(57)【要約】【課題】正面切刃の強度を確保するとともに優れた仕上げ面粗さを得る。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるリーマ本体１の先端部外周に、リーマ回転方向Ｔに向けられるすくい面１２を備えたインサート本体１１を有するリーマ用インサートが、すくい面１２の１つのコーナ部Ｃをリーマ本体１の先端外周側に突出させて取り付けられ、コーナ部Ｃには、リーマ本体１の内周側から外周側に向けて順に後端側に傾斜する第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが、すくい面１２に対向する方向から見たときの軸線Ｏに直交する平面Ｐに対する傾斜角が段階的に大きくなるように形成され、第１の正面切刃１３Ａのリーマ回転方向Ｔと反対側には逃げ角が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面が形成され、第３の正面切刃１３Ｃのリーマ回転方向Ｔと反対側には単一の逃げ角を有する逃げ面が形成される。【選択図】図２
2017080864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるリーマ本体の先端部外周に形成されたインサート取付座にリーマ用インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式リーマであって、
上記リーマ用インサートは、リーマ回転方向に向けられるすくい面を備えたインサート本体を有し、上記すくい面の１つのコーナ部を上記リーマ本体の先端外周側に突出させて上記インサート取付座に取り付けられ、
上記コーナ部には、上記リーマ本体の内周側から外周側に向けて順に第１、第２、第３の正面切刃が形成されていて、これら第１、第２、第３の正面切刃は、上記リーマ本体の外周側に向かうに従い後端側に向けて傾斜するとともに、上記すくい面に対向する方向から見たときの上記軸線に直交する平面に対する傾斜角が段階的に大きくなり、
このうち上記第１の正面切刃のリーマ回転方向とは反対側には逃げ角が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面が形成されるとともに、上記第３の正面切刃のリーマ回転方向とは反対側には単一の逃げ角を有する逃げ面が形成されていることを特徴とする刃先交換式リーマ。
【請求項２】
上記すくい面に対向する方向から見たときの上記第１、第２、第３の正面切刃の上記軸線に直交する平面に対する傾斜角は、上記第１の正面切刃の傾斜角が５°〜３０°の範囲内であり、上記第２の正面切刃の傾斜角は３０°〜７０°の範囲内であり、上記第３の正面切刃の傾斜角は、この第３の正面切刃の両端を結ぶ直線の傾斜角として８５°以上であることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式リーマ。
【請求項３】
上記第１の正面切刃のリーマ回転方向とは反対側に連なる上記第１の逃げ面の逃げ角が７°以下であり、この第１の逃げ面のリーマ回転方向とは反対側に連なる上記第２の逃げ面の逃げ角は１０°以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の刃先交換式リーマ。
【請求項４】
上記第２の正面切刃のリーマ回転方向とは反対側にも、逃げ角が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面が形成されており、この第２の正面切刃の第１の逃げ面の逃げ角は７°以下であり、第２の正面切刃の第２の逃げ面の逃げ角は１０°以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の刃先交換式リーマ。
【請求項５】
上記第３の正面切刃の外周端から上記リーマ本体の後端側に向けては側面切刃が設けられており、この側面切刃のリーマ回転方向の反対側にも、逃げ角が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の刃先交換式リーマ。
【請求項６】
上記第３の正面切刃は、上記すくい面に対向する方向から見たときに、半径０．２ｍｍ以上の凸曲線をなしていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の刃先交換式リーマ。
【請求項７】
上記リーマ本体の先端部外周には、上記軸線を間にして上記インサート取付座とは反対側にガイドパッドが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の刃先交換式リーマ。
【請求項８】
軸線回りに回転される刃先交換式リーマのリーマ本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられるリーマ用インサートであって、
リーマ回転方向に向けられるすくい面を備えたインサート本体を有し、上記リーマ本体の先端外周側に突出させられる上記すくい面の１つのコーナ部には、上記すくい面に対向する方向から見て互いに鈍角に交差する第１、第２、第３の正面切刃が順に形成されており、
このうち上記リーマ本体の先端側に向けられる上記第１の正面切刃の逃げ面は、この第１の正面切刃から離間するに従い逃げ角が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面を備えるとともに、上記リーマ本体の外周側に向けられる上記第３の正面切刃の逃げ面は単一の逃げ角を有していることを特徴とするリーマ用インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被削材に形成された下穴を所定の内径の加工穴に仕上げ加工するのに用いられる、軸線回りに回転されるリーマ本体の先端部外周に形成されたインサート取付座にリーマ用インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式リーマ、およびこのような刃先交換式リーマの上記インサート取付座に着脱可能に取り付けられるリーマ用インサートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような刃先交換式リーマとして、例えば特許文献１には、軸線回りに回転される略円柱状のリーマ本体の先端部に、切刃をリーマ本体外周側に突出したリーマ用インサートが設けられ、このリーマ用インサートのリーマ本体外周側を向く逃げ面には、上記切刃からリーマ回転方向後方側に向かうに従い上記軸線を中心とする半径が徐々に小さくなるように形成した弧状外周面を有するランドが設けられたものが提案されている。このような刃先交換式リーマでは、仕上げ加工後にリーマ本体が加工穴から抜き出される際に、上記逃げ面の弧状外周面が加工穴の内周面と面接触するため、加工穴が傷つけられることがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８７６５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような弧状面を、被削材に形成された下穴に食い付く正面切刃の逃げ面に形成すると、正面切刃のリーマ回転方向とは反対側のインサートの肉厚が小さくなって切刃強度が損なわれ、特にアルミニウム合金よりなる被削材の高能率加工を行うために取り代を大きくしたり、高送りを行ったりして高負荷状態の切削加工となった場合に、正面切刃に欠損やチッピングが生じるおそれがある。また、このように取り代を大きくした場合に、正面切刃が軸線に対する径方向において広い範囲で一度に下穴の開口部に食い付くと衝撃的な負荷が作用し、やはり正面切刃の欠損やチッピングを招いて仕上げ加工された加工穴の品位を損ねる結果となる。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、高能率加工において取り代や送りを大きくした場合でも正面切刃の強度を確保することができて欠損やチッピングを生じることがないとともに、優れた仕上げ面粗さを得ることが可能な刃先交換式リーマおよびリーマ用インサートを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するため、本発明の刃先交換式リーマは、軸線回りに回転されるリーマ本体の先端部外周に形成されたインサート取付座にリーマ用インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式リーマであって、上記リーマ用インサートは、リーマ回転方向に向けられるすくい面を備えたインサート本体を有し、上記すくい面の１つのコーナ部を上記リーマ本体の先端外周側に突出させて上記インサート取付座に取り付けられ、上記コーナ部には、上記リーマ本体の内周側から外周側に向けて順に第１、第２、第３の正面切刃が形成されていて、これら第１、第２、第３の正面切刃は、上記リーマ本体の外周側に向かうに従い後端側に向けて傾斜するとともに、上記すくい面に対向する方向から見たときの上記軸線に直交する平面に対する傾斜角が段階的に大きくなり、このうち上記第１の正面切刃のリーマ回転方向とは反対側には逃げ角が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面が形成されるとともに、上記第３の正面切刃のリーマ回転方向とは反対側には単一の逃げ角を有する逃げ面が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のリーマ用インサートは、軸線回りに回転される刃先交換式リーマのリーマ本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられるリーマ用インサートであって、リーマ回転方向に向けられるすくい面を備えたインサート本体を有し、上記リーマ本体の先端外周側に突出させられる上記すくい面の１つのコーナ部には、上記すくい面に対向する方向から見て互いに鈍角に交差する第１、第２、第３の正面切刃が順に形成されており、このうち上記リーマ本体の先端側に向けられる上記第１の正面切刃の逃げ面は、この第１の正面切刃から離間するに従い逃げ角が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面を備えるとともに、上記リーマ本体の外周側に向けられる上記第３の正面切刃の逃げ面は単一の逃げ角を有していることを特徴とする。
【０００８】
このようなリーマ用インサートを、鈍角に交差する第１、第２、第３の正面切刃が、上述の通りすくい面に対向する方向から見たときの上記軸線に直交する平面に対する傾斜角が段階的に大きくなるように取り付けた上記構成の刃先交換式リーマでは、これらの正面切刃が被削材に形成された下穴の開口部に食い付く際に、まず最初にリーマ本体内周側の傾斜角が最も小さい第１の正面切刃が食い付き、次いで傾斜角が２番目に小さい第２の正面切刃が食い付いて、最後に最も傾斜角が大きく、すなわちリーマ本体の軸線と平行に近い第３の正面切刃が食い付くことになる。このため、正面切刃の食い付き時の衝撃を分散して欠損やチッピングを防ぐことができる。
【０００９】
そして、これら第１、第２、第３の正面切刃のうち第１の正面切刃の逃げ面は、この第１の正面切刃から離間するに従い、すなわちリーマ回転方向とは反対側に向かうに従い逃げ角が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面を備えている。従って、例えば特許文献１に記載された刃先交換式リーマのように逃げ面が切刃から離間するに従い半径が徐々に小さくなる弧状面を有するものと比べて、この弧状面の切刃の位置における逃げ角、すなわち切刃に直交する断面において弧状面の切刃の位置における接線がすくい面に垂直な直線に対してなす角度が、上記第１の逃げ面の逃げ角と等しければ、同断面において第１の逃げ面を弧状面よりも外側に張り出すようにすることができ、第１の正面切刃のリーマ回転方向とは反対側においてインサート本体の肉厚を大きく確保することができる。
【００１０】
このため、第１の正面切刃の切刃強度の向上を図ることができ、高能率加工において取り代を大きくした場合や高送り加工を行う場合に、最も高負荷状態の切削加工となる第１の正面切刃の欠損やチッピングを防止することができる。また、第１の逃げ面を間にして第１の正面切刃とは反対側、すなわち第１の正面切刃に連なる第１の逃げ面のさらにリーマ回転方向とは反対側には、第１の逃げ面よりも逃げ角の大きい第２の逃げ面が形成されているので、上述のように高送り加工を行う場合でも、第１の正面切刃の逃げ面が被削材の下穴に干渉して、いわゆる二番当たりを生じるのは避けることができる。その一方で、第１の正面切刃よりもリーマ本体の外周側に位置する第２、第３の正面切刃は、第１の正面切刃よりも上記傾斜角が大きく、リーマ本体の１回転当たりの実質的な切り込み量は小さくできるので、スラスト方向の負荷を低減することができる。
【００１１】
さらに、リーマ本体の最外周に位置して上述のように軸線に直交する平面に対する傾斜角が最も大きく、第１、第２の正面切刃よりもリーマ本体の軸線と平行に近い第３の正面切刃においては、高送り加工を行っても逃げ面が被削材の下穴と干渉するおそれは少ないので、この第３の正面切刃の逃げ面を第１の正面切刃の第１の逃げ面と同様に比較的小さな単一の逃げ角を有するものとすることにより、第３の正面切刃の欠損やチッピングも防ぐことができる。そして、第１、第２の正面切刃によって拡径させられた下穴が、このようにリーマ本体の軸線と平行に近い第３の正面切刃によって最終的にさらい取られるように切削されて仕上げられることにより、仕上げられた加工穴の内周面を高品位で優れた仕上げ面粗さに形成することが可能となる。
【００１２】
ここで、上記すくい面に対向する方向から見たときの上記第１、第２、第３の正面切刃の上記軸線に直交する平面に対する傾斜角は、上記第１の正面切刃の傾斜角が５°〜３０°の範囲内であるのが望ましく、上記第２の正面切刃の傾斜角は３０°〜７０°の範囲内であるのが望ましく、上記第３の正面切刃の傾斜角は、この第３の正面切刃の両端を結ぶ直線の傾斜角として８５°以上であることが望ましい。
【００１３】
第１の正面切刃の傾斜角が５°よりも小さいと、第１の正面切刃全体が一気に下穴の開口部に食い付いてしまって衝撃的な負荷を十分に緩和できなくなるおそれがある。また、この傾斜角が３０°よりも大きいと、第１の正面切刃の軸線方向の長さや、この第１の正面切刃よりも傾斜角が大きい第２、第３の正面切刃の軸線方向の長さも長くなり、インサート本体自体が必要以上に軸線方向に長いものとなってしまう。
【００１４】
さらに、第２の正面切刃についても、上記傾斜角が３０°よりも小さいと、第１の正面切刃の傾斜角との差が小さくなって衝撃的な負荷を十分に緩和することができなくなるおそれがあり、逆に傾斜角が７０°よりも大きいと、インサート本体の長大化を招いてしまうおそれがある。勿論、これら第１、第２の正面切刃の傾斜角がともに３０°となることはない。また、第３の正面切刃については、その上記傾斜角が８５°よりも小さいと、この第３の正面切刃によって上述のように下穴を最終的にさらい取って仕上げ面粗さの向上を図ることが困難となるおそれがある。なお、この第３の正面切刃の傾斜角は９０°以上となることはない。
【００１５】
一方、第１の正面切刃のリーマ回転方向とは反対側に連なる上記第１の逃げ面の逃げ角は７°以下であるのが望ましく、この第１の逃げ面のリーマ回転方向とは反対側に連なる上記第２の逃げ面の逃げ角は１０°以上であることが望ましい。第１の正面切刃の第１の逃げ面の逃げ角が７°を上回ると、第１の正面切刃のリーマ回転方向Ｔとは反対側におけるインサート本体の肉厚を十分に確保することができなくなるおそれがあり、第２の逃げ面の逃げ角が１０°を下回ると上述したような逃げ面当たりを生じるおそれがある。
【００１６】
なお、上記第２の正面切刃の逃げ面は、第１の正面切刃の逃げ面と同様に第１、第２の逃げ面を備えたものでも、あるいは第３の正面切刃逃げ面と同様に単一の逃げ角を有するものであってもよい。ただし、前者のように第２の正面切刃のリーマ回転方向とは反対側にも、逃げ角が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面を形成した場合には、第１の正面切刃の第１、第２の逃げ面の逃げ角と同様の理由から、この第２の正面切刃の第１逃げ面の逃げ角は７°以下であるのが望ましく、第２の正面切刃の第２の逃げ面の逃げ角は１０°以上であることが望ましい。
【００１７】
さらに、上記第３の正面切刃の外周端から上記リーマ本体の後端側に向けては側面切刃が設けられるのが望ましく、この側面切刃のリーマ回転方向の反対側にも、逃げ角が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面が形成されていることが望ましい。このような第１、第２の逃げ面を有する側面切刃を形成することにより、第３の正面切刃によって形成された加工穴の仕上げ面粗さをさらに向上しつつ、該側面切刃の必要な逃げを確保しながら切刃強度を維持することができる。
【００１８】
また、第３の正面切刃は、リーマ本体の外周側に向かうに従い、その両端を結ぶ上記直線に沿って直線状にリーマ本体の後端側に延びていてもよいが、上記すくい面に対向する方向から見たときに、半径０．２ｍｍ以上の円弧等の凸曲線をなしてリーマ本体の外周側に向かうに従い後端側に延びるように形成されていてもよく、その場合でも、このような半径の大きい凸曲線状の第３の正面切刃によって加工穴の仕上げ面粗さの向上を図ることができる。
【００１９】
そして、このように第３の正面切刃が凸曲線状をなしている場合や直線状に延びている場合でも、上記リーマ本体の先端部外周に、上記軸線を間にして上記インサート取付座とは反対側にガイドパッドを設けることにより、第３の正面切刃に作用する切削力のうちの背分力によってこのガイドパッドを加工穴の内周面に押し付けて、そのバニシング効果により一層優れた仕上げ面粗さを得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、被削材に形成された下穴を所定の内径の加工穴に仕上げ加工する際に、高能率加工によって取り代や送りを大きくした場合でも、正面切刃の強度を確保して欠損やチッピングを防止することが可能であるとともに、こうして仕上げ加工された加工穴に優れた品位と仕上げ面粗さを与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の刃先交換式リーマの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す実施形態の先端部の拡大平面図である。
【図３】図１に示す実施形態を軸線方向先端側から見た拡大正面図である。
【図４】図１に示す実施形態の刃先交換式リーマに取り付けられる、本発明のリーマ用インサートの一実施形態を示すすくい面に対向する方向から見た平面図である。
【図５】図４に示す実施形態を先端側から見た拡大正面図である。
【図６】図４における矢線Ｘ方向（第１の正面切刃に沿った方向）から見た拡大側面図である。
【図７】図４に示す実施形態におけるすくい面の１つのコーナ部を示す拡大平面図である。
【図８】図７における矢線Ｘ方向（第２の正面切刃に沿った方向）から見た側面図である。
【図９】図７における矢線Ｙ方向（第３の正面切刃に沿った方向）から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１ないし図３は、本発明の刃先交換式リーマの一実施形態を示すものであり、図４ないし図９は、この一実施形態の刃先交換式リーマに取り付けられる本発明のリーマ用インサートの一実施形態を示すものである。本実施形態の刃先交換式リーマは、そのリーマ本体１が軸線Ｏを中心とした外形略円柱状に形成されており、このリーマ本体１の後端部（図１における右側部分）は円柱状のままのシャンク部２とされるとともに、先端部（図１における左側部分）は切刃部３とされ、これらシャンク部２と切刃部３との間の部分は、シャンク部２よりも極僅かに小径の円柱状の首部４とされている。
【００２３】
なお、本実施形態のリーマ本体１は、シャンク部２から首部４の中央部にかけての部分が超硬合金等の硬質材料によって形成されるとともに、これよりも先端側の切刃部３を含む部分はシャンク部２よりも低硬度の鋼材等によって形成されており、これらがロウ付け等によって同軸に接合されて一体化されている。このような刃先交換式リーマは、上記シャンク部２が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りにリーマ回転方向Ｔに回転されつつ該軸線Ｏ方向先端側に送り出され、被削材に形成された下穴に切刃部３が挿入されてこの下穴を所定の内径の加工穴に仕上げ加工する。
【００２４】
リーマ本体１の先端部である切刃部３の外周には、切刃部３の先端面に開口して後端側に延びる切屑排出溝５が、本実施形態では１条だけ軸線Ｏに平行に形成されており、この切屑排出溝５のリーマ回転方向Ｔを向く面にはインサート取付座６が形成されている。インサート取付座６は、リーマ回転方向Ｔを向く底面とリーマ本体１の外周側を向く壁面および先端側を向く壁面とを備えて、切刃部３の先端面および外周面と切屑排出溝５に開口して軸線Ｏ方向に延びる凹溝状に形成されており、このインサート取付座６に本実施形態のリーマ用インサートが着脱可能に取り付けられている。
【００２５】
本実施形態のリーマ用インサートは、図４および図５に示すように偏四角柱状に形成されたインサート本体１１を有している。すなわち、このインサート本体１１は、その長手方向（図４における左右方向）に延びる長方形状の第１〜第４の側面１１Ａ〜１１Ｄと、この長手方向を向く略台形状の偏四角形の先端面１１Ｅおよび後端面１１Ｆとを備えている。
【００２６】
このうち第１の側面１１Ａと、これに隣接する第２の側面１１Ｂおよび先端面１１Ｅとが交差する第１の側面１１Ａの１つのコーナ部Ｃには、第１の側面１１Ａの特にコーナ部Ｃ周辺をすくい面１２とする第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが、このすくい面１２に対向する方向から見て互いに鈍角に交差するように、先端面１１Ｅから第２の側面１１Ｂに向けて順に形成されている。さらに、第１の側面１１Ａと第２の側面１１Ｂとの交差稜線部には、第２の正面切刃とは反対側の第３の正面切刃１３Ｃの端部（リーマ本体１に取り付けられた状態の第３の正面切刃１３Ｃの外周端）から後端面１１Ｆ側に向けて、側面切刃１３Ｄが形成されている。本実施形態では、これら第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃと側面切刃１３Ｄとは、いずれも直線状に形成されている。
【００２７】
本実施形態では、上記先端面１１Ｅの第２の側面１１Ｂ側の部分は、これとは反対の第３の側面１１Ｃ側の部分に対して僅かに鈍角に曲折した曲折面とされるとともに、第２の側面１１Ｂの先端面１１Ｅ側の部分も、これとは反対の後端面１１Ｆ側の部分に対して極僅かに鈍角に曲折した曲折面とされている。さらに、これら先端面１１Ｅと第２の側面１１Ｂの曲折面同士が交差する交差稜線部の第１の側面１１Ａ側には、両曲折面に鈍角に交差する面取り面が形成されている。
【００２８】
そして、これらの曲折面および面取り面と上記第１の側面１１Ａとの交差稜線部に、上述のように互いに鈍角に交差する上記第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが形成される。従って、本実施形態では、これらの曲折面および面取り面が、先端面１１Ｅから第２の側面１１Ｂに向けて順に第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの逃げ面１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃとされる。
【００２９】
また、上記インサート本体１１において、第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａを含む先端面１１Ｅと、第３の正面切刃１３Ｃの逃げ面１４Ｃを含む第２の側面１１Ｂと、第２の正面切刃１３Ｂの逃げ面１４Ｂとなる上記面取り面と、側面切刃１３Ｄの逃げ面１４Ｄとなる第２の側面１１Ｂとは、すくい面１２を含む第１の側面１１Ａとそれぞれ鋭角に交差しており、従って本実施形態のリーマ用インサートはポジティブタイプの切削インサートとされる。さらに、第１の側面１１Ａと、第２の側面１１Ｂとは反対側の第３の側面１１Ｃと、後端面１１Ｆとは、互いに直交し、あるいは直交する方向に延びており、第１の側面１１Ａとは反対側の第４の側面１１Ｄと第３の側面１１Ｃとは鋭角に交差する方向に延びている。
【００３０】
ここで、これらの逃げ面１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄのうち、本実施形態では第１、第２の正面切刃１３Ａ、１３Ｂの逃げ面１４Ａ、１４Ｂと側面切刃１３Ｄの逃げ面１４Ｄは、第１、第２の正面切刃１３Ａ、１３Ｂと側面切刃１３Ｄからそれぞれ離間するに従い逃げ角α１、α２が段階的に大きくなる第１、第２の２段の逃げ面１４ａ、１４ｂを備えている。第１、第２の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、および側面切刃１３Ｄの逃げ面１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄではいずれも、第１の逃げ面１４ａの逃げ角α１は７°以下であって本実施形態では５°であり、第２の逃げ面１４ｂの逃げ角α２は１０°以上であって本実施形態では１２°である。
【００３１】
これに対して、第３の正面切刃１３Ｃの逃げ面１４Ｃは、単一の逃げ角βを有する１段の逃げ面とされている。すなわち、この第３の正面切刃１３Ｃの逃げ面１４Ｃは、すくい面１２に鋭角に交差する１つの平面状に形成されていて、その上記逃げ角βは、例えば第１、第２の正面切刃１３Ａ、１３Ｂの逃げ面１４Ａ、１４Ｂにおける第１の逃げ面１４ａの逃げ角α１と等しく設定されて７°以下であり、本実施形態では５°とされている。なお、この第３の正面切刃１３Ｃの単一の逃げ角βを有する逃げ面１４Ｃは、例えば第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａにおける第１の逃げ面１４ａの第１の正面切刃１３Ａからの逃げ面幅を超える範囲まで形成されていればよく、これよりもリーマ回転方向Ｔとは反対側に、さらに逃げ角が大きくなる逃げ面や面取り面が形成されていてもよい。
【００３２】
さらに、上述のような曲折面と面取り面とが形成されて第１の側面１１Ａとの交差稜線部に第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが形成されることにより、図７に示すようにすくい面１２を含む第１の側面１１Ａに垂直で、先端面１１Ｅの曲折面とは反対の第３の側面１１Ｃ側の部分と第１の側面１１Ａとの交差稜線部Ｌを含む平面Ｐに対し、これら第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃがすくい面１２に垂直に対向する方向から見たときになす傾斜角θ１、θ２、θ３は、この順に段階的に大きくなる。
【００３３】
ここで、第１の正面切刃１３Ａがなす傾斜角θ１は５°〜３０°の範囲内であって本実施形態では１５°であり、第２の正面切刃１３Ｂの傾斜角θ２は３０°〜７０°の範囲内であって本実施形態では５５°であり、第３の正面切刃１３Ｃの傾斜角θ３は８５°以上であって本実施形態では８７°とされている。勿論、第１、第２の正面切刃１３Ａ、１３Ｂの傾斜角θ１、θ２がともに３０°となることはない。なお、本実施形態では側面切刃１３Ｄは軸線Ｏに平行である。さらに、上記交差稜線部Ｌ方向における第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの長さは、この順に短くなってゆく。
【００３４】
なお、本実施形態におけるインサート本体１１は、超硬合金よりなる台金１５と、この台金１５の第１の側面１１Ａにおける上記コーナ部Ｃを含む角部に形成された凹所１５Ａに配設される、例えば台金１５よりも硬質なダイヤモンド粒子を含有する多結晶ダイヤモンド焼結体よりなる切刃チップ１６とにより形成されている。ここで、多結晶ダイヤモンド焼結体に含有されるダイヤモンド粒子は、平均粒径が１μｍ以下の微粒とされるのが望ましい。
【００３５】
このような切刃チップ１６は、図５および図６に示すように上記多結晶ダイヤモンド焼結体の層１６Ａと超硬合金の層１６Ｂとを積層して一体焼結した層状焼結体を、多結晶ダイヤモンド焼結体の層１６Ａが第１の側面１１Ａ側に向くようにして、超硬合金の層１６Ｂを台金１５の凹所１５Ａにロウ付け等で接合することにより上記角部に配設される。従って、上記第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃと側面切刃１３Ｄは、この切刃チップ１６の多結晶ダイヤモンド焼結体の層１６Ａに形成される。
【００３６】
このようなリーマ用インサートは、リーマ本体１の上記インサート取付座６に、インサート本体１１のすくい面１２を含む第１の側面１１Ａをリーマ回転方向Ｔに向けるとともに、先端面１１Ｅをリーマ本体１の先端側に、第２の側面１１Ｂをリーマ本体１の外周側に向けて、第４、第３の側面１１Ｄ、１１Ｃと後端面１１Ｆとをインサート取付座６の底面、リーマ本体１の外周側を向く壁面と先端側を向く壁面とにそれぞれ当接させて着座させられる。
【００３７】
そして、さらにこうして着座させられたリーマ用インサートは、さらにクランプネジ２１をリーマ本体１にねじ込むことによって第１の側面１１Ａがクランプ駒２２により押圧され、すくい面１２の上記１つのコーナ部Ｃをリーマ本体１の先端外周側に突出させるようにしてインサート取付座６に着脱可能に取り付けられる。また、リーマ本体１の切刃部３には調整ネジ２３がねじ込まれており、この調整ネジ２３のねじ込み量を調整することにより、インサート本体１１の第３の側面１１Ｃに斜めに当接させられた図示されない調整ピンが押し込まれて、インサート本体１１の軸線Ｏに対する径方向の位置が調整可能とされている。
【００３８】
このように位置調整されてインサート取付座６に取り付けられた状態で、上記リーマ用インサートは、インサート本体１１のすくい面１２を含む第１の側面１１Ａが、リーマ本体１の軸線Ｏを含む平面上、または軸線Ｏに平行な平面上に配設され、本実施形態の刃先交換式リーマでは軸線Ｏを含む平面上に配設される。さらに、このインサート本体１１の先端面１１Ｅにおける曲折面とは反対の第３の側面１１Ｃ側の部分と第１の側面１１Ａとの上記交差稜線部Ｌはリーマ本体１の軸線Ｏに直交する方向に配設され、従ってこの交差稜線Ｌを含んですくい面１２に垂直となる上記平面Ｐも図２に示すように軸線Ｏに直交するように配設される。また、側面切刃１３Ｄは軸線Ｏと平行に配設される。
【００３９】
なお、リーマ本体１には、シャンク部２の後端面から軸線Ｏに沿ってクーラント孔２４が先端側に向けて切刃部３の後端辺りにまで延びるように形成されている。このクーラント孔２４は、首部４において軸線Ｏに垂直に外周側に分岐して、首部４の外周面に形成された軸線Ｏ方向に延びる長溝２５に開口するとともに、リーマ本体１の先端側に向かうに従い外周側に延びるようにも分岐して、インサート取付座６のリーマ回転方向Ｔ側の外周面に延びる長溝２５にも開口しており、加工時にはこのクーラント孔２４を介して切刃部３に切削油剤等のクーラントが供給される。
【００４０】
さらに、切刃部３の外周面には、軸線Ｏを間にしてインサート取付座６とは反対側に第１のガイドパッド２６Ａが設けられている。また、本実施形態では、インサート取付座６のリーマ回転方向Ｔとは反対側に隣接した位置と、インサート取付座６からリーマ回転方向Ｔに向けて上記第１のガイドパッド２６Ａとの間の位置にも、２つの第２のガイドパッド２６Ｂがそれぞれ設けられている。
【００４１】
これら第１、第２のガイドパッド２６Ａ、２６Ｂは、超硬合金等の硬質材料により長板状に形成されていて、切刃部３の外周面に形成された軸線Ｏ方向に延びる凹溝にロウ付け等により接合されたものであり、その外周面は、インサート取付座６に取り付けられたインサート本体１１の第３の正面切刃１３Ｃの外周端が軸線Ｏ回りになす円の直径よりも僅かに小さな直径の軸線Ｏを中心とした円筒面上に位置するように配設されている。また、第１、第２のガイドパッド２６Ａ、２６Ｂの先端は、図２に示した上記平面Ｐよりもリーマ本体１の後端側に僅かに後退している。
【００４２】
このように構成された刃先交換式リーマおよびリーマ用インサートにおいては、本実施形態ではインサート本体１１の上記交差稜線部Ｌがリーマ本体１の軸線Ｏに直交する平面Ｐ上に位置することにより、リーマ用インサートは、コーナ部Ｃにおいて互いに鈍角に交差する第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃがリーマ本体１の外周側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜し、そのすくい面１２に対向する方向から見たときの上記平面Ｐに対する傾斜角θ１、θ２、θ３が段階的に大きくなるようにリーマ本体１に取り付けられる。
【００４３】
このため、これら第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが被削材に形成された下穴の開口部に食い付く際には、まず初めにリーマ本体１の内周側の最も小さな傾斜角θ１の第１の正面切刃１３Ａが食い付き、次に２番目に小さい傾斜角θ２の第２の正面切刃１３Ｂが食い付いて、最後に最も傾斜角θ３が大きくて第１、第２の正面切刃１３Ａ、１３Ｂよりもリーマ本体１の軸線Ｏと平行に近い第３の正面切刃１３Ｃが食い付くことになる。従って、これら第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが被削材に食い付く際の衝撃を分散することが可能となり、第１、第２、第３の正面切刃１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに欠損やチッピングが生じるのを防ぐことができる。
【００４４】
さらに、このうち被削材に最初に食い付く第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａは、この第１の正面切刃１３Ａから離間するに従い、すなわちリーマ回転方向Ｔとは反対側に向かうに従い、逃げ角α１、α２が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面１４ａ、１４ｂを備えている。このため、特許文献１に記載された刃先交換式リーマのように逃げ面が弧状面を有するものと比べ、この弧状面の切刃の位置における逃げ角が第１の逃げ面１４ａの逃げ角α１と等しければ、第１の正面切刃１３Ａに直交する断面においては、第１の正面切刃１３Ａから離間するに従い第１の逃げ面１４ａを弧状面よりも外側に張り出すようにすることができる。
【００４５】
従って、この第１の正面切刃１３Ａのリーマ回転方向Ｔとは反対側には、インサート本体１１の肉厚をより大きく確保することができ、これによって第１の正面切刃１３Ａに高い切刃強度を与えることができる。このため、特にアルミニウム合金の高能率加工において取り代や送りを大きくした場合に、切削範囲やリーマ本体１回転当たりの切り込み量も大きくなることで最も高負荷状態となる第１の正面切刃１３Ａについては、欠損やチッピングを確実に防止することができる。
【００４６】
また、この第１の逃げ面１４ａのさらにリーマ回転方向Ｔとは反対側に連なる第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａにおける第２の逃げ面１４ｂは、第１の逃げ面１４ａの逃げ角α１よりも大きな逃げ角α２とされている。このため、上述のような高送り加工を行う場合でも、第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａが被削材の下穴に干渉して二番当たりを生じるのを防ぐことが可能となる。
【００４７】
さらに、第１の正面切刃１３Ａよりもリーマ本体１の外周側に位置する第２、第３の正面切刃１３Ｂ、１３Ｃは、第１の正面切刃１３Ａの傾斜角θ１よりも上記傾斜角θ２、θ３が大きくて、リーマ本体１の１回転当たりの実際の切り込み量は小さくなる。従って、スラスト方向の負荷を低減することができるとともに、これらの第２、第３の正面切刃１３Ｂ、１３Ｃに欠損やチッピングが生じるのも防止することができる。
【００４８】
さらにまた、このうち第３の正面切刃１３Ｃは、上記傾斜角θ３が最も大きくて軸線Ｏに平行に近く、高送り加工を行っても逃げ面１４Ｃが第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａのように下穴と干渉するおそれが少ない。このため、この第３の正面切刃１３Ｃの逃げ面１４Ｃは、本実施形態のように第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａにおける第１の逃げ面１４ａと同様に小さな単一の逃げ角βとすることにより、第３の正面切刃１３Ｃの欠損やチッピングも防止することができる。
【００４９】
また、傾斜角θ１、θ２が小さい第１、第２の正面切刃１３Ａ、１３Ｂによって段階的に拡径するように切削された下穴が、このように傾斜角θ３が最も大きくて軸線Ｏに平行に近い第３の正面切刃１３Ｃによってさらい取られるように切削されることにより、最終的に平滑に仕上げ加工されて加工穴が形成される。このため、こうして仕上げられた加工穴を優れた仕上げ面粗さで高品位のものとすることができる。
【００５０】
しかも、本実施形態では、この第３の正面切刃１３Ｃの外周端からリーマ本体１の後端側に向けて側面切刃１３Ｄが設けられており、第３の正面切刃１３Ｃによって仕上げられた加工穴をさらに高品位に仕上げることができる。そして、この側面切刃１３Ｄのリーマ回転方向Ｔの反対側にも、逃げ角α１、α２が段階的に大きくなる第１、第２の逃げ面１４ａ、１４ｂよりなる逃げ面１４Ｄが形成されているので、切刃強度を確保しつつ必要な逃げを確保して二番当たりを防止することができる。
【００５１】
なお、このように傾斜角θ３が大きくて軸線Ｏに平行に近い第３の正面切刃１３Ｃや軸線Ｏに平行な側面切刃１３Ｄにより仕上げ加工を行うと、切削の際にインサート本体１１からリーマ本体１に作用する切削力のうち軸線Ｏに垂直に内周側に向けて作用する背分力は増大することになるが、本実施形態ではインサート本体１１が取り付けられるインサート取付座６とは軸線Ｏを間にして反対側に第１のガイドパッド２６Ａが設けられており、この第１のガイドパッド２６Ａによって上記背分力を受け止めることができる。しかも、こうして背分力を受け止めることにより、第１のガイドパッド２６Ａが仕上げられた加工穴の内周面を擦りつけるようにして平滑にするバニシング効果が得られるので、本実施形態によれば加工穴の仕上げ面粗さの一層の向上を図ることができる。
【００５２】
ここで、第１の正面切刃１３Ａの上記傾斜角θ１が小さすぎると、第１の正面切刃１３Ａの全体が一気に下穴の開口部に食い付いてしまって衝撃的な負荷を十分に緩和できなくなるおそれがある一方、この傾斜角θ１が大きすぎると、第１の正面切刃θ１の軸線Ｏ方向の長さが長くなり、これに伴って第２、第３の正面切刃１３Ｂ、１３Ｃの軸線Ｏ方向の長さも長くなって、結果的にインサート本体１１自体が必要以上に長いものとなってしまう。このため、すくい面１２に対向する方向から見たときの第１の正面切刃１３Ａの上記平面Ｐに対する傾斜角θ１は、本実施形態のように５°〜３０°の範囲内であるのが望ましい。
【００５３】
また、第２の正面切刃１３Ｂについても、上記傾斜角θ２が小さすぎると、第１の正面切刃１３Ａの傾斜角θ１との角度差が小さくなって、食い付き時の衝撃的な負荷を十分に緩和することができなくなるおそれがある一方、傾斜角が大きすぎると、やはりインサート本体１１の長大化を招いくおそれがある。このため、この第２の正面切刃１３Ｂの傾斜角θ２も、本実施形態のように３０°〜７０°の範囲内であるのが望ましい。
【００５４】
さらに、第３の正面切刃１３Ｃの上記傾斜角θ３が小さすぎると、この第３の正面切刃１３Ｃの外周端において、インサート本体１１の第２の側面１１Ｂにおける上記曲折面とは反対の後端面１１Ｆ側の部分と第１の側面１１Ａとの交差稜線部が角部をなして第３の正面切刃１３Ｃと交差してしまい、上述のように下穴を最終的に平滑にさらい取って仕上げ加工することが困難となるおそれがある。このため、第３の正面切刃１３Ｃの傾斜角θ３も、本実施形態のように８５°以上であることが望ましい。
【００５５】
ここで、本実施形態では、この第３の正面切刃１３Ｃが第１、第２の正面切刃１３Ａ、１３Ｂと同様に直線状に形成されているが、この第３の正面切刃１３Ｃは、すくい面１２に対向する方向から見たときに、半径が０．２ｍｍ以上の大きな円弧等の凸曲線をなしていてもよい。このような半径の大きな凸曲線状の第３の正面切刃１３Ｃが、上述のように軸線Ｏに平行に近い傾斜角θ３でリーマ本体１の外周側に向かうに従い後端側に延びるように配設されることによっても、加工穴の内周面を平滑にさらい取って仕上げることが可能となる。
【００５６】
なお、この場合の傾斜角θ３は、凸曲線状の第３の正面切刃１３Ｃの両端を結ぶ直線が上記平面Ｐに対してなす角度とすればよい。また、このような凸曲線状の第３の正面切刃１３Ｃは、その外周端で、インサート本体１１の第２の側面１１Ｂにおける上記曲折面とは反対の後端面１１Ｆ側の部分と第１の側面１１Ａとの交差稜線部に形成された側面切刃１３Ｄと接しているのが望ましい。
【００５７】
一方、第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａのうち、第１の正面切刃１３Ａのリーマ回転方向Ｔとは反対側に直接連なる第１の逃げ面１４ａの逃げ角α１が大きすぎると、第１の正面切刃１３Ａの切刃強度を十分に確保することができなくなって、欠損やチッピングを確実に防止することができなくなるおそれがある。また、第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａにおいて、この第１の逃げ面１４ａのさらにリーマ回転方向Ｔとは反対側に連なる第２の逃げ面１４ｂの逃げ角α２が小さすぎると、この第２の逃げ面１４ｂが下穴と干渉して二番当たりを生じるおそれがある。このため、本実施形態のように、第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａの第１の逃げ面１４ａの逃げ角α１は７°以下であるのが望ましく、第２の逃げ面の逃げ角は１０°以上であることが望ましい。
【００５８】
また、本実施形態では、第２の正面切刃１３Ｂの逃げ面１４Ｂや側面切刃１３Ｄの逃げ面１４Ｄも、第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａと同様に、第２の正面切刃１３Ｂおよび側面切刃１３Ｄから離間してリーマ回転方向Ｔとは反対側に向かうに従い段階的に大きな逃げ角α１、α２となる第１、第２の逃げ面１４ａ、１４ｂを備えている。そして、第１の正面切刃１３Ａの逃げ面１４Ａと同じく、第２の正面切刃１３Ｂおよび側面切刃１３Ｄの第１の逃げ面１４ａの逃げ角α１は７°以下とされるとともに、第２の正面切刃１３Ｂの第２の逃げ面１４ｂの逃げ角α２は１０°以上とされているので、切刃強度を確保しつつ二番当たりを防止することができる。
【００５９】
ただし、本実施形態ではこのように、第２の正面切刃１３Ｂの逃げ面１４Ｂも段階的に逃げ角α１、α２が大きくなる第１、第２の逃げ面１４ａ、１４ｂを備えているが、例えば第２の正面切刃１３Ｂの傾斜角θ２が比較的大きくて逃げ面１４Ｂが二番当たりを生じるおそれが少ない場合には、第３の正面切刃１３Ｃの逃げ面１４Ｃと同様に、この第２の正面切刃１３Ｂの逃げ面１４Ｂも、第１の逃げ面１４ａと等しい７°以下の単一の逃げ角α１を有するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  リーマ本体
３  切刃部（リーマ本体１の先端部）
５  切屑排出溝
６  インサート取付座
１１  インサート本体
１２  すくい面
１３Ａ  第１の正面切刃
１３Ｂ  第２の正面切刃
１３Ｃ  第３の正面切刃
１３Ｄ  側面切刃
１４Ａ  第１の正面切刃１３Ａの逃げ面
１４Ｂ  第２の正面切刃１３Ｂの逃げ面
１４Ｃ  第３の正面切刃１３Ｃの逃げ面
１４Ｄ  側面切刃１３Ｄの逃げ面
１４ａ  第１の逃げ面
１４ｂ  第２の逃げ面
１６  切刃チップ
１６Ａ  切刃チップ１６のダイヤモンド焼結体の層
２６Ａ  第１のガイドパッド
Ｏ  リーマ本体１の軸線
Ｔ  リーマ回転方向
Ｃ  すくい面１２の１つのコーナ部
Ｐ  軸線Ｏに直交する平面
θ１  第１の正面切刃１３Ａの傾斜角
θ２  第２の正面切刃１３Ｂの傾斜角
θ３  第３の正面切刃１３Ｃの傾斜角
α１  第１の逃げ面１４ａの逃げ角
α２  第２の逃げ面１４ｂの逃げ角
β  第３の正面切刃１３Ｃの逃げ面１４Ｃの逃げ角
【図１】
2017080864.tif 000003
【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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【図７】
2017080864.tif 000009
【図８】
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【図９】
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