(57)【要約】【課題】リーマによる穴加工において、より高速・高精度加工を実現する。【解決手段】切刃１８の軸方向すくい角βを正に設定して、切刃１８を軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ後方側へ向かうように傾斜させる。切屑排出溝１３のねじれ角αを負に設定して、切屑排出溝１３を軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ前方側へ向かってねじれるように傾斜させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転される工具本体の先端部の外周に、前記軸線方向の後端側へ向かって延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面の先端外周側の稜線部に切刃が形成されたリーマであって、
前記切刃の軸方向すくい角及び前記切屑排出溝のねじれ角のうちの一方が正に設定され、他方が負に設定されていることを特徴とするリーマ。
【請求項２】
請求項１に記載のリーマにおいて、
前記切刃の軸方向すくい角が正に設定され、前記切屑排出溝のねじれ角が負に設定されていることを特徴とするリーマ。
【請求項３】
軸線回りに回転される工具本体の先端部の外周に、前記軸線方向の後端側へ向かって延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面の先端外周側の稜線部に切刃が形成されたリーマであって、
前記切刃の軸方向すくい角が正に設定され、前記切屑排出溝が前記軸線と平行に延びるように形成されていることを特徴とするリーマ。
【請求項４】
軸線回りに回転される工具本体の先端部の外周に、前記軸線方向の後端側へ向かって延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面の先端外周側の稜線部に切刃が形成されたリーマであって、
前記切屑排出溝のねじれ角が負に設定されていることを特徴とするリーマ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のリーマにおいて、
前記切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面の先端外周部に硬質焼結体が設けられて、この硬質焼結体上に前記切刃が形成されていることを特徴とするリーマ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物に予め形成された下穴を、所定の内径に仕上げるための穴加工に用いられるリーマに関するものであり、とくに、アルミダイキャスト品や鍛造品のような量産加工部品である被加工物に予め形成された下穴を、高速かつ高精度に仕上げるための穴加工に用いられるリーマに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図３に示すように、軸線Ｏ回りに回転される工具本体１の先端部２の外周に、軸線Ｏ方向の後端側へ向かって延びる切屑排出溝３が形成され、この切屑排出溝３の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面３Ａの先端外周部に硬質焼結体４が設けられて、この硬質焼結体４における工具回転方向Ｔ前方側を向く面の外周側の稜線部に切刃５が形成されたリーマが知られている。
また、このようなリーマでは、一般的に、切屑排出溝３が軸線Ｏと平行に延びるように形成されている（切屑排出溝３がねじれていない、すなわち、切屑排出溝のねじれ角が０°）とともに、切刃５も軸線Ｏと平行に延びるように形成されている（切刃５の軸方向すくい角が０°）。例えば、特許文献１を参照。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１４４１４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アルミダイキャスト品や鍛造品のような量産加工部品は、軽量化の目的で薄肉形状となり、また、加工コスト低減のため、ダイキャスト面あるいは鍛造面を加工基準とするようになってきているので、このような量産加工部品に予め形成された下穴を仕上げるためのリーマによる穴加工については、高速加工が求められながらも、高精度加工が強く求められている。
そのため、リーマによる穴加工において、より高速・高精度加工を実現するには、以下に例示するような対策が必要となる。
・被加工物の変形・たわみの軽減
・被加工物に作用する切削抵抗の低減
・切屑と加工済みの穴内周面との接触による傷発生防止
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転される工具本体の先端部の外周に、前記軸線方向の後端側へ向かって延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面の先端外周側の稜線部に切刃が形成されたリーマであって、前記切刃の軸方向すくい角及び前記切屑排出溝のねじれ角のうちの一方が正に設定され、他方が負に設定されていることを特徴とするものである。
このような本発明では、切刃が軸線方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向後方側へ向かうように傾斜し（切刃の軸方向すくい角が正）ているときには、切屑排出溝が軸線方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向前方側へ向かってねじれるように傾斜し（切屑排出溝のねじれ角が負）、切刃が軸線方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向前方側へ向かうように傾斜し（切刃の軸方向すくい角が負）ているときには、切屑排出溝が軸線方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向後方側へ向かってねじれるように傾斜し（切屑排出溝のねじれ角が正）ていることとなるので、切刃の傾斜の向きと切屑排出溝の傾斜の向きとが互いに反対となる。
そのため、切屑排出溝の工具回転方向後方側に連なるように形成され、上記の切刃で加工された後の加工済みの穴内周面に摺接して、軸線方向の先端側へ向かって送られる工具本体をガイドする役割を果たすマージン部の傾斜の向きも、切刃の傾斜の向きに対して反対となる。
したがって、切刃が被加工物に形成された下穴の内周面を切削することによって、被加工物に対して作用する切削抵抗における軸方向分力（送り分力）と、加工済みの穴内周面に対してマージン部が摺接することによって、この被加工物に作用する摩擦抵抗における軸方向分力とが、互いに相殺するような向きに働くので、この被加工物の変形・たわみを軽減することができる。
ここで、切刃の軸方向すくい角が正に設定されている、つまり、切刃が軸線方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向後方側へ向かうように傾斜しているならば、切刃が被加工物に形成された下穴の内周面を切削しているときに、被加工物に対して作用する切削抵抗を低減することができる。
さらに、ここで、切屑排出溝のねじれ角が負に設定されている、つまり、切屑排出溝が軸線方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向前方側へ向かってねじれるように傾斜しているならば、切刃が被加工物に形成された下穴の内周面を切削しているときに、切刃にて生成された切屑が、工具本体の回転にともなって軸線方向の先端側へ向かって排出される。これにより、切刃にて生成された切屑は、切刃によって切削される前の未加工の状態の下穴側へ排出されることとなるので、切屑と加工済みの穴内周面との接触による傷発生を防止することができる。
【０００６】
また、本発明は、軸線回りに回転される工具本体の先端部の外周に、前記軸線方向の後端側へ向かって延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面の先端外周側の稜線部に切刃が形成されたリーマであって、前記切刃の軸方向すくい角が正に設定され、前記切屑排出溝が前記軸線と平行に延びるように形成されていることを特徴とするものである。
このような本発明では、切刃の軸方向すくい角が正に設定されている、つまり、切刃が軸線方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向後方側へ向かうように傾斜しているので、切刃が被加工物に形成された下穴の内周面を切削しているときに、被加工物に対して作用する切削抵抗を低減することができる。
【０００７】
また、本発明は、軸線回りに回転される工具本体の先端部の外周に、前記軸線方向の後端側へ向かって延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面の先端外周側の稜線部に切刃が形成されたリーマであって、前記切屑排出溝のねじれ角が負に設定されていることを特徴とするものである。
このような本発明では、切屑排出溝のねじれ角が負に設定されている、つまり、切屑排出溝が軸線方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向前方側へ向かってねじれるように傾斜しているので、切刃が被加工物に形成された下穴の内周面を切削しているときに、切刃にて生成される切屑が、工具本体の回転にともなって軸線方向の先端側へ向かって排出される。これにより、切刃にて生成された切屑は、切刃によって切削される前の未加工の状態の下穴側へ排出されることとなるので、切屑と加工済みの穴内周面との接触による傷発生を防止することができる。
【０００８】
なお、上記のような本発明によるリーマにおいては、前記切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面の先端外周部に硬質焼結体が設けられて、この硬質焼結体上に前記切刃が形成されていることが好ましく、このような構成とすると、切刃が硬度の高い硬質焼結体によって形成されるため、その切刃強度を高く保つとともに、耐摩耗性の向上を図ることができる。
しかも、硬質焼結体上に切刃が形成されていると、この切刃に連なるすくい面も硬質焼結体によって構成されることとなり、切刃のすくい面に与えられる軸方向すくい角、つまり、切刃の軸方向すくい角を、切屑排出溝のねじれ角によらず自由に設定することができ、上記のような本発明によるリーマの製造を容易化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図１及び図２を用いて説明する。
本実施形態によるリーマの工具本体１０は、超硬合金等の硬質材料によって、軸線Ｏを中心とした軸線Ｏ回りに回転される略円柱状をなすように形成されたものであり、その後端部（図１における右側部分）が、工作機械の回転軸に取り付けられるシャンク部１１とされている。
【００１０】
また、工具本体１０の先端部１２（図１における左側部分）の外周には、少なくとも１つの切屑排出溝１３、本実施形態では複数（例えば４つ）の切屑排出溝１３…が、工具本体１０の先端面１０Ａに開口する部分から軸線Ｏ方向の後端側へ向かって延びるように、軸線Ｏに関して対称に形成されている。
ここで、切屑排出溝１３…は、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ前方側へ向かって略一定のねじれ角αでねじれるように傾斜した螺旋状に形成されており、切屑排出溝１３…のねじれ角αが負となるように設定されている。具体的には、切屑排出溝１３…のねじれ角αは、−３０°≦α＜０°の範囲内で略一定の値に設定される。
【００１１】
さらに、切屑排出溝１３…のそれぞれにおいて、工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面１３Ａにおける先端外周側の部分に、工具回転方向Ｔ後方側に一段凹んで、工具回転方向Ｔ前方側を向く軸線Ｏと略平行な底面１４Ａを有する凹部１４が、工具本体１０の先端面１０Ａ及び工具本体１０の先端部１２の外周面に開口するように形成されている。
凹部１４には、硬質焼結体としてのダイヤモンド焼結体１５（ｃＢＮ焼結体等の他の硬質焼結体でもよい）と超硬合金１６とが一体となるように積層されて層状をなす切刃チップ１７が、その超硬合金１６で構成される面１６Ａを工具回転方向Ｔ後方側に向けるとともにダイヤモンド焼結体１５で構成される面１５Ａを工具回転方向Ｔ前方側に向けるようにロウ付けされて設けられている。
【００１２】
ダイヤモンド焼結体１５における工具回転方向Ｔ前方側を向く面１５Ａには、その外周側の稜線部に、仕上げ刃となる切刃１８が形成されている一方、その先端側の稜線部に、食い付き刃となる底刃１９が上記の切刃１８にコーナ部を介して交差するように形成されている。
これにより、切刃１８及び底刃１９は、切刃チップ１７のダイヤモンド焼結体１５上に形成されていることになり、このダイヤモンド焼結体１５における工具回転方向Ｔ前方側を向く面１５Ａが、切刃１８及び底刃１９に連なるすくい面をなすことになる。
【００１３】
そして、切刃１８は、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ後方側へ向かうように傾斜して形成されており、切刃１８の軸方向すくい角βが正となるように設定されている。具体的には、切刃１８の軸方向すくい角βは、０°＜β≦１５°の範囲内で略一定（例えばβ＝１０°）に設定される。
つまり、切刃１８に連なるすくい面（ダイヤモンド焼結体１５における工具回転方向Ｔ前方側を向く面１５Ａ）に与えられる軸方向すくい角が正となるように設定されているのである。
【００１４】
また、周方向で複数の切屑排出溝１３…同士の間に画成される工具本体１０の先端部１２の外周面において、上記の切刃１８よりも軸線Ｏ方向の後端側に位置する部分は、切屑排出溝１３の工具回転方向Ｔ後方側に連なり、軸線Ｏを中心とした断面略円弧状をなして、軸線Ｏ方向の略全長に亘って略一定幅を有するマージン部２０と、このマージン部２０の工具回転方向Ｔ後方側に連なるとともに切屑排出溝１３の工具回転方向Ｔ前方側に連なり、マージン部２０よりもわずかに小径の軸線Ｏを中心とした断面略円弧状をなす二番取り面２１とから構成されている。
【００１５】
このような構成とされたリーマは、例えばアルミダイキャスト品や鍛造品のような量産加工部品などの被加工物に予め形成された下穴に対して、軸線Ｏ回りに回転されている工具本体１０が軸線Ｏ方向の先端側へ向かって送られることにより、所定の内径に仕上げるべく穴加工を施していく。つまり、底刃１９によって、上記下穴の内周面に食い付きつつ、この底刃１９にコーナ部を介して交差する切刃１８によって、上記下穴の内周面を所定の内径に仕上げていくのである。
このとき、切刃１８よりも軸線Ｏ方向の後端側に位置するマージン部２０が、切刃１８で仕上げ加工された後の加工済みの穴内周面に摺接することにより、軸線Ｏ方向の先端側へ向かって送られる工具本体１０をガイドする役割を果たし、工具本体１０の直進性が保たれる。
【００１６】
本実施形態によるリーマでは、切刃１８の軸方向すくい角βが正に設定されて、切刃１８が軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ後方側へ向かうように傾斜しているとともに、切屑排出溝１３のねじれ角αが負に設定されて、切屑排出溝１３が軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ前方側へ向かってねじれるように傾斜しているので、切刃１８の傾斜の向きと切屑排出溝１３の傾斜の向きとが互いに反対となる。
そのため、切屑排出溝１３の工具回転方向Ｔ後方側に連なるように形成されたマージン部２０も、切屑排出溝１３と同様に、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ前方側へ向かってねじれるように傾斜することとなり、切刃１８の傾斜の向き及びマージン部２０の傾斜の向きも互いに反対となる。
【００１７】
したがって、切刃１８が被加工物に形成された下穴の内周面を切削することによって、被加工物に対して作用する切削抵抗における軸方向分力（送り分力、図２中の白抜き矢印Ｘで示す）と、加工済みの穴内周面に対してマージン部２０が摺接することによって、この被加工物に作用する摩擦抵抗における軸方向分力（図２中の白抜き矢印Ｙで示す）とが、互いに相殺するような向きに働き、これら切削抵抗及び摩擦抵抗が作用する被加工物の変形・たわみを軽減することが可能となる。
【００１８】
また、切刃１８の軸方向すくい角βが正に設定されているため、切刃１８が被加工物に形成された下穴の内周面を切削しているときに、被加工物に対して作用する切削抵抗を低減することが可能となる。
ここで、切刃１８の軸方向すくい角βについては、大きすぎると切刃強度を損ねてしまうおそれが生じるので、０°＜β≦１５°の範囲に設定している。
【００１９】
さらに、切屑排出溝１３のねじれ角αが負に設定されているため、切刃１８が被加工物に形成された下穴の内周面を切削しているときに、切刃１８にて生成された細かい粉状の切屑が、工具本体１０の軸線Ｏ回りの回転にともなって軸線Ｏ方向の先端側へ向かって排出される。
これにより、切刃１８にて生成された切屑は、切刃１８によって切削される前の未加工の状態の下穴側へ排出されることとなるので、切屑と加工済みの穴内周面との接触による傷発生を防止することが可能となる。
ここで、切屑排出溝１３のねじれ角αについては、小さすぎると工具本体１０の強度を損ねてしまうおそれがあるので、−３０°≦α＜０°の範囲に設定している。
【００２０】
加えて、本実施形態によるリーマでは、硬質焼結体としてのダイヤモンド焼結体１５上に切刃１８及び底刃１９を形成していることから、これら切刃１８及び底刃１９が硬度の高い硬質焼結体によって構成されるので、切刃１８及び底刃１９に対して高い切刃強度と高い耐摩耗性とを与えることができて、寿命の延長を図ることが可能となる。
しかも、硬質焼結体としてのダイヤモンド焼結体１５上に切刃１８及び底刃１９が形成されていると、これら切刃１８及び底刃１９に連なるすくい面も硬質焼結体によって構成されることとなり、切刃１８のすくい面に与えられる軸方向すくい角、つまり、切刃１８の軸方向すくい角βを、切屑排出溝１３のねじれ角αによらず自由に設定することができ、上記のような正の軸方向すくい角βが設定された切刃１８と負のねじれ角が設定された切屑排出溝１３とを有するリーマであっても容易に製造することができる。
【００２１】
なお、本実施形態においては、切刃１８の軸方向すくい角βを正に設定し、切屑排出溝１３のねじれ角αを負に設定したが、これに限定されることはない。
例えば、切刃１８の軸方向すくい角βを負に設定し、切屑排出溝１３のねじれ角αを正に設定したとしても、被加工物の変形・たわみを軽減する効果を得ることができるし、また、切刃１８の軸方向すくい角βを正に設定し、切屑排出溝１３が軸線Ｏと平行に延びるように形成した（切屑排出溝１３のねじれ角αを０°に設定した）としても、被加工物に作用する切削抵抗を低減する効果を得ることができるし、さらには、切刃１８の軸方向すくい角βを０°あるいは負に設定し、切屑排出溝１３のねじれ角を負に設定したとしても、切屑と加工済みの穴内周面との接触による傷発生を防止する効果を得ることができる。
【００２２】
ここで、切刃１８の軸方向すくい角βを負に設定する場合には、小さすぎると切れ味を著しく損ねてしまうおそれが生じるので、−１５°≦β＜０°の範囲に設定するのがよく、一方、切屑排出溝１３のねじれ角αを正に設定する場合には、大きすぎると切屑詰まりを発生させてしまうおそれが生じるので、０°＜α≦３０°の範囲に設定するのがよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したような本発明によれば、以下に示すような効果を奏することができるので、より高速・高精度加工を実現することが可能となる。
▲１▼  切刃の軸方向すくい角及び切屑排出溝のねじれ角のうちの一方を正に設定し、他方を負に設定すると、切刃が被加工物に形成された下穴の内周面を切削することによって、被加工物に対して作用する切削抵抗における軸方向分力（送り分力）と、加工済みの穴内周面に対してマージン部が摺接することによって、この被加工物に作用する摩擦抵抗における軸方向分力とが、互いに相殺するような向きに働いて、この被加工物の変形・たわみを軽減する。
▲２▼  切刃の軸方向すくい角を正に設定すると、切刃が被加工物に形成された下穴の内周面を切削しているときに、被加工物に対して作用する切削抵抗を低減する。
▲３▼  切屑排出溝のねじれ角を負に設定すると、切刃にて生成された切屑を、切刃によって切削される前の未加工の状態の下穴側へ排出し、切屑と加工済みの穴内周面との接触による傷発生を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるリーマの側面図である。
【図２】本発明の実施形態によるリーマの要部拡大側面図である。
【図３】従来のリーマの側面図である。
【符号の説明】
１０  工具本体
１２  先端部
１３  切屑排出溝
１５  ダイヤモンド焼結体（硬質焼結体）
１８  切刃
２０  マージン部
Ｏ  工具本体の軸線
Ｔ  工具回転方向
α  切屑排出溝のねじれ角
β  切刃の軸方向すくい角
【図１】
2004330349.tif 000003
【図２】
2004330349.tif 000004
【図３】
2004330349.tif 000005