の
リーマと同様な作用を行う。

上記リーマ１によれば、材料に対して始めドリ
ル部１ａにより穴明け加工が行なわれる。すなわ
ち、穴明けの切削時、ドリル部１ａの切削により
生じるチツプは、刃裏面４の略三角形状突出部４
ｃの外側４ａの湾曲面に沿つて主溝６から第１溝
１２に案内されて良好に排出されるとともに、チ
ゼルエツジで圧壊された切屑は上記副溝８から上
記主溝６及び第１溝１２内に案内されて良好に排
出される。次いで、穴が明けられてリーマ部１ｂ
に穴の内周面が接触するようになると、リーマ部
１ｂの各切刃１０で穴内周面を切削して、真円
度、真直度、面粗さを出して穴内周面を精度良く
仕上げる。上記各切刃１０で切削された切屑は第
１溝１２または第２溝１１から良好に排出され
る。

上記実施例にかかるリーマ１であつて、鉄鋼用
リーマのドリル部の具体例を第７図に示す。主溝
部分の心厚寸法W₂は（0.25〜0.40）Ｄ、溝幅比は
１：１〜0.8：１、ねじれ角は25度、副溝部分の
心厚寸法W₁は（0.04〜0.11）Ｄとし、先端角は
135度とする。但し、Ｄはドリル部径である。そ
して、両刃裏面４，４の外端を結ぶ線と刃裏面４
の中心側湾曲面の接線とのなす角αは10°〜15°と
し、刃裏面４の中心側湾曲面の曲率半径R₁は
（0.1〜0.2）Ｄとし、刃裏面４からヒール面５に
かけての湾曲面の直径D₃はφ（0.1〜0.2）Ｄとし、
ヒール面５の中心側湾曲面の曲率半径R₂は（0.5
〜0.8）Ｄとし、ヒール面５の外側端部５ｂと副
溝８との境界部のドリル部中心からの距離すなわ
ち直径D₂はφ0.85Dとする。上記副溝８は、その
軸方向長さl₂（第５図参照）、すなわち切刃と副溝
８との接点Ａからの軸方向長さは（0.5〜1.1）Ｄ
とする。この軸方向長さがこれだけあれば、従来
のドリルと同数だけ再研削できるとともに寿命も
従来のドリルと同程度となる。しかし、寿命を延
ばすためには上記長さは短いほうがよい。上記副
溝８の傾斜部８ｂの心厚寸法W′からW″間での範
囲における心厚テーパは2/100〜6/100程度とし、
心厚寸法W₁がφ13.0mm以上の場合には上記心厚テ
ーパは4/100とする。

なお、従来の鉄鋼用高剛性ドリルでは、溝幅比
が0.8〜0.9：１、心厚寸法が（0.2〜0.45）Ｄであ
り、シンニングを行う必要があつた。また、鉄鋼
用標準ドリルでは、溝幅比が1.3：１〜１：１、
心厚寸法が（0.1〜0.20）Ｄであり、シンニング
が必要であつた。

また、ドリル部１ａの溝幅比や心厚寸法など
は、軽合金用、アルミ用のドリルと上記鉄鋼用の
ドリルとは異なり、夫々用途に応じて溝幅比や心
厚寸法などを決めて、シンニングを行わなくても
よいようにする必要がある。この軽合金用、アル
ミ用のドリル部の参考例としては、溝幅比を
1.5：１〜1.6：１として大きくし、ねじれ角を38
〜42度として大きくする一方、心厚寸法は鉄鋼用
ドリルと同じにしたものがある。

上記実施例によれば、ドリル部１ａのヒール面
５に副溝８を備えたので、ドリル部１ａの心厚が
標準ドリル３や高剛性ドリル２よりも小さくなり
刃立をしたときチゼルエツジも小さくなるととも
に、上記ドリル部中心部の溝底の曲率半径が小さ
くなる結果、ドリル部１ａでの切削時、被切削材
に対する食い付き性が良くなり、いわゆる歩行現
象が生じず精度良く穴明け加工を行うことがで
き、ドリル部１ａにシンニングを行う必要がなく
なり、かつ切屑のブレイク性が良くなる。また、
ドリル部１ａに続いてリーマ部１ｂで仕上げ加工
を行うとき、上記穴が精度良く明けられて穴の軸
とリーマ部１ｂの中心軸とが大略一致するので、
穴内周面を均一にリーマ部１ｂで切削することが
できて精度良く仕上げることができる。従つて、
上記ドリル部１ａにおいて、従来の高剛性ドリル
２のようにシンニングの巧拙が穴明け精度に影響
するといつた問題を確実に解消できる。また、再
研削毎にドリル部１ａのシンニングを行う必要も
なく、ただ、ドリル部先端の切刃の刃立てを行う
だけで十分に切削できる。また、ドリル部１ａの
ヒール面５の中心側に副溝８を備えたので、チツ
プ排出用の溝を従来の高剛性ドリル２や標準ドリ
ル３のチツプ排出用溝よりも大きくすることがで
きるとともに、刃裏面４の突出部４ｃの外側４ａ
の湾曲面沿いにチツプをチツプ排出用の上記溝
８，６内に円滑に案内できるので、チツプの排出
性が向上する。また、上記副溝８に平行部８ａを
形成したので、刃先部に剛性を持たせることがで
きるとともに、ドリル部の製造段階の品質検査工
程において、上記平行部８ａの心厚寸法を測定す
ることにより製品の品質の安定化を図ることがで
きる。すなわち、平行部を形成ぜずに傾斜部のみ
から副溝８を構成すると、該副溝部分において心
厚寸法を測定する場合、例えば、マイクロメータ
の測定子の位置が少しでも狂うと心厚寸法が異な
るため、各ドリル部１ａにおいて同一箇所を測定
することが困難であり、製品の品質の安定化が困
難であつたのである。また、上記ヒール面５の外
側端部５ｂと厚肉にするとともに、刃裏面４に突
出部４ｃを形成して厚肉にすることにより、心厚
を大きくすることなく、ドリル部の剛性を向上さ
せることができる。さらに、上記のように心厚が
小さくなることに対応してチツプ排出用の溝の断
面積が標準ドリル３や高剛性ドリル２よりも大き
くなり、チツプ排出性能が良くなる。また、上記
ドリル部１ａで明けられた穴の精度が良いので、
コアードリルを通した場合と同じ状態となり、従
来のドリル部とリーマ部とを有するリーマと比較
するリーマ部１ｂにかかる負担が少なくなる。

なお、上記実施例では、ドリル部１ａで穴明け
加工が終了したのち、リーマ部１ｂで穴の内周面
の仕上げ加工を行うようにしていたが、ドリル部
１ａにもリーマ部１ｂの切刃を備えるようにし
て、ドリル加工とリーマ加工を同時に行えるよう
にしてもよい。また、寿命延長及び仕上げ穴のよ
り精度の向上のために油穴を備えるようにしても
よい。また、リーマ１の表面に硬質被膜、例えば
窒化チタン（TiN）、炭化チタン（TiN）または
立方晶型窒化硼素（CBN）等、をコーテイング
により形成するようにしてもよい。

発明の効果上記構成によれば、ドリル部の刃部のヒール面
の中心側に略Ｕ字状にくぼんだ副溝を形成するこ
とにより、心厚が小さくなりチゼルエツジが小さ
くなるとともにドリル部中心部の溝底の曲率半径
が小さくなるので、ドリル部での切削時、被切削
材に対するドリル部の食い付き性が良くなり、い
わゆる歩行現象が生じずドリル部の回転中心が移
動するのを効果的に防止することができるととも
に、切削抵抗が小さくなり切削性が良くなり、か
つ切屑のブレイク性も良くなる。また、ドリル部
に続いてリーマ部で仕上げ加工を行うとき、上記
穴が精度良く明けられて穴の軸とリーマ部の中心
軸とが大略一致するので、穴内周面をリーマ部で
均一に切削することができ精度良く仕上げること
ができ、穴の真円度、真直度、面粗さ、穴の位置
等の精度が向上する。従つて、ドリル部のシンニ
ングが不要となり、シンニングの巧拙が穴明け精
度に影響することがないので、シンニングを行わ
ずとも精度の良い穴明け加工を行うことができ
る。また、ドリル部の再研削毎にシンニングを行
う必要もなく、ただ、ドリル部先端の切刃の刃立
てを行うだけで十分に切削できる。また、ドリル
部のヒール面の中心側に副溝を備えたので、チツ
プ排出用の溝の面積が標準ドリルや高剛性ドリル
より大きくなり、チツプ排出性能が良くなる。ま
た、上記副溝に平行部を形成したので、刃先部に
剛性を持たせることができるとともに、リーマの
ドリル部の製造段階の品質検査工程において、上
記平行部の心厚寸法を測定することにより製品の
品質の安定化を図ることができる。すなわち、平
行部を形成せずに傾斜部のみから副溝を構成する
と、該副溝部分において各ドリル部の心厚寸法を
例えばマイクロメータで測定する場合、マイクロ
メータの測定子の位置が少しでも狂うと心厚部分
の傾斜により心厚寸法が異なつてくるので、各ド
リル部において精確に測定子を同一位置に位置さ
せることが必要となり、この測定子を同一位置に
位置させることが非常に困難であり、製品の品質
の安定化が困難であつたのである。また、ドリル
部軸方向断面において、刃部のヒール面外側端部
がチツプ排出溝内に突出する一方、刃裏面がチツ
プ排出溝に向けて略三角形状に突出して、心厚を
大きくすることなく、ドリル部の剛性を大きくす
ることができて、穴明け加工の高能率化が図れ
る。さらに、上記刃裏面が略三角形状に突出した
ので、切削した切屑すなわちチツプが、上記略三
角形状突出部の外側斜面沿いにチツプ排出溝内に
円滑に案内される。また、上記ドリル部で明けら
れた穴の精度が良いので、コアードリルを通した
場合と同じ状態となり、従来のドリル部とリーマ
部とを有するリーマと比較するとリーマ部にかか
る負担が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るリーマの側面
図、第２，３図は夫々ドリル部の端面図及び第１
図の−線断面図、第４図はドリル部の刃部の
断面図、第５図は上記ドリル部の刃部の要部断面
側面図、第６図は第５図の−線断面図、第７
図は具体的なドリル部の刃先端面図、第８〜１０
図は夫々従来のリーマの側面図、ドリル部の端面
図及び第８図のＸ−Ｘ線断面図である。１……実施例に係るリーマ、１ａ……ドリル
部、１ｂ……リーマ部、２……従来のドリル、２
ｂ……刃裏面、２ｃ……ヒール面、３……標準ド
リル、３ａ……刃裏面、３ｂ……ヒール面、４…
…刃裏面、４ａ……外側、４ｂ……中心側、４ｃ
……突出部、５……ヒール面、５ｂ……外側端
部、６……チツプ排出用主溝、７……ヒール部、
８……副溝、１０……切刃、１１……第２溝、１
２……第１溝。

Claims

【特許請求の範囲】１リーマ部１ｂの先端部にドリル部１ａを有す
るリーマにおいて、上記ドリル部１ａは、チツプ排出用主溝６を構
成するヒール面３ｂと刃裏面３ａとがドリル部軸
方向断面において、大略滑らかな曲面をなす標準
断面刃形に対して、該標準断面刃形のヒール面３
ｂよりヒール面５のヒール面外側部分の全部また
は一部が上記チツプ排出用主溝６内に突出すると
ともに、上記標準断面刃形の刃裏面３ａより刃裏
面４が上記チツプ排出用主溝６に向けて略三角形
状に突出するようにした断面形状を先端部より軸
方向沿いの所定範囲内に有するとともに、該所定
範囲内でかつ上記先端部より軸方向沿いの再研削
可能範囲l₂内の上記断面形状において、上記標準
断面刃形のヒール面３ｂより略Ｕ字状にくぼんだ
副溝８を上記ヒール面５のヒール面中心側に要す
るように構成したことを特徴とするリーマ。