(57)【要約】【課題】初期摩耗における切刃摩耗幅の割合を極力抑えて、結果的に仕上げ加工が可能な加工穴数を増大させる。【解決手段】軸線回りに回転させられる円柱軸状のリーマ本体１の先端外周部に、リーマ本体１の先端面に開口して後端側に延びる切屑排出溝５が形成され、この切屑排出溝５のリーマ回転方向Ｔを向く壁面がすくい面６とされて、すくい面６とリーマ本体１の外周逃げ面７との交差稜線部に切刃８が形成されてなるソリッドリーマにあって、この交差稜線部には、軸線に直交する断面において、すくい面６の外周側への延長面Ｐに対して外周側に向かうに従いリーマ回転方向Ｔの後方側に後退する後退部９を予め形成し、この後退部９と外周逃げ面７との交差稜線を切刃８とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転させられる円柱軸状のリーマ本体の先端外周部に、該リーマ本体の先端面に開口して後端側に延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のリーマ回転方向を向く壁面がすくい面とされて、該すくい面と上記リーマ本体の外周逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるソリッドリーマであって、上記交差稜線部には、上記軸線に直交する断面において、上記すくい面の外周側への延長面に対して外周側に向かうに従い上記リーマ回転方向の後方側に後退する後退部が予め形成されており、この後退部と上記外周逃げ面との交差稜線が上記切刃とされていることを特徴とするソリッドリーマ。
【請求項２】
上記切刃には、丸ホーニングが施されていることを特徴とする請求項１に記載のソリッドリーマ。
【請求項３】
上記後退部は、上記軸線に直交する断面において、上記すくい面の外周側への延長面に対して外周側に向かうに従い上記リーマ回転方向の後方側に後退する傾斜平面とされていて、この傾斜平面の上記延長面に対する傾斜角が３０°以下とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のソリッドリーマ。
【請求項４】
上記軸線に直交する断面における上記後退部の上記延長面に沿った方向の幅が０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のソリッドリーマ。
【請求項５】
上記切刃は、上記リーマ本体の後端側に向かうに従い上記リーマ回転方向の後方側に捩れる螺旋状に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のいずれか一項に記載のソリッドリーマ。
【請求項６】
上記リーマ本体の先端外周部には、奇数の上記切刃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５のいずれか一項に記載のソリッドリーマ。
【請求項７】
上記軸線に直交する断面において、上記切屑排出溝がＵ字状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のソリッドリーマ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工物に予め形成された下穴に挿入されて所定の径に仕上げ加工するソリッドリーマに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなソリッドリーマとして例えば特許文献１には、自動車等のエンジンのシリンダブロックにおけるバルブガイド孔の内径を所定の径に仕上げるものとして、噴射孔が油穴からシャンク先端方向に放射状に切屑排出溝内に達するように形成され、この切屑排出溝が左ネジレ、すなわち後端側に向かうに従いリーマ回転方向に捩れるように形成されたものが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２６３３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようなリーマの切刃、すなわちリーマ本体の先端部に形成された上記切屑排出溝のリーマ回転方向を向く壁面をすくい面として、リーマ本体の外周逃げ面との交差稜線部に形成される切刃は、通常は切れ味を鋭くして下穴の仕上げ寸法精度を確保するために、上記すくい面と逃げ面とが鋭角に交差した交差稜線上に形成される。ところが、その反面このような鋭利な切刃は、刃こぼれ等が生じ易いのは勿論、仕上げ加工に使用され初めてから切刃の摩耗が安定するまでの初期摩耗の範囲における摩耗幅の増大の割合が著しく、そこから摩耗が安定して比較的低い割合で摩耗幅が増大していったとしても、結果的に加工可能な穴数は制限されることになる。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような初期摩耗における切刃摩耗幅の割合を極力抑えて、結果的に仕上げ加工が可能な加工穴数を増大させることが可能なソリッドリーマ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】
【０００５】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転させられる円柱軸状のリーマ本体の先端外周部に、該リーマ本体の先端面に開口して後端側に延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のリーマ回転方向を向く壁面がすくい面とされて、該すくい面と上記リーマ本体の外周逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるソリッドリーマであって、上記交差稜線部には、上記軸線に直交する断面において、上記すくい面の外周側への延長面に対して外周側に向かうに従い上記リーマ回転方向の後方側に後退する後退部が予め形成されており、この後退部と上記外周逃げ面との交差稜線が上記切刃とされていることを特徴とする。
【０００６】
このような構成のソリッドリーマでは、切刃が形成されるすくい面と外周逃げ面との交差稜線部において、すくい面側に、その外周側への延長面に対してリーマ回転方向後方側に漸次後退する後退部が形成されていて、すなわち切刃が予め初期摩耗分だけ削り取られたような形状とされているので、刃先強度が増して刃こぼれ等が生じにくくなるのは勿論、摩耗幅の増大が安定するまでの初期摩耗の範囲で摩耗幅が著しく増大するのを抑制することができる。このため、この初期摩耗の範囲における摩耗幅も小さく抑えることができるので、それ以降の摩耗幅増大の割合が安定した範囲において、使用限界となる摩耗幅までの仕上げ加工可能な穴数を多くすることができ、すなわち工具寿命の延長を図ることが可能となる。
【０００７】
また、こうしてすくい面の後退部と外周逃げ面との交差稜線に形成される切刃に、丸ホーニングを施すことにより、初期摩耗の範囲の摩耗幅の増大を一層確実に抑えることができる。なお、後端部はその全体がこのような丸ホーニングであってもよいが、後退部を、軸線に直交する断面において、すくい面の外周側への延長面に対して外周側に向かうに従いリーマ回転方向の後方側に後退する傾斜平面とした場合には、この傾斜平面の上記延長面に対する傾斜角は３０°以下とするのが望ましく、これよりもこの傾斜角が大きくなると、切刃の切れ味が鈍って加工穴の仕上げ寸法精度を損なうおそれが生じる。
【０００８】
さらに、上記軸線に直交する断面における後退部の上記延長面に沿った方向の幅は０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内とされるのが望ましく、これより幅狭であると初期摩耗の範囲で後退部ごと切刃が摩耗してしまうおそれがある一方、これより幅広になるとやはり切れ味が鈍って加工穴の仕上げ寸法精度を損なうおそれある。また、切刃は、リーマ本体の後端側に向かうに従いリーマ回転方向の後方側に捩れる螺旋状、すなわち右ネジレに形成されるのが望ましく、これにより上述のような後退部を形成しても切れ味を確保することができる。
【０００９】
さらにまた、リーマ本体の先端外周部には、奇数の切刃が形成されるのが望ましく、これにより１つの切刃に対して軸線を挟んで反対側には２つの切刃が間隔をあけて配設されることになるため、切刃同士が互いに他の切刃を軸線に対する径方向に支持するような状態となって仕上げ寸法精度の向上を図ることができる。また、上記軸線に直交する断面において、切屑排出溝をＵ字状、すなわち凹円弧状をなす底面と互いに平行な一対の壁面とを有する形状とすれば、例えば同じ半径の断面凹円弧の底面を有するＶ字状の切屑排出溝に比べ、切屑排出溝によってリーマ本体の肉厚が削がれるのを抑えて工具剛性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、初期摩耗の範囲における切刃の摩耗幅を小さく抑えることが可能となり、これにより初期摩耗以降の摩耗幅増大の割合が安定した範囲において仕上げ加工可能な穴数を多くすることができ、工具寿命の延長を図って効率的な下穴の仕上げ加工を促すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１ないし図５は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、リーマ本体１は軸線Ｏを中心とした円柱軸状をなし、その後端側（図１において右側）がシャンク２とされるとともに先端側（図１において左側）が切刃チップ３とされている。本実施形態では、これらシャンク２と切刃チップ３とは、それぞれ超硬合金等の硬質材料により互いに別体に形成されていて、凹Ｖ字状に形成されたシャンク２の先端に、凸Ｖ字状に形成された切刃チップ３の後端が突き合わされてろう付けされることにより同軸に一体化される。
【００１２】
シャンク２には、その内部に軸線Ｏに沿って貫通穴２Ａが形成され、また、その外径は後端部が先端部よりも僅かに一回り大きくされていて、この後端部の側部には平坦な切り欠き面２Ｂが形成されており、リーマ本体１はこのシャンク２の後端部が工作機械の主軸に保持されて図中に符号Ｔで示すリーマ回転方向に回転させられつつ軸線Ｏ方向先端側に送り出されることで下穴の仕上げ加工に使用される。また、切刃チップ３の後端部の外径はシャンク２の先端部の外径と等しくされるとともに、切刃チップ３先端部の外径はこの後端部より僅かに一回り大きくされ、この先端部が切刃部４とされている。
【００１３】
リーマ本体１の先端に位置するこの切刃部４において、その外周部には該リーマ本体１の先端面に開口して後端側に延びる切屑排出溝５が形成されており、この切屑排出溝５のリーマ回転方向Ｔを向く壁面がすくい面６とされて、このすくい面６とリーマ本体１の外周逃げ面７との交差稜線部に切刃８が形成されている。ここで、この切屑排出溝５は、奇数条の複数のものが周方向に等間隔に形成されていて、特に本実施形態では５条とされている。
【００１４】
また、個々の切屑排出溝５は、軸線Ｏに直交する断面がＵ字状をなすように形成されていて、すなわち同断面において上記すくい面６とされる壁面と平行に対向してリーマ回転方向Ｔ後方側を向く壁面５Ａと、これらすくい面６と壁面５Ａとに滑らかに接する断面略半円状の底面５Ｂとから構成されている。さらに、外周逃げ面７は、同じく軸線Ｏに直交する断面において一定の逃げ角でリーマ回転方向Ｔの後方側に向かうに従い漸次後退する直線状をなすように形成されている。
【００１５】
さらにまた、切屑排出溝５は、軸線Ｏ方向後端側に向かうに従いリーマ回転方向Ｔの後方側に捩れるように螺旋状に形成されていて、いわゆる右ネジレの切屑排出溝５とされている。従って、上記切刃８もこれと同じく後端側に向かうに従いリーマ回転方向Ｔ後方側に捩れる右ネジレの切刃８とされる。なお、切刃チップ３内にはシャンク２の貫通穴２Ａに連通する図示されない止まり穴が軸線Ｏに沿って形成されていて、この止まり穴からは各切屑排出溝５の底面５Ｂに開口する切削油剤の供給穴が穿設されている。また、上記すくい面６とリーマ本体１の先端面（先端逃げ面）との交差稜線部は、その外周端部が図３に示すように外周側に向かうに従い後端側に向かうように切り欠かれており、切刃８の先端に連なる食い付き部８Ａとされている。
【００１６】
そして、切刃８が形成されるすくい面６と外周逃げ面７との交差稜線部には、そのすくい面６側に、軸線Ｏに直交する断面においてすくい面６の外周側への延長面Ｐに対して外周側に向かうに従いリーマ回転方向Ｔの後方側に後退する後退部９が予め形成されており、上記交差稜線部のうちでもこの後退部９と外周逃げ面７との交差稜線が切刃８とされている。ここで、本実施形態ではこの後退部９は、図４に示すように軸線Ｏに直交する断面において、上記延長面Ｐに対して外周側に向かうに従い一定の傾斜角θでリーマ回転方向Ｔの後方側に後退する傾斜平面とされており、ただしその外周逃げ面７のと交差稜線である切刃８には極小さな半径の丸ホーニングが施されている。
【００１７】
なお、上記傾斜角θは、軸線Ｏ方向に亙っても一定とされていて３０°以下の範囲とされており、本実施形態では５°とされている。また、後退部９の上記延長面Ｐに沿った方向の幅Ｗも軸線Ｏ方向に亙って一定とされていて、０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内とされており、本実施形態では０．０５ｍｍとされている。さらに、切刃８には、０．０４〜０．０６／１００程度のバックテーパが与えられている。
【００１８】
このように構成されたソリッドリーマでは、切刃８が形成されるすくい面６と外周逃げ面７との交差稜線部において、そのすくい面６側に上述のような後退部９が形成されていて、切刃をすくい面（延長面Ｐ）と外周逃げ面との鋭利な交差稜線に形成した場合から、予め切刃８が初期摩耗分だけ後退したような形状となっている。このため、初期摩耗において通常の摩耗幅が大きな割合で増大するのを、比較的小さな割合での増大に抑えることができ、これにより１つのリーマで仕上げ加工可能な加工穴数を増加させることが可能となる。
【００１９】
例えば、図５は、このような後退部９を形成した本実施形態のリーマ（実線）と、後退部９が形成されずにすくい面が上記延長面Ｐに沿ったまま外周逃げ面に鋭角に交差してその交差稜線が切刃とされたリーマ（二点鎖線）とで、同一の条件で下穴の仕上げ加工を行った場合の加工穴数と摩耗幅（ＶＢ摩耗）との関係を示したものであるが、この図５に示されるように後退部９が形成されていないリーマでは加工の当初の初期摩耗の範囲Ａにおいて摩耗幅の増大の割合が大きく、その後の定常摩耗の範囲Ｂに移行する段階で、既に使用可能な摩耗幅の限界Ｃまでの半分程度まで摩耗が進行している。
【００２０】
ところが、これに対して本実施形態のリーマでは、この初期摩耗の範囲Ａにおける摩耗幅の増大の割合が小さく、従って定常摩耗の範囲Ｂに移行した時点での摩耗幅も後退部９が形成されていないリーマの半分程度と小さく抑えられており、その後の定常摩耗の範囲Ｂでの摩耗幅の増大の割合が後退部９の形成されていないリーマと同じであれば、結果的に摩耗幅の限界Ｃまでに仕上げ加工可能な加工穴数を大幅に多くして工具寿命の延長を図ることができるのである。また、こうして後退部９が形成されるとともに、上述のように切刃８に丸ホーニングが施されることにより、切刃８に刃こぼれが生じたりしてその寿命が費えるような事態も防ぐことができる。
【００２１】
また、本実施形態では、この後退部９が軸線Ｏに直交する断面において上記延長面Ｐに対して一定の傾斜角θで傾斜する傾斜平面（実際には、切刃８および切屑排出溝５が捩れているので、捩れ面）とされていて、その傾斜角θが３０°以下、特に５°とされているので、徒に切削抵抗を増大させることなく切刃８の切れ味を保って仕上げ面精度を確保しつつ、初期摩耗の低減を図ることができる。なお、この傾斜角θの下限値は０°を上回っていればよいが、０°に近すぎても上述の効果を十分に奏することができなくなるおそれがあるので、３°以上とされるのが望ましい。
【００２２】
さらに、この傾斜部９の延長面Ｐに沿った方向の幅Ｗも、０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内とされて、特に本実施形態では０．０５ｍｍとされており、やはり後退部９が大きすぎることによる切削抵抗の増大を抑えて仕上げ面精度を確保しつつ、初期摩耗の確実な低減を図ることができる。なお、本実施形態では上述のように断面傾斜平面状の後退部９とされて、その外周逃げ面７との交差稜線である切刃８に丸ホーニングが施されているが、切刃８から後退部９全体にかけてが軸線Ｏに直交する断面においてリーマ回転方向Ｔ側に凸となる凸曲面とされていてもよい。
【００２３】
また、本実施形態では切刃部４に形成される切刃８が、リーマ本体１の後端側に向かうに従いリーマ回転方向Ｔの後方側に捩れる螺旋状の右ネジレの切刃８とされており、これにより切刃８の切れ味を向上させてさらに高い仕上げ面精度を得ることができる。しかも、本実施形態では奇数のこのような切刃８が周方向に等間隔に形成されているので、１つの切刃８に対して軸線Ｏの反対側には２つの切刃８が間隔をあけて配置されることになって、これらの切刃８が上記１つの切刃８を支持するような状態が各切刃８同士で生じるので、一層の仕上げ面精度の向上を図ることができる。
【００２４】
さらにまた、本実施形態では切屑排出溝５が軸線Ｏに直交する断面においてＵ字状に形成されており、例えばその底面５Ｂと等しい半径の凹円弧状の底面を有するＶ字状の切屑排出溝と比べると、その壁面５Ａと上記すくい面６とされる壁面とが略平行であるため、切屑排出溝５によってリーマ本体１が切り欠かれる部分が少なく、すなわちリーマ本体１の肉厚が削がれる部分が少なくて、工具剛性の向上を図ることができる。また、同じくＶ字状の切屑排出溝に対して溝幅が同じであれば、リーマ本体１の外周側では上記肉厚を確保しつつ切屑排出溝５の断面積は大きくできるので、剛性をそれほど損なうことなく切屑排出性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示す実施形態を軸線Ｏ方向先端側から見た拡大正面図である。
【図３】図１に示す実施形態の切刃８先端部をすくい面６に対向する方向から見た拡大側面図である。
【図４】図１に示す実施形態の軸線Ｏに直交する断面における切刃８周辺の拡大断面図である。
【図５】本実施形態のリーマ（実線）と後退部９が形成されていないリーマ（二点鎖線）との加工穴数と摩耗幅（ＶＢ摩耗）との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  リーマ本体
４  切刃部
５  切屑排出溝
６  すくい面
７  外周逃げ面
８  切刃
９  後退部
Ｏ  リーマ本体１の軸線
Ｔ  リーマ回転方向
Ｐ  すくい面６の延長面
θ  延長面Ｐに対する後退部９の傾斜角
Ｗ  延長面Ｐに沿った後退部９の幅
【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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