(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸棒状をなすリーマ本体の外周には、先端より軸線に沿う方向に延びる１条の刃溝が切欠きされてリーマ刃が具備されるとともに、この外周面にはガイドパッドの設けられた１枚刃リーマにおいて、
前記リーマ本体の外周には、前記刃溝と略同一形状の複数の溝が付設されるとともに、この溝は前記刃溝とともに円周方向に等配され、しかも、軸線を挟む前記リーマ刃の略対称位置にガイドパッドが存在するように配設されていることを特徴とする１枚刃リーマ。
【請求項２】
前記リーマ刃を、前記リーマ本体の先端側にあって直径の小さな先行刃と、その後端側にあって直径の大きな仕上刃とにより形成した段付き構成とするとともに、前記溝には前記先行刃と同一直径の切刃を形成させ、もって複数の先行刃と１枚の仕上刃とを有する構成となっていることを特徴とする請求項１に記載の１枚刃リーマ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はマシンリーマ、ガンリーマ等における１枚刃リーマに関し、特に高速切削によっても高い穴加工精度が維持されるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
リーマは、下穴加工された穴を仕上げ加工する際に使用される切削工具であって、用途や要求される加工精度に応じて１枚刃または多刃リーマが選択される。一般的に、１枚刃リーマは、同軸度・真円度・直進性など高い精度の穴加工に好適し、多刃リーマは、刃数が多い分だけ加工能率を上げられるという長所がある。１枚刃リーマが穴精度に優れる理由は、切刃が１枚であるために、多刃につきものの切刃のバラツキの影響がないこと、切削力が常に一定方向にかかることで切削状態が安定することがあげられる。
【０００３】
図５および図６は従来の１枚刃リーマの一例を示すもので、リーマ本体１に条設された刃溝２の外周縁にリーマ刃３が形成されたものである。リーマ本体１の外周面には、通常はリーマ刃３と同一直径のガイドパッド７が形成され、リーマ刃３に作用する切削力を、ガイドパッド７を介して加工中の穴の内壁面でもって受け止める構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
切削において高能率加工を実現させる手段の一つとして、高速切削があげられる。しかしながら、リーマ加工では高速加工の実施例は少ない。すなわち、多刃リーマは切削時のバランスに優れるが、既述のように加工精度は良好とはいえず、一方、１枚刃リーマの場合は、ガイドパッドに切削力を負担させることにより切削を安定させるものであるが、その構成上、このリーマの形状はガイドパッドの側に重心の偏った断面形状となっており、回転時における動バランスの非常に悪い形状となっているからである。
【０００５】
最近は、ＣＢＮや焼結ダイヤモンドなどの超高圧焼結体チップを接合してリーマ刃とした１枚刃リーマも実用されているが、これは工具寿命の延長が主目的であって、高速切削に適するという工具材料特性が生かされていない。バランスの悪いまま高速切削すると、バニシングトルクが過大となって穴精度が低下するばかりか、かじりや焼き付きが起きて工具が損傷したり折損したりすることになる。全長が長く、中間部分が鋼パイプなどで構成されるガンリーマの場合には、高速回転による工具のたわみによりガイドパッドの接触圧が更に増加することから、この問題は重大である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以上のような課題に鑑みなされたもので、丸棒状をなすリーマ本体の外周には、先端より軸線に沿う方向に延びる１条の刃溝が切欠きされてリーマ刃が具備されるとともに、この外周面にはガイドパッドの設けられた１枚刃リーマにおいて、前記リーマ本体の外周には、前記刃溝と略同一形状の複数の溝が付設されるとともに、この溝は前記刃溝とともに円周方向に等配され、しかも、軸線を挟む前記リーマ刃の略対称位置にガイドパッドが存在するように配設されていることを特徴とするものであり、さらに、前記リーマ刃を、前記リーマ本体の先端側にあって直径の小さな先行刃と、その後端側にあって直径の大きな仕上刃とにより形成した段付き構成とするとともに、前記溝には前記先行刃と同一直径の切刃を形成させ、もって複数の先行刃と１枚の仕上刃とを有する構成となっていることを特徴とする。
【０００７】
リーマ刃の形成された刃溝と、これと略同一形状であってリーマ刃を有しない複数の溝とを、ドリル本体の外周に円周方向に等配することにより、重心が軸線の近くにあってバランスの改善されたリーマとなる。また、リーマ刃の軸線対称位置にガイドパッドがあることから、切削力は直接的に受け止められて切削が安定する。これにより、高速かつ高精度な穴加工が可能となる。さらに、先行刃を多刃とし、その後を１枚の仕上刃で仕上げる段付き切刃とすることで、高速高送り加工ができるようになって、高能率な加工が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の一形態について、図を参照しながら説明する。図１および図２は、この発明の１枚刃リーマを示すもので、リーマ本体１は先端から後端まで丸棒状をしたストレートシャンクの例である。リーマ本体１の外周は、先端より軸線Ｏに沿う方向に延びる１条の刃溝２が切欠きされて、その外周縁にリーマ刃３を具備している。
【０００９】
さらに、この刃溝２と同一形状の溝４がリーマ本体１の外周に付設される。溝４は複数条設けられるが、この形態では２条の溝４が設けられて刃溝２を含めた３条の溝が円周方向に等配されている。溝４の設けられるリーマ本体１の先端部分は、リーマ刃３の先端より後退して配設される。その先端部外周には面取り５が施され、また溝４と外周面との交差稜線６も丸められて、外周面がガイドパッド７として作用するよう形成される。そして、刃溝２の形状を適切に設定することにより、リーマ刃３の軸線Ｏの対称位置にガイドパッド７が存在するようになっている。
【００１０】
ここで、動バランスの実測結果について紹介する。実測に使用した１枚刃リーマは、直径３８ｍｍ，全長４２０ｍｍの超硬合金製のもので、回転数は１分当たり２０００回転である。このときの動バランスは、図５に示すような従来形状のものがＧ＝４２０（ｍｍ／ｓ）であったのに対し、図１に示すような３溝等配形式とした本発明形状品はＧ＝８となり、大幅に改善されたものとなった。実際の穴加工においても、加工材料によって速度範囲はまちまちであるが、本発明リーマは、その加工材料における通常の切削速度より高速で切削しても、従来リーマに起こりがちなガイドパッド側への過大な負荷による焼き付きや、激しいバニッシュ作用によるかじりがみられなくなり、安定した加工が得られるようになった。
【００１１】
図３および図４は、この発明の他の実施の一形態を示すもので、前記と同一箇所には同符号を付したものである。リーマ本体１の刃部は、先端部の直径を小さくし、後端側を大きくしたた段付き構成となっている。そして、その段差は、仕上げ代の大きさに設定される。したがって、刃溝２の外周縁に形成されるリーマ刃３も２段の段付き切刃となり、先行して中仕上げ加工する先行刃３１と、この先行刃３１による加工面を後追い加工する仕上刃３２とに分かれる。
【００１２】
さらに、リーマ本体１には、刃溝３とは別に、これと同一形状であって一例として２条の溝４が付設され、刃溝３とともに円周方向に等配される。先端の直径の小さい部分には、刃溝３の先行刃３１と同じに、溝４の外周縁にも先行刃３１を形成させて、全体として３枚刃構成としている。一方、仕上げ代の分だけ直径を大きくした２段目部分は、溝４と外周面との交差稜線６が丸められて外周面がガイドパッド７として作用するよう形成された、１枚刃リーマの構成となっている。そして、刃溝２の形状を適切に設定することにより、仕上刃３２の軸線Ｏの対称位置にガイドパッド７が存在するように配設される。
【００１３】
この発明において、リーマ刃３の先端、あるいは先行刃３１および仕上刃３２の先端にＣＢＮや焼結ダイヤモンドなどの超高圧焼結体チップを接合すれば、高速切削に対応する工具材料を有した１枚刃リーマとすることができる。
【００１４】
【発明の効果】
この発明の１枚刃リーマは、重心が回転中心近傍にあって動バランスに優れるために、従来リーマにみられるガイドパッド側に過大な負荷がかかることによる焼き付きや、激しいバニッシュ作用によるかじりが起きなくなり、高速切削条件下でも安定した加工が得られるようになり、１枚刃リーマのもつ高精度加工という特性が生かされる。また、段付き切刃とすることで、多少ラフな下穴状態であっても先行刃が中仕上げして常に一定した仕上げ代を残すことになるから、仕上刃による穴加工精度はより高精度に安定する。先行刃を多刃としているので、送りを上げた高能率加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の１枚刃リーマの先端側の正面図である。
【図２】  図１の縮小した側面図である。
【図３】  この発明になる他の１枚刃リーマの先端側の正面図である。
【図４】  図３の縮小した側面図である。
【図５】  従来の１枚刃リーマの先端側の正面図である。
【図６】  図５の縮小した側面図である。
【符号の説明】
２  刃溝
３  リーマ刃
３１  先行刃
３２  仕上刃
４  溝
７  ガイドパッド
Ｏ  軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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