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WO2012063802A1 - リーマ及び穴の加工方法 - Google Patents

リーマ及び穴の加工方法 Download PDF

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WO2012063802A1
WO2012063802A1 PCT/JP2011/075679 JP2011075679W WO2012063802A1 WO 2012063802 A1 WO2012063802 A1 WO 2012063802A1 JP 2011075679 W JP2011075679 W JP 2011075679W WO 2012063802 A1 WO2012063802 A1 WO 2012063802A1
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WO
WIPO (PCT)
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reamer
cutting fluid
hole
cylindrical portion
processing method
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/075679
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
純也 開
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to BR112013008486A priority patent/BR112013008486A2/pt
Priority to CN2011800487977A priority patent/CN103153513A/zh
Priority to RU2013115901/02A priority patent/RU2013115901A/ru
Priority to US13/877,690 priority patent/US20130195572A1/en
Priority to CA2813920A priority patent/CA2813920A1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D77/00—Reaming tools
    • B23D77/006—Reaming tools with means for lubricating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D2277/00—Reaming tools
    • B23D2277/52—Details of helices, e.g. helix angles or helices of special form
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/03—Processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/44—Cutting by use of rotating axially moving tool with means to apply transient, fluent medium to work or product

Definitions

  • the present invention relates to a reamer and a hole processing method.
  • Reamers may be used to adjust the shape of the holes provided in the workpiece.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2724120 discloses a reamer for processing composite materials.
  • a point that forms a torsion groove that twists in a direction opposite to a preset rotation direction toward the tip, a biting portion whose outer diameter increases from the tip of the cutting edge toward the shank, and A back taper portion whose outer diameter decreases at a rate of 0.05 to 0.25 mm / 100 mm toward the shank portion following the biting portion is formed on the cutting edge portion, opposite to the outer peripheral cutting edge of the biting portion It is disclosed that a margin part having a width of 0.05 to 0.20 mm is formed adjacent to the direction, and a flank of 20 to 30 ° is provided following the margin part.
  • Patent Document 1 by adopting such a configuration, the cutting resistance of the composite material processing reamer can be suitably reduced, the point that the finished surface is not roughened, and the chips generated from the biting part are forward, that is, The point of discharging toward the tip of the reamer is described.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of such a reamer.
  • the reamer 105 shown in FIG. 1 is used for adjusting the shape of the hole 104 to be processed provided in the workpiece 101.
  • the workpiece 101 has a composite material plate 102 and a metal plate 103, which are laminated.
  • the reamer 105 is provided with a blade 106 and a discharge port 107.
  • the blade 106 extends by twisting in the opposite direction to the rotation direction.
  • a cutting fluid flow path into which cutting fluid is introduced is formed inside the reamer 105.
  • the discharge port 107 is connected to the cutting fluid flow path.
  • the reamer 105 rotates around the central axis c along the rotation direction.
  • the rotating reamer 105 is fed along the traveling direction, and is inserted into the workpiece hole 104 from the composite material plate 102 side. Further, cutting fluid is introduced into the cutting fluid flow path.
  • the introduced cutting fluid 109 is discharged toward the traveling direction side of the reamer 105 through the discharge port 107.
  • the workpiece 101 may include a metal plate 103. At the surface portion (part A in FIG. 1) of the metal plate 103 on the traveling direction side, the metal plate 103 may be pushed toward the traveling direction side, and the metal plate 103 may be deformed to generate burrs. In other words, when the blade 106 is twisted and extended in the opposite direction, there is a problem that burrs are generated in the metal plate 103.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating another example of the reamer 105.
  • the blade 106 extends so as to twist in the rotational direction side (hereinafter referred to as a positive direction) as it goes in the distal direction.
  • a positive direction the rotational direction side
  • Other points are the same as in the example shown in FIG.
  • chips 108 are generated on the inner wall of the hole 104 to be processed on the side opposite to the traveling direction (the rear end side of the reamer). So that it is shaved.
  • the processed hole 104 is cut by upper cutting.
  • the metal plate 103 is prevented from being pushed toward the traveling direction on the surface portion of the metal plate 103, and generation of burrs can be suppressed.
  • the chip 108 is discharged toward the opposite side of the traveling direction, whereas the cutting fluid 109 is discharged toward the traveling direction side. Therefore, the discharge of the chips 108 is hindered by the cutting fluid 107, and the chips 108 may be clogged in the reamer 105. As a result, the inner wall of the hole 104 to be machined may be scraped by the chips 108 and a desired hole diameter may not be obtained.
  • an object of the present invention is to provide a reamer and a hole processing method capable of suppressing the generation of burrs and obtaining a desired hole diameter.
  • the reamer according to the present invention has a columnar shape, and rotates in a rotation direction set in advance around a center line, and is provided on the outer peripheral surface of the columnar portion and twisted in a direction to be an upper cut.
  • the cutting fluid channel extends so that the cutting fluid is discharged from the discharge port group toward the rear end side.
  • the blade portion is formed so as to be an upper cut, the occurrence of burrs can be suppressed even if a metal plate is used as a workpiece.
  • the cutting fluid is discharged from the discharge port group toward the rear end side. That is, the chips and the cutting fluid are discharged in the same direction (direction toward the rear end side). Therefore, the discharge of the chips is not hindered by the cutting fluid, and the chips are not clogged with the reamer.
  • the hole to be machined is prevented from being unnecessarily shaved by chips, and a desired hole diameter can be obtained.
  • the hole processing method includes a step of rotating a reamer and a step of processing a hole formed in advance in a processed plate using the rotating reamer.
  • the reamer includes a columnar cylindrical portion and a blade portion that is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion and extends while twisting.
  • the step of rotating includes the step of rotating the reamer in a direction that results in an upper cut.
  • the processing step includes a step of introducing a cutting fluid into the cylindrical portion and a step of discharging the introduced cutting fluid from the outer peripheral surface of the cylindrical portion toward the rear end side.
  • a reamer and a hole processing method capable of suppressing generation of burrs and obtaining a good finished shape.
  • the reamer according to the present embodiment is used for adjusting the shape of the hole provided in the workpiece.
  • This embodiment demonstrates the case where the main wing member of an aircraft is used as a workpiece.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a workpiece.
  • the workpiece includes a first composite material plate 1-1, a second composite material plate 1-2, and a metal plate 2. These are laminated so that the metal plate 2 is sandwiched between the first composite material plate 1-1 and the second composite material laminate.
  • the first composite material plate 1-1 and the second composite material plate 1-2 are, for example, CFRP (carbon fiber reinforced plastic) plates.
  • the metal plate 2 is, for example, a titanium (Ti) plate.
  • the first composite material plate 1-1, the second composite material plate 1-2, and the metal plate 2 are permanently fastened by the fastening member 4. That is, it is impossible to disassemble the workpiece.
  • a hole to be processed 3 is provided so as to penetrate the first composite material plate 1-1, the second composite material plate 1-2, and the metal plate 2.
  • the reamer according to the present embodiment is used for adjusting the shape of the hole 3 to be processed.
  • the workpiece cannot be disassembled, if burrs are generated in the metal plate 2 during processing, the generated burrs cannot be removed. Therefore, when processing such a workpiece, it is strongly required to adjust the shape of the hole 3 so as not to generate burrs.
  • FIG. 4 is a side view showing the reamer 5 according to the present embodiment.
  • the internal shape of the reamer 5 is partially drawn.
  • the reamer 5 includes a cylindrical portion 6, a plurality of blade portions 7, a cutting fluid channel 9, and a discharge port group 8.
  • the cylindrical part 6 forms the main body part of the reamer 5 and has a cylindrical shape.
  • the cylindrical portion 6 is connected to a rotation mechanism (not shown) at the rear end portion. By the rotation mechanism, the cylindrical portion 6 rotates in the rotation direction around the central axis c.
  • the plurality of blade portions 7 are formed on the side surface of the cylindrical portion 6. Each blade portion 7 is twisted so as to go in the same direction as the rotation direction as it goes toward the tip side. That is, each blade portion 7 is twisted in the positive direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the AA ′ cross section of FIG. 4. As FIG. 5 shows, each blade part 7 is formed so that the front-end
  • the cutting fluid channel 9 is a portion into which the cutting fluid is introduced, and is provided inside the cylindrical portion 6.
  • the discharge port group 8 is provided to discharge the introduced cutting fluid, and is provided in the groove portion 12.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the cutting fluid flow path 9 and the discharge port group 8.
  • the cutting fluid flow path 9 has a trunk portion 9-1 and a plurality of branch portions 9-2.
  • the trunk 9-1 extends along the central axis c.
  • Each branch portion 9-2 is connected to the trunk portion 9-1 at one end and to each discharge port (8-1 to 8-3) at the other end.
  • the branch portion 9-2 extends from the trunk portion 9-1 toward the rear end side.
  • the cutting fluid introduced into the trunk portion 9-1 is directed from the discharge ports (8-1 to 8-3) to the rear end side via the branch portion 9-2. Discharged.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the hole processing method according to the present embodiment.
  • the reamer 5 is rotated in the rotation direction. Further, the cutting fluid 10 is introduced into the cutting fluid flow path 9. As a result, the cutting fluid 10 is discharged from the respective discharge ports (8-1 to 8-3) toward the rear end side. Further, the rotating reamer 5 is moved in the traveling direction and inserted into the hole 3 to be processed. Thereby, the inner wall of the hole 3 to be processed is cut by the blade portion 7, and the shape of the hole 3 to be processed is adjusted.
  • the blade portion 7 is twisted in the positive direction. Accordingly, the inner wall of the hole 3 to be machined is shaved by the upper cut, and the chips 11 are generated on the rear end side of the blade portion 7. The generated chips 11 are guided to the rear end side of the reamer 5 along the groove 12 and discharged.
  • the metal plate 2 is prevented from being pushed to the traveling direction side at the surface portion (part A in the drawing) of the metal plate 2 on the traveling direction side. The As a result, the occurrence of burrs on the metal plate 2 is prevented.
  • the cutting fluid 10 is discharged toward the rear end side.
  • the discharge direction of the cutting fluid 10 is the same as the discharge direction of the chips 11. Therefore, the discharge of the chips 11 is not hindered by the cutting fluid 10. It is possible to prevent the chips 11 from clogging the groove portion 12 and to adjust the shape of the hole 3 to be processed so as to have a desired hole diameter.
  • the case where the metal plate 2 is permanently sandwiched between the first composite material plate 1-1 and the second composite material plate 1-2 in the work material has been described.
  • the reamer 5 according to the present embodiment can be suitably applied to such a workpiece in that it can prevent the occurrence of burrs.
  • the workpiece to which the reamer 5 according to the present embodiment is applied is not limited to such a workpiece. If the workpiece includes a metal plate, burrs may occur during processing.
  • burrs When burrs are generated on the metal plate, deburring work is required. Therefore, if a material including a metal plate is used as a workpiece, by using the reamer 5 according to the present embodiment, the generation of burrs can be suppressed and the deburring operation can be omitted.
  • Comparative Example 1 As Comparative Example 1, a reamer in which the blade portion 7 was twisted and extended in the opposite direction was prepared.
  • the twist angle of the blade was set to 30 °.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the definition of the twist angle.
  • the twist angle is an angle formed by a line formed by the blade part (tip part of the blade part) and a straight line parallel to the central axis c of the reamer 5 passing through one point on the line.
  • the cutting fluid flow path and the discharge port were formed in the reamer so that the cutting fluid was discharged toward the tip side.
  • the outer diameter of the reamer was set to 16 mm.
  • the reamer according to Comparative Example 1 was rotated at a rotation speed of 200 rpm, and a hole to be processed provided in the metal plate was processed.
  • the flow rate of the cutting fluid was set to 15 to 17 ml / min. Also, the feed rate (reamer progress rate) was 0.05 mm / rev. Set to. After processing, the height of burrs generated on the metal plate was measured.
  • Example 1 As Example 1, a reamer was prepared in which the blade portion 7 was twisted and extended in the positive direction. The twist angle of the blade was set to 10 °. Moreover, the cutting fluid flow path and the discharge port group were formed in the reamer so that the cutting fluid was discharged toward the rear end side. Other configurations were the same as those in Comparative Example 1. Using the reamer according to Example 1, a hole to be processed was processed under the same conditions as in Comparative Example 1. After processing, the height of burrs generated on the metal plate was measured.
  • Example 2 As Example 2, a reamer having a blade portion twist angle of 30 ° was prepared. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Using the reamer according to Example 2, a hole to be processed was processed under the same conditions as in Comparative Example 1. After processing, the height of burrs generated on the metal plate was measured.
  • Example 3 As Example 3, a reamer having a blade portion twist angle of 45 ° was prepared. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Using the reamer according to Example 3, a hole to be processed was processed under the same conditions as in Comparative Example 1. After processing, the height of burrs generated on the metal plate was measured.
  • FIG. 9 is a table showing experimental results. As shown in FIG. 9, in Comparative Example 1, the burr height was 0.2 mm or more. In Example 1, the height of the burr was 0.2 mm or more. In Example 2, the height of the burr was 0.1 mm to 0.2 mm. In Example 3, the height of the burr was less than 0.1 mm.
  • Example 2 has a smaller burr height. That is, it was confirmed that the generation of burrs can be suppressed by setting the twist direction of the blade portion to the positive direction and discharging the cutting fluid to the rear end side.
  • Example 1 comparing Example 1 to Example 3, it is understood that the larger the twist angle, the more the burr height can be suppressed. Moreover, it was confirmed that the burr
  • the twist angle is preferably 50 ° or less. That is, the twist angle is preferably 30 ° or more from the viewpoint of suppressing the generation of burrs, and preferably 50 ° or less from the viewpoint of suppressing fuzz.

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Abstract

　リーマは、円柱状であり、中心線の周りに予め設定された回転方向に回転する、円柱部と、前記円柱部の外周面に設けられ、アッパーカットとなるような方向にねじれて伸びる、刃部と、前記円柱部内に設けられ、切削液が導入される、切削液流路と、前記円柱部の外周面に形成され、前記切削液流路に接続される、排出口群とを具備する。前記切削液流路は、切削液が前記排出口群から後端側へ向かって排出されるように、伸びている。

Description

リーマ及び穴の加工方法
　本発明は、リーマ及び穴の加工方法に関する。
　被加工材に設けられた穴の形状を整えるために、リーマが用いられることがある。
　上記に関連して、特許文献１（特許第２７２４１２０号公報）には、複合材料加工用リーマが開示されている。特許文献１には、先端部に向かうに従って予め設定された回転方向と反対方向へねじれるねじれ溝を形成する点、切れ刃部の先端からシャンク部に向かうに従って外径が増加する食付き部と、食付き部に続いてシャンク部に向かうに従って外径が０．０５～０．２５ｍｍ／１００ｍｍの割合で減少するバックテーパ部とを切れ刃部に形成する点、食付き部の外周切れ刃の反対方向に隣接して０．０５～０．２０ｍｍの幅寸法のマージン部を形成する点、及びマージン部に続いて２０～３０°の逃げ面を設ける点が開示されている。特許文献１には、このような構成を採用することにより、複合材料加工用リーマの切削抵抗が好適に低減できる点、仕上げ面が荒らされない点、及び食付き部から発生した切りくずは前方すなわちリーマの先端方向へ排出される点が記載されている。
特許第２７２４１２０号公報
　ところで、リーマとして、切削液を排出するように構成されたものが用いられることがある。図１は、そのようなリーマの一例を示す概略図である。図１に示されるリーマ１０５は、被加工材１０１に設けられた被加工穴１０４の形状を整えるために用いられる。被加工材１０１は、複合材板１０２及び金属板１０３を有しており、これらは積層されている。リーマ１０５には、刃１０６、及び排出口１０７が設けられている。刃１０６は、回転方向に対して逆方向にねじれて伸びている。また、図示されていないが、リーマ１０５の内部には、切削液が導入される切削液流路が形成されている。排出口１０７は、その切削液流路に接続されている。リーマ１０５は、中心軸ｃ周りに回転方向に沿って回転する。回転するリーマ１０５は、進行方向に沿って送られ、複合材板１０２側から被加工穴１０４に挿入される。また、切削液流路に切削液が導入される。導入された切削液１０９は、排出口１０７を介して、リーマ１０５の進行方向側に向かって排出される。
　特許文献１や図１に示されるように、刃１０６が逆方向にねじれて伸びている場合、被加工穴１０４の内壁は、刃１０６の進行方向側に切粉１０８が発生するように、削られる。すなわち、被加工穴１０４は、ダウンカットにより、削られる。このとき、被加工穴１０４の内壁に対しては、刃１０６により、リーマ１０５の進行方向側に向かう力が加わる。ここで、図１に示したように、被加工材１０１には、金属板１０３が含まれる場合がある。進行方向側における金属板１０３の表面部分（図１中、部分Ａ）では、金属板１０３が進行方向側に押され、金属板１０３が変形し、バリが発生してしまうことがある。すなわち、刃１０６が逆方向にねじれて伸びている場合には、金属板１０３にバリが発生してしまう、という問題点がある。
　バリの発生を抑制するために、刃１０６が伸びる向きを変更することが考えられる。図２は、リーマ１０５の他の例を示す概略図である。図２に示されるリーマ１０５では、刃１０６が、先端方向に向かうに従い回転方向側（以下、正方向という）へねじれるように伸びている。その他の点については、図１に示される例と同様である。図２に示されるように、刃１０６が正方向にねじれるリーマ１０５を用いた場合、被加工穴１０４の内壁は、進行方向とは反対側（リーマの後端側）に切粉１０８が発生するように、削られる。すなわち、被加工穴１０４は、アッパーカットにより、削られる。アッパーカットによって被加工穴１０４が削られる場合、金属板１０３の表面部分において金属板１０３が進行方向側へ押されることが防止され、バリの発生を抑制することができる。
　しかしながら、図２に示した例では、切粉１０８が進行方向の反対側に向かって排出されるのに対し、切削液１０９は進行方向側に排出される。従って、切粉１０８の排出が切削液１０７によって妨げられ、切粉１０８がリーマ１０５に詰まってしまうことがある。その結果、被加工穴１０４の内壁が切粉１０８によって削られ、所望する穴径を得ることができない場合がある。
　従って、本発明の課題は、バリの発生を抑制でき、所望する穴径を得ることができる、リーマ及び穴の加工方法を提供することにある。
　本発明に係るリーマは、円柱状であり、中心線の周りに予め設定された回転方向に回転する、円柱部と、前記円柱部の外周面に設けられ、アッパーカットとなるような方向にねじれて伸びる、刃部と、前記円柱部内に設けられ、切削液が導入される、切削液流路と、前記円柱部の外周面に形成され、前記切削液流路に接続される、排出口群とを具備する。前記切削液流路は、切削液が前記排出口群から後端側へ向かって排出されるように、伸びている。
　この発明によれば、アッパーカットとなるように刃部が形成されているため、被加工材に金属板が用いられていたとしても、バリの発生を抑制することができる。
　加えて、切削液は、排出口群から後端側へ向かって排出される。すなわち、切粉と切削液とが同一方向（後端側へ向かう方向）に排出される。そのため、切粉の排出が切削液によって妨げられることがなく、切粉がリーマに詰まることが無い。被加工穴が切粉によって不必要に削られることが防止され、所望する穴径を得ることができる。
　本発明に係る穴の加工方法は、リーマを回転させる工程と、回転するリーマを用いて、被加工板に予め形成された穴を加工する工程とを具備する。前記リーマは、円柱状の円柱部と、前記円柱部の外周面に設けられ、ねじれながら伸びる、刃部とを備える。前記回転させる工程は、アッパーカットとなるような方向に前記リーマを回転させる工程を含む。前記加工する工程は、前記円柱部の内部に切削液を導入する工程と、導入された切削液を、前記円柱部の外周面から後端側へ向かって排出する工程とを含んでいる。
　本発明によれば、バリの発生を抑制でき、良好な仕上げ形状を得ることができる、リーマ及び穴の加工方法が提供される。
リーマの一例を示す概略図である。 リーマの他の例を示す概略図である。 被加工材を示す概略断面図である。 実施形態に係るリーマを示す側面図である。 図４のＡＡ’断面を示す断面図である。 切削液流路及び排出口群の構成を説明するための図である。 実施形態に係る穴の加工方法を説明するための説明図である。 ねじれ角の定義を説明するための説明図である。 実験結果を示すテーブルである。
　以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
　本実施形態に係るリーマは、被加工材に設けられた穴の形状を整えるために用いられる。本実施形態では、被加工材として、航空機の主翼部材が用いられる場合について説明する。
　リーマについて説明する前に、被加工材について説明する。
　図３は、被加工材を示す概略断面図である。図３に示されるように、被加工材は、第１複合材板１－１、第２複合材板１－２、及び金属板２を備えている。これらは、金属板２が第１複合材板１－１と第２複合材積層とによって挟まれるように、積層されている。第１複合材板１－１及び第２複合材板１－２は、例えば、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）板である。また、金属板２は、例えば、チタン（Ｔｉ）板である。
　図３に示されるように、第１複合材板１－１、第２複合材板１－２、及び金属板２は、締結部材４によって永久的に締め付けられている。すなわち、被加工材を分解することは不可能である。また、第１複合材板１－１、第２複合材板１－２、及び金属板２を貫通するように、被加工穴３が設けられている。本実施形態に係るリーマは、この被加工穴３の形状を整えるために用いられる。ここで、被加工材を分解することができないので、加工時に金属板２にバリが発生すると、発生したバリを除去することはできない。従って、このような被加工材を加工する際には、バリが発生しないように被加工穴３の形状を整えることが、強く要求される。
　次いで、本実施形態に係るリーマの構成について説明する。
　図４は、本実施形態に係るリーマ５を示す側面図である。図４においては、説明の便宜上、一部分において、リーマ５の内部形状が描かれている。
　図４に示されるように、リーマ５は、円柱部６、複数の刃部７、切削液流路９、及び排出口群８を有している。
　円柱部６は、リーマ５の本体部分を形成しており、円柱状である。円柱部６は、その後端部分において、図示しない回転機構に接続される。回転機構により、円柱部６は、中心軸ｃ周りの回転方向に回転する。
　複数の刃部７は、円柱部６の側面に形成されている。各刃部７は、先端側に向かうほど、回転方向と同一方向に向かうように、ねじれている。すなわち、各刃部７は、正方向にねじれている。図５は、図４のＡＡ’断面を示す断面図である。図５に示されるように、各刃部７は、先端部分が回転方向を向くように、形成されている。また、円柱部６の側面には、隣接する複数の刃部７の間に、溝部１２が形成されている。
　切削液流路９は、切削液が導入される部分であり、円柱部６の内部に設けられている。一方、排出口群８は、導入された切削液を排出するために設けられており、溝部１２に設けられている。
　図６は、切削液流路９及び排出口群８の構成を説明するための説明図である。図６に示されるように、切削液流路９は、幹部９－１、及び複数の枝部９－２を有している。幹部９－１は、中心軸ｃに沿うように伸びている。各枝部９－２は、一端で幹部９－１に接続され、他端で各排出口（８－１～８－３）に接続されている。ここで、枝部９－２は、幹部９－１から、後端側へ向かって伸びている。このような構成を採用することにより、幹部９－１に導入された切削液は、枝部９－２を介して、各排出口（８－１～８－３）から後端側に向かって排出される。
　続いて、本実施形態に係る穴の加工方法について説明する。図７は、本実施形態に係る穴の加工方法を説明するための説明図である。
　図７に示されるように、リーマ５が、回転方向に回転させられる。さらに、切削液１０が切削液流路９に導入される。これにより、切削液１０は、各排出口（８－１～８－３）から後端側へ向かって排出される。更に、回転するリーマ５を、進行方向に移動させ、被加工穴３内に挿入する。これにより、被加工穴３の内壁が刃部７によって切削され、被加工穴３の形状が整えられる。
　ここで、本実施形態においては、刃部７が正方向に向かってねじれている。従って、被加工穴３の内壁は、アッパーカットにより削られ、切粉１１は刃部７の後端側に発生する。発生した切粉１１は、溝部１２に沿ってリーマ５の後端側へ導かれ、排出される。このように、アッパーカットによって被加工穴３を加工することにより、進行方向側における金属板２の表面部分（図中、部分Ａ）において、金属板２が進行方向側へ押されることが防止される。そのため、金属板２にバリが発生することが防止される。
　加えて、本実施形態では、切削液１０が後端側に向かって排出される。切削液１０の排出方向は、切粉１１の排出方向と同じである。従って、切削液１０によって切粉１１の排出が妨げられない。切粉１１が溝部１２に詰まってしまうことが防止され、所望する穴径になるように被加工穴３の形状を整えることが可能である。
　尚、本実施形態では、被加工材において、金属板２が第１複合材板１－１と第２複合材板１－２とによって永久的に挟まれている場合について説明した。このような場合、既述のように、被加工材を分解することができないため、金属板２にバリが発生すると、バリを除去することができない。従って、バリの抑制が強く要請される。本実施形態に係るリーマ５は、バリの発生を防止できる点において、このような被加工材に対して好適に適用することができる。但し、本実施形態に係るリーマ５が適用される被加工材は、このような被加工材に限定されるものではない。被加工材に金属板が含まれている場合であれば、加工時にバリが発生してしまうことがある。金属板にバリが発生すると、バリ取り作業が必要になる。従って、被加工材として金属板を含むものが用いられる場合であれば、本実施形態に係るリーマ５を用いることにより、バリの発生を抑制でき、バリ取り作業を省略することが可能になる。
　続いて、本実施形態についてより詳細について説明するため、発明者によって行なわれた実験結果について説明する。
（比較例１）
　比較例１として、刃部７が逆方向にねじれて伸びるリーマを用意した。また、刃部のねじれ角は、３０°に設定した。図８は、ねじれ角の定義を説明するための説明図である。ねじれ角は、刃部（刃部の先端部）が形成する線と、その線上の１点を通るリーマ５の中心軸ｃに平行な直線とが成す角度である。また、リーマには、切削液が先端側に向かって排出されるように、切削液流路及び排出口を形成した。また、リーマの外径は、１６ｍｍに設定した。
　比較例１に係るリーマを、回転速度２００ｒｐｍで回転させ、金属板に設けられた被加工穴を加工した。尚、切削液の流量は、１５～１７ｍｌ／ｍｉｎに設定した。また、送り速度（リーマの進行速度）は、０．０５ｍｍ／ｒｅｖ．に設定した。加工後に、金属板に発生したバリの高さを測定した。
（実施例１）
　実施例１として、刃部７が正方向にねじれて伸びるリーマを用意した。また、刃部のねじれ角を、１０°に設定した。また、リーマに、切削液が後端側に向かって排出されるように、切削液流路及び排出口群を形成した。その他の構成については、比較例１と同様とした。この実施例１に係るリーマを用いて、比較例１と同一条件により、被加工穴を加工した。加工後に、金属板に発生したバリの高さを測定した。
（実施例２）
　実施例２として、刃部のねじれ角が３０°であるリーマを用意した。その他の構成については、実施例１と同様である。この実施例２に係るリーマを用いて、比較例１と同一条件により、被加工穴を加工した。加工後に、金属板に発生したバリの高さを測定した。
（実施例３）
　実施例３として、刃部のねじれ角が４５°であるリーマを用意した。その他の構成については、実施例１と同様である。この実施例３に係るリーマを用いて、比較例１と同一条件により、被加工穴を加工した。加工後に、金属板に発生したバリの高さを測定した。
（実験結果及び考察）
　図９は、実験結果を示すテーブルである。図９に示されるように、比較例１では、バリの高さが０．２ｍｍ以上であった。実施例１では、バリの高さが０．２ｍｍ以上であった。実施例２では、バリの高さが０．１ｍｍ～０．２ｍｍであった。実施例３では、バリの高さが０．１ｍｍ未満であった。
　比較例１と実施例２とを比較すれば、実施例２の方がバリの高さが小さいことが理解される。すなわち、刃部のねじれ方向を正方向に設定し、切削液が後端側へ排出することにより、バリの発生が抑制できることが確認された。
　また、実施例１乃至実施例３を比較すれば、ねじれ角が大きいほど、バリの高さが抑制できることが理解される。また、ねじれ角が３０°未満では、０．２ｍｍ以上の高さを有するバリが発生してしまうことが確認された。但し、被加工板に複合材板が含まれる場合には、ねじれ角が５０°を超えると、複合材板部分において毛羽立ちが生じることがあった。従って、毛羽立ちを抑制する観点からは、ねじれ角は５０°以下であることが好ましい。すなわち、ねじれ角は、バリの発生を抑制する観点から３０°以上であることが好ましく、毛羽立ちを抑制する観点から５０°以下であることが好ましい。

　この出願は、２０１０年１１月１０日に出願された特許出願番号２０１０－２５２３１６号の日本特許出願に基づいており、その出願による優先権の利益を主張し、その出願の開示は、引用することにより、ここに組み込まれている。

Claims (9)

  1. 　円柱状であり、中心線の周りに予め設定された回転方向に回転する、円柱部と、
    　前記円柱部の外周面に設けられ、アッパーカットとなるような方向にねじれて伸びる、刃部と、
    　前記円柱部内に設けられ、切削液が導入される、切削液流路と、
    　前記円柱部の外周面に形成され、前記切削液流路に接続される、排出口群と、
    を具備し、
    　前記切削液流路は、切削液が前記排出口群から後端側へ向かって排出されるように、伸びている
    リーマ。
  2. 　請求項１に記載されたリーマであって、
    　前記刃部は、先端側に向かって前記回転方向に伸びるように、ねじれている
    リーマ。
  3. 　請求項１または２に記載されたリーマであって、
    　前記排出口群は、複数の排出口を有しており、
    　前記切削液流路は、
    　　前記円柱部の中心軸に沿って伸びる、幹部と、
    　　それぞれが一端で前記幹部に接続され、他端で前記複数の排出口の各々に接続される、複数の枝部とを有し、
    　前記複数の枝部の各々は、前記幹部から後端側に向かって伸びている
    リーマ。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかに記載されたリーマであって、
    　前記刃部のねじれ角は、３０°以上、５０°以下である
    リーマ。
  5. 　リーマを回転させる工程と、
    　回転するリーマを用いて、被加工板に予め形成された穴を加工する工程と、
    を具備し、
    　前記リーマは、
    　　円柱状の円柱部と、
    　　前記円柱部の外周面に設けられ、ねじれながら伸びる、刃部とを備え、
    　前記回転させる工程は、アッパーカットとなるような方向に前記リーマを回転させる工程を含み、
    　前記加工する工程は、
    　　前記円柱部の内部に切削液を導入する工程と、
    　　導入された切削液を、前記円柱部の外周面から後端側へ向かって排出する工程とを含んでいる
    穴の加工方法。
  6. 　請求項５に記載された穴の加工方法であって、
    　前記被加工板は、金属板を含んでいる
    穴の加工方法。
  7. 　請求項６に記載された穴の加工方法であって、
    　前記被加工板は、更に、第１繊維強化プラスチック板を含み、
    　前記金属板と前記繊維強化プラスチック板とは、積層されている
    穴の加工方法。
  8. 　請求項７に記載された穴の加工方法であって、
    　前記被加工板は、更に、第２繊維強化プラスチック板を含み、
    　前記金属板は、前記第１繊維強化プラスチック板と前記第２繊維強化プラスチック板との間に挟まれている
    穴の加工方法。
  9. 　請求項５乃至８のいずれかに記載された穴の加工方法であって、
    　前記刃部のねじれ角は、３０°以上、５０°以下である
    穴の加工方法。
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