JP4380365B2

JP4380365B2 - リーマ

Info

Publication number: JP4380365B2
Application number: JP2004059077A
Authority: JP
Inventors: 正治滝口; 彰金星; 友司大塚
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2024-03-03
Also published as: JP2005246528A

Description

本発明は、ワーク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る。

従来より、例えば特許文献１に開示されているように、軸線回りに回転される工具本体の先端部に、切刃を有するスローアウェイチップがその切刃を工具本体外周側へ突出させるようにして装着され、工具本体の外周に、軸線と平行に延びる複数条のパッドが工具本体外周側へ突出するようにして設けられたリーマが知られている。

このようなリーマは、その工具本体が軸線回りに回転されつつ軸線方向の先端側へ向かって送られることにより、ワークに予め形成された下穴を所定の内径に仕上げていく。
このとき、工具本体の外周に設けられた複数条のパッドは、切刃によって仕上げられた下穴の内周面に摺接することにより、工具本体の直進性を保つ働きをするとともに、下穴の内周面をバニッシュ加工する働きをする。
特開２００２−２３９８３６号公報

ところで、上述したようなリーマによる穴加工においては、工具本体の外周に設けられた複数条のパッドが切刃によって仕上げられた下穴の内周面に摺接するため、これらのパッドにはバニッシュトルクが働くことになる。
しかしながら、各パッドが軸線と平行に延びるように形成され、各パッドにおける工具回転方向前方側に位置する稜線部も軸線と平行に延びるように形成されていることから、これら複数条のパッドすべてに対してどうしても大きなバニッシュトルクが働いてしまうという問題があった。

つまり、各パッドは、その工具回転方向前方側に位置する稜線部から食い付くようにして下穴の内周面に摺接するため、この稜線部が軸線と平行になっていることに起因して、バニッシュトルクの増大を招いてしまうのである。
そのため、このようなバニッシュトルクの増大により、仕上げられた穴の真円度や直進性などの穴精度を悪化させるのであった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、工具本体の外周に設けられたパッドが受けるバニッシュトルクを低減して、穴精度を向上することができるリーマを提供することを目的としている。

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転される工具本体の先端部に、工具本体外周側へ突出する切刃が設けられるとともに、前記工具本体の外周に、工具本体外周側へ突出する複数のパッドが設けられたリーマであって、前記複数のパッドのうち工具回転方向前方側へ向かう周方向において切刃までの距離が最も大きいパッドは、工具回転方向前方側に位置する稜線部が、工具本体の軸線に平行に
延びる直線状に形成され、前記複数のパッドのうち工具回転方向前方側へ向かう周方向において切刃までの距離が最も大きいパッドを除く他のパッドは、工具回転方向前方側に位置する稜線部が、前記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形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、前記複数のパッドのうち工具回転方向前方側へ向かう周方向において切刃までの距離が最も大きいパッドを除く他のパッドは、工具回転方向前方側に位置する稜線部が、前記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なっている。そのため、下穴の内周面に摺接するパッドにおいて、この下穴の内周面への食い付き部となる上記稜線部を例えば切刃として考えたときには、あたかもアキシャルレーキが正の状態のようになり、パッドに働くバニッシュトルクを低減させることができるのである。
したがって、本発明によれば、仕上げられた穴の真円度や直進性などの穴精度を向上させることができる。

ここで、上記のように、複数のパッドのうち工具回転方向前方側へ向かう周方向において切刃までの距離が最も大きいパッドを除く他のパッドは、工具回転方向前方側に位置する稜線部が、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に向かうようにするためには、例えば、前記パッドの前記稜線部が、前記軸線に対して所定のねじれ角を有する螺旋状に形成されて、いわゆる「ねじれ」形状とされていたり、前記パッドの前記稜線部が、このパッドに対向する方向から見たときに前記軸線に対して所定の傾斜角を有する略直線状に形成されて、いわゆる「たおれ」形状とされているようにすればよい。

まず、本発明の第１実施形態を添付した図１〜図３を参照しながら説明する。
図１及び図２に示すように、本第１実施形態によるリーマの工具本体１０は、例えば鋼等によって、軸線Ｏ回りに回転される軸線Ｏを中心とした略円柱状をなすように構成されている。

工具本体１０の先端部には、軸線Ｏに直交する断面で工具本体１０が略Ｌ字状に切り欠かれるように、工具本体１０の先端面１０Ａ及び外周面１０Ｂに開口するチップポケット１１が形成されていて、このチップポケット１１の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面１１Ａに、この壁面１１Ａから工具回転方向Ｔ後方側へ一段凹むようなチップ取付座１２が形成されている。

チップ取付座１２には、例えば超硬合金などの硬質材料から構成された略長方形平板状をなすスローアウェイチップ２０が、クランプネジ１３によって着脱可能に装着されている。
このスローアウェイチップ２０がチップ取付座１２に装着された状態では、スローアウェイチップ２０の稜線部に形成された切刃２１が、工具本体１０の外周面１０Ｂから工具本体外周側へ突出させられるとともに、工具本体１０の先端面１０Ａから軸線Ｏ方向の先端側へ突出させられるようにして、軸線Ｏと略平行に延在させられている。

なお、スローアウェイチップ２０の切刃２１における軸線Ｏ方向の先端側一部分は、チップ装着状態で、軸線Ｏ方向の先端側へ向かうにしたがい工具本体内周側へ向かうように傾斜させられており、この切刃２１における食い付き刃２１Ａとされている。

また、工具本体１０の先端部には、スローアウェイチップ２０の切刃２１についての工具本体外周側への突出量を微調整するための径方向調整機構１４が設けられている。
径方向調整機構１４は、軸線Ｏ方向で互いに離間して隣接するとともに工具本体１０の先端部の外周面１０Ｂとチップ取付座１２の工具本体外周側を向く壁面とに開口する一対の径方向調整ネジ穴１４Ａ，１４Ａと、これら一対の径方向調整ネジ穴１４Ａ，１４Ｂのそれぞれにねじ込まれた径方向調整ネジ１４Ｂ，１４Ｂとから構成されている。

そのため、径方向調整ネジ１４Ｂ，１４Ｂをねじ込んでいくことで、この径方向調整ネジ１４Ｂ，１４Ｂの先端部が、チップ取付座１２に装着されたスローアウェイチップ２０の側面を工具本体外周側へ向かって斜めに押圧し、スローアウェイチップ２０の切刃２１における工具本体外周側への突出量を微調整することができるようになっている。

さらに、工具本体１０の先端部の外周には、その外周面１０Ｂから工具本体内周側へ一段凹むとともに工具本体１０の先端面１０Ａに開口するような複数（例えば３つ）の凹部３０…が、周方向で所定間隔を介して配置されるように形成されており、これら３つの凹部３０…に対し、例えば超硬合金、サーメット、ｃＢＮ、ダイヤモンドなどの硬質材料から構成されたパッド３１…が例えばロウ付けなどによってそれぞれ取り付けられている。

凹部３０…に取り付けられたパッド３１…の外周面３２…のそれぞれは、軸線Ｏを中心として上記切刃２１の外径（切刃２１の回転軌跡の外径）と略同一の外径を有する略円筒面の一部をなしており、各外周面３２…が、工具本体１０の外周面１０Ｂから工具本体外周側へ突出させられている。

ここで、３つの凹部３０…について、工具回転方向Ｔ前方側へ向かう周方向において切刃２１までの距離が小さい順番に、第１の凹部３０Ａ，第２の凹部３０Ｂ，第３の凹部３０Ｃとする。

３つの凹部３０…のうち、切刃２１までの距離が小さい第１及び第２の凹部３０Ａ，３０Ｂが、図３に示すように、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後方側へ向かうように形成され、とくに軸線Ｏに対して所定のねじれ角αを有する螺旋状に形成されることによって、いわゆる「ねじれ」形状とされている。
また、３つの凹部３０…のうち、切刃２１までの距離が最も大きい第３の凹部３０Ｃが、軸線Ｏと略平行に延びる略直線状に形成されることによって、いわゆる「ストレート」形状とされている。

「ねじれ」形状とされた第１及び第２の凹部３０Ａ，３０Ｂには、それらの形状に沿って第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂが取り付けられていることにより、第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂがねじれ角αの「ねじれ」形状となり、かつ、第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂ（パッド３１Ａ，３１Ｂの外周面３２Ａ，３２Ｂ）における工具回転方向Ｔ前方側に位置する稜線部３３Ａ，３３Ｂもねじれ角αの「ねじれ」形状となっている。
また、「ストレート」形状とされた第３の凹部３０Ｃには、その形状に沿って第３のパッド３１Ｃが取り付けられていることにより、第３のパッド３１Ｃが「ストレート」形状となり、かつ、第３のパッド３１Ｃ（パッド３１Ｃの外周面３２Ｃ）における工具回転方向Ｔ前方側に位置する稜線部３３Ｃも「ストレート」形状になっている。

上述したような本第１実施形態によるリーマは、その工具本体１０が軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側へ向かって送られることにより、工具本体１０の先端部に設けられた切刃２１によってワークに予め形成された下穴を所定の内径に仕上げていく。
このとき、工具本体１０の外周に設けられた第１〜第３のパッド３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの外周面３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、切刃２１によって仕上げられた下穴の内周面に摺接することにより、工具本体１０の直進性を保つ働きをするとともに、下穴の内周面をバニッシュ加工する働きをする。

本第２実施形態によれば、工具本体１０の外周に設けられた第１〜第３のパッド３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃのうち、工具回転方向Ｔ前方側へ向かう周方向において切刃２１までの距離が小さい第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂについて、それらの工具回転方向Ｔ前方側に位置する稜線部３３Ａ，３３Ｂが、ねじれ角αの「ねじれ」形状とされている。
つまり、第１〜第３のパッド３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃのうち、バニッシュトルクを受けやすい第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂにおける工具回転方向Ｔ前方側に位置する稜線部３３Ａ，３３Ｂが、ねじれ角αの「ねじれ」形状とされているのである。

ここで、下穴の内周面に対して外周面３２Ａ，３２Ｂが摺接する第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂにおいて、この下穴の内周面への食い付き部となる上記稜線部３３Ａ，３３Ｂを例えば切刃のように考える。
すると、あたかもアキシャルレーキが正の状態となるように稜線部３３Ａ，３３Ｂが配置されることになり、バニッシュトルクを受けやすい第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂに働くバニッシュトルクを低減させることができて、仕上げられた穴の真円度や直進性などの穴精度を向上させることができる。
なお、ねじれ角αは、例えば１°〜４５°（より好ましくは１０°〜３０°）の範囲に設定される。

次に、本発明の第２実施形態を添付した図４〜図６を参照しながら説明するが、上述した第１実施形態と同様の部分については同一の符号を用いてその説明を省略する。
本第２実施形態によるリーマでは、３つの凹部３０…のうち、切刃２１までの距離が最も大きい第３の凹部３０Ｃだけではなく、切刃２１までの距離が小さい第１及び第２の凹部３０Ａ，３０Ｂまでもが、軸線Ｏと略平行に延びる略直線状に形成されることによって、いわゆる「ストレート」形状とされている。

しかしながら、「ストレート」形状とされた第１及び第２の凹部３０Ａ，３０Ｂには、それらの形状に沿って第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂが取り付けられているのではなく、図６に示すように、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後方側へ向かうように、とくに各パッド３１Ａ，３１Ｂに対向する方向から見たときに軸線Ｏに対して所定の傾斜角βを有する略直線状となるように第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂが取り付けられている。

そのため、第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂが傾斜角βの「たおれ」形状となり、かつ、第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂにおける工具回転方向Ｔ前方側に位置する稜線部３３Ａ，３３Ｂも傾斜角βの「たおれ」形状となっている。
なお、第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂが「たおれ」形状となっているのにも関わらず、第１及び第２の凹部３０Ａ，３０Ｂが「ストレート」形状となっていることから、第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂの外周面３２Ａ，３２Ｂは、それぞれ周方向での幅が軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい漸次小さくなっている。

また、「ストレート」形状とされた第３の凹部３０Ｃには、その形状に沿って第３のパッド３１Ｃが取り付けられていることにより、第３のパッド３１Ｃが「ストレート」形状となり、かつ、第３のパッド３１Ｃにおける工具回転方向Ｔ前方側に位置する稜線部３３Ｃも「ストレート」形状になっている。

このような第２実施形態においても、上述した第１実施形態によるリーマと同様の効果を奏することができる。
なお、傾斜角βは、例えば１°〜３０°（より好ましくは１０°〜２０°）の範囲に設定される。

また、本第２実施形態においては、「ストレート」形状とされた第１及び第２の凹部３０Ａ，３０Ｂに対して、「たおれ」形状とされた第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂを取り付けるようにしているが、「たおれ」形状とされた第１及び第２の凹部３０Ａ，３０Ｂに対して、同じく「たおれ」形状とされた第１及び第２のパッド３１Ａ，３１Ｂを取り付けるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態によるリーマを示す側面図である。本発明の第１実施形態によるリーマを示す先端面図である。図２におけるＡ方向矢視図あるいはＢ方向矢視図である。本発明の第２実施形態によるリーマを示す側面図である。本発明の第２実施形態によるリーマを示す先端面図である。図５におけるＣ方向矢視図あるいはＤ方向矢視図である。

符号の説明

１０工具本体
２１切刃
３０凹部
３１パッド
３２外周面
３３稜線部
Ｏ軸線
Ｔ工具回転方向
α ねじれ角
β 傾斜角

Claims

軸線回りに回転される工具本体の先端部に、工具本体外周側へ突出する切刃が設けられるとともに、前記工具本体の外周に、工具本体外周側へ突出する複数のパッドが設けられたリーマであって、
前記複数のパッドのうち工具回転方向前方側へ向かう周方向において切刃までの距離が最も大きいパッドは、工具回転方向前方側に位置する稜線部が、工具本体の軸線に平行に
延びる直線状に形成され、
前記複数のパッドのうち工具回転方向前方側へ向かう周方向において切刃までの距離が最も大きいパッドを除く他のパッドは、工具回転方向前方側に位置する稜線部が、前記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形成されていることを特徴とするリーマ。
請求項１に記載のリーマにおいて、
前記複数のパッドのうち工具回転方向前方側へ向かう周方向において切刃までの距離が最も大きいパッドを除く他のパッドの前記稜線部が、前記軸線に対して所定のねじれ角を有する螺旋状に形成されていることを特徴とするリーマ。
請求項１に記載のリーマにおいて、
前記複数のパッドのうち工具回転方向前方側へ向かう周方向において切刃までの距離が最も大きいパッドを除く他のパッドの前記稜線部が、該パッドに対向する方向から見たときに前記軸線に対して所定の傾斜角を有する略直線状に形成されていることを特徴とするリーマ。