JPH0357383Y2

JPH0357383Y2 -

Info

Publication number: JPH0357383Y2
Application number: JP1985078328U
Authority: JP
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1991-12-27
Also published as: JPS61195920U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案はドリル等で形成した下孔を、主として
機械に剛直にチヤツクしたリーマで仕上げる場合
に適した、複合リーマに関する。

（従来技術）従来この種のリーマとしては、実公昭53−5278
と実開昭55−70922が既に提案されている。前者
はリーマの先端に直刃溝を形成したエンドミル刃
を設け、その次に超左ねじれ右刃ねじれ角を形成
したリーマ本体をエンドミル刃より僅かに径を大
にして設け、更にエンドミル刃には喰付角部と二
番取角部を形成し、且つリーマにも喰付角と逃げ
角を形成したものである。ところが刃先に直刃の
エンドミル刃を設けると、その部分に切屑を前方
へ排出する作用がないために、せつかく超左ねじ
れのリーマ本体部分から前方に押出されてきた切
屑がエンドミル刃のチツプポケツトに溜り、切屑
が刃先を叩き、刃先の耐久性が大幅に低下する。
又エンドミル刃には外周に刃が形成されているた
め、リーマ加工の開始時に、下孔が横に偏倚して
いたり、下孔が傾斜している場合には、喰付時に
エンドミル刃で形成される孔の内周上における切
削抵抗のばらつきによりエンドミル刃に横方向の
力が作用し、エンドミル刃が抵抗の少ない側へず
れ、リーマがエンドミル刃の部分で傾斜しながら
前進することになり、下孔に倣う傾向が生じ、リ
ーマに曲げモーメントが掛かり、破損する恐れが
ある。エンドミル刃の横揺れにより騒音も発生す
る。

後者（実開昭55−70922）においては、先端の
エンドミル刃部分における切屑の排出能力を増す
べく、エンドミル刃に左ねじれを与えるようにし
たもので、エンドミル刃部分における切屑の前方
排出能力は向上するが、喰付時における横ずれ
と、騒音を防止することはできない。

この対策として、本件出願人は、下孔が横にず
れたり傾斜している場合にも、喰付時にガンドリ
ルの作用を利用してリーマに直進性を与え、所期
の中心線上に正確にリーマ孔を加工できるよう
に、上記従来のエンドミル刃の代りに、刃先の荒
刃を左にねじれたドリルで形成したドリル付リー
マを提案中である（実願昭59−141150）。

（考案の目的）本考案は、上記出願中のドリル付リーマを更に
改良し、全負荷トルクを下げ、しかも切屑排出効
果を高めると共に、切れ味を改良することを目的
としている。

（考案の構成）本考案はリーマの先端に座ぐりカツターを設け
た複合リーマにおいて、先端の座ぐりカツターは
左ねじれ刃を形成すると共に、先端の座ぐりカツ
ターは左ねじれ刃溝を形成すると共に喰付角部を
有し、座ぐりカツターの刃先すくい面の喰付角部
側の端部に凹部溝ブレーカーを刻設し、真のすく
い角が正方向に修正されるように正のラジアルレ
ーキを与えた形状で切屑排出をスムーズに行う複
合リーマである。

（実施例）第１図において１は刃部、２は軸部、３は柄部
であり、柄部３の後端には回転力を与えるための
取付部１２が設けられており、Ｏは中心線であ
る。刃部１は先端のドリル４（座ぐりカツター又
は荒刃と呼ぶ）とリーマ５を備え、リーマ５は超
左ねじれ右刃ねじれ角を形成しており、先端に喰
付部５ａを備えている。

ドリル４は先端に略45°の喰付角部６を備え、
この喰付角部６のアキシヤルレーキα（第１図で
見た場合の傾斜角）は例えば6°である。被切削材
料の材質によつては、5°又は６〜25°の範囲であ
つてもよい。喰付角部６に連続する外周縁X₁は
背後がランドX₃（円筒面の一部）となつており、
従つて外周縁X₁には刃がない。喰付角部６に連
続する先端縁X₂の背後の先端面X₄は中心線Ｏと
直角な面になつており、従つて先端縁X₂も刃で
はない。喰付角部６の背後には二番取角部７が形
成され、従つて喰付角部６のみが刃になつてお
り、この喰付角部６は、アキシヤルレーキαはネ
ガテイブ（第１図）であるが、ラジアルレーキγ
（第２図）は8.5°のポジテイブとなつており、合
成すると実質的にはポジテイブなすくい角が与え
られ、切れ味がよくなつている。

第１図中の１０は凹部溝ブレーカーで、すくい
面１１の喰付角部６側先端部に設けてある。βは
すくい角である。

（考案の効果）本考案によると、喰付角部６にネガテイブなア
キシヤルレーキαが与えられているので（左にね
じれているため）リーマ５部分から前方へ送られ
てきた切屑を喰付角部６のねじれ溝により積極的
に前方へ押出すことができ、チツプポケツトに切
屑が溜らず、これにより切刃の耐久性が向上す
る。又外周縁X₁の背後はランドX₃となつている
ため、ガンドリルのパイロツトと同様な機能が得
られる。従つて本考案によるリーマを機械に剛直
にチヤツクし、加工を開始する際、下孔がリーマ
の中心線よりも横にずれていたり、傾斜している
場合であつても、喰付角部６で形成された孔にラ
ンドX₃部分が一旦嵌合すると、ランドX₃はドリ
ル４の横ずれを確実に防ぎ、ドリル４の直進性を
確保する。従つて下孔の取代が孔の内周面上にお
いてかたより、切削抵抗の差によりドリル４に横
方向の力が作用しても、喰付角部が形成した孔に
ランドX₃が少しでも嵌合すると、それ以後はラ
ンドX₃がガンドリルのパイロツト機能を果し、
ドリル４の横ずればかりでなく、ドリル４の横揺
れに起因する騒音も確実に防止する。従つてドリ
ル４が下孔の入口にその中心線上で一旦喰付く
と、たとえ横方向の力を受けても横にずれる恐れ
がなく、ランドX₃に案内されて直進する。従つ
て得られたリーマ孔の中心線は、機械に当初セツ
トしたリーマの中心線上に正確に一致し、加工中
にリーマには曲げ応力が作用せず、又ドリル４が
横揺れを生じないため、エンドミル刃を使用した
時に起こるピーンという騒音も確実に防止され
る。さらに本考案によると、ドリル４の外周縁
X₁と先端縁X₂には刃を付ける必要がないためリ
ーマの製作が容易になり、コストダウンが図れ
る。又本考案においては、凹部溝ブレーカー１０
を設けたので、切れ味が向上し、全負荷トルクが
減少する。すくい角βが大きくなつて切れ味が良
くなり、一般にはその場合刃が薄くなり、摩耗が
増すのであるが、本考案においては真のすくい角
が正方向に修正されるように正のラジアルレーキ
γを与えているので、耐久性が向上する。

（理論的な解析）考案の構成；リーマの先端の荒刃（ドリル等の座ぐりカツタ
ー）が左ねじれの時、切屑をすくい面により前方
へ排出する作用があるが、アキシヤルレーキαは
負角度となるため、ラジアルレーキγを正角度に
して、真のすくい角βをできるだけ正角（ポジテ
イブ）になるように工夫されている。本考案で
は、すくい面１１を、更にポジテイブ作用を強め
るために、このすくい面に曲面（凹部…凹部溝ブ
レーカー１０）を創成し、切屑の流れ、大きさ、
排出作用に伴い切削抵抗力を軽減させ、リーマ加
工の総合能力の向上を期すものである。

考案の目的；切削抵抗を軽減させると同一刃先外径におい
て、刃先に掛る切削力の増減割合に関してリーマ
下孔の取代が一定の時はリーマ加工穴深さが長く
でき、又一方リーマ長さが同じの時はリーマ下孔
の取代を軽減させることができる。その他切削中
のビビリや切屑排出のスムーズさ、発熱の強弱、
被削物の難削材の加工性向上等の切削特性の向上
が見られる。

新旧考案品の切削データーの説明；テスト品リーマの仕様工具No.工具名アキシヤルレーキ１ドリル付旧型 α＝−6° ラジアルレーキ γ＝8.5° 真のすくい角 β＝4.2° ２ドリル付新型Ａアキシヤルレーキ α＝−6° ラジアルレーキ γ＝15° 真のすくい角 β＝10.8° ３ドリル付新型Ｂアキシヤルレーキ α＝−10° ラジアルレーキ γ＝8.5° 真のすくい角 β＝18° （1.3°）工具No.１は前述の実願昭59−141150と同じリー
マである。

工具No.２はアキシヤルレーキαは変えないでそ
のままにし、ラジアルレーキγを大きくして真の
すくい角βがポジテイブ効果を発揮した場合の効
能を調べるためのリーマである。

工具No.３はNo.１のγと同じで、αを大きくし、
βを大きくするためすくい面に凹部溝を形成した
リーマ（本考案品）であり、β中のカツコ内は計
算値である。

アキシヤルレーキαを大きくする目的は切屑を
前方へよりスムースに排出さすためである。ラジ
アルレーキγを大きくしたくない時は、ラジアル
レーキγが大きいと刃先角が小さくなり、刃先強
度が低下するため旧型No.１と同じ角度とした（考
案品）。すくい角βを大きくすると切削抵抗が低
下し強力切削、発熱防止、振動の低下等の効能が
期待できるため、又切屑の形状を小さく折つて排
出の流れを良くする効果も有効である。

凹部溝の有無と真のすくい角βについて；工具No.１、No.２のすくい面には凹部溝はない。
工具No.３のすくい面の切刃先端側には凹部溝１１
が刻設されている。真のすくい角βは喰付角λの
時はアキシヤルレーキαとラジアルレーキγの丁
度中間の45°方向のすくい面のすくい角を言う。
工具No.３のすくい面のように凹部溝がある時は、
すくい角βの計算値にこの凹部溝すくい角を加え
た合計β＝18°が真のすくい角となる。

No.３のβは凹部溝のすくい角16.7°と計算値1.3°
を加えたものである。

切削抵抗の測定；工具No.１、２、３につき大阪府立工業技術研究
所で切削トルクを計測した。被削材SKD（ダイス
鋼）は難削材の代表として用いた。S45C（構造用
鋼）は一般鋼材の代表として選定した。

テスト結果の考察；初期トルクはリーマが下孔へ回転しながら順次
切削しながら前進する時のトルクでリーマを回す
回転力は増大し、リーマの最大外径がある程度下
孔の奥深く挿入した時点でトルクが最大となる
と、そのあとはトルクが略一定する。この時のト
ルクが全負荷トルクとなる。

全負荷トルクを工具No.１、２、３につき比較す
ると、平均値工具No.１ No.２ No.３静的トルク 1405 1136 970 ％ 100％ 85％ 69％考案品の工具No.３が難削材SKDにおいてその
効果を示している。

切削トルク軽減による効能；リーマ工具は一般に穴径に対し穴深さが深い穴
を加工する工具で、その穴はリーマ刃先を保持す
る軸部は刃先径より細く穴が深いほどその軸部分
の長さが長くなり、そしてその穴の仕上り加工精
度はその他の工具より精密な精度が要求される。

従つてリーマは軸部が細くて長いため、その刃
先に掛る切削加工トルクはできるだけ軽微な程有
利である。細くて長い軸部の先端に過負荷が掛り
軸部がこれに耐えかねると曲り、ねじり、ビビリ
が断続的に、又は連続的に発生し、この振動が加
工する刃先に伝達すると刃先の摩耗を早めると共
に加工穴仕上り面の仕上面粗さを低下させ、仕上
穴寸法精度も不安定となる等の悪点が発生する。

考案品は工具No.１を改良して切削トルクを低下
させ、次の効果が得られた。

切削トルクの差とリーマ首下長さの関係；工具No. １２切削トルク 1406 970 リーマ首下 130 169 〃比 100％ 130％即ち軸径が同一の時、首下は130％長くできる
メリツトがある。

切削トルクの差とリーマ下孔取代との関係；下孔の取代はできるだけ少ないほうが良い。少
ないとリーマに無理が掛らず、切削条件を速く能
率を上げ得る。逆に取代が多いと切削条件（リー
マの回転速さ、リーマの送り等）を遅くせねばな
らない。しかし取代を少なくかつ一定にすること
はそのリーマ下孔加工の方法に注意力を注がねば
リーマに最適な下孔は得られない。ねがわくば下
孔加工はラフに穴明け作業が行えて、リーマ加工
がスムースに作業できる方が良い。

本考案品は同一首下長さ軸部太さのリーマで、
切削トルクが異なつた時、下孔取代にどれだけ違
いがあるか試算した。

リーマ工具No. １３純切削トルク 0.925 0.925 下孔取代 1.5 2.35 〃比 100％ 157％工具No.２は凹部溝を付けずにすくい角を大きく
してみたが、No.１、No.３の中間のトルク効果は出
たが、アキシヤルレーキがNo.１と同じであるた
め、No.３に比べて切屑の前方への排出力が少し弱
いため、No.３に比して総合性能評価は低下する。
又ラジアルレーキが大きいと刃先角が小さくなる
ため、刃先強度がNo.１、No.３に比し弱い。

リーマのエンド刃（座ぐりカツター、ドリル、
荒刃のこと）に凹部溝ブレーカー（チツプブレー
カー）を付けた時の特長； (1) エンド刃にチツプブレーカーを付けることに
より、SKD、ステンレス等のような難削材の
加工において、従来のエンド刃付リーマーに比
し、切屑が小さくカールするか、或は折れ易く
なるため、従来以上に切屑のハケ（排出）が良
くなり、リーマーとしての機能が向上し、寿命
も長くなる。

(2) チツプブレーカーを付けることによりエンド
刃にすくい角がつくことになり、エンド刃の切
削抵抗が少なくなるため、切削振動が減少し、
加工による発熱も少なくなるため、リーマー加
工精度が向上し、リーマーの寿命が延びる。又
加工硬化が従来のリーマーより少なくなるた
め、ステンレス、チタン等の加工硬化性材料と
か、SKDのごとき難削材に対しても対応しや
すくなる。

(3) 深穴用としてリーマー径に対しシヤンク首下
の長いリーマーが必要な場合があるが、首下長
さとリーマー径の比が大きくなれば、切削抵抗
による加工振動で加工面の平滑度も悪くなり、
寿命も短くなる。チツプブレーカー付きミルリ
ーマーは従来のエンド刃付きリーマーに比し切
削抵抗少く、切屑のハケが良いため、長尺のリ
ーマーでも従来リーマーよりきれいな仕上面が
得られ、又リーマーの寿命も長くなる。又逆に
言えば従来のエンド刃付きリーマーでは加工で
きなかつた深穴でも本リーマーでは加工できる
ことになる。

(4) エンド刃にすくい角を付けるだけであればエ
ンド刃のチツプポケツト用溝を入れる時すくい
角がつけられるが、すくい角が大きくなるとチ
ツプポケツトに切屑が溜り排出が悪くなるた
め、実質的にリーマーの役割を果さなくなる。
従つて本考案は切屑のハケを従来のエンド刃付
きリーマーより良くしながらエンド刃の切削抵
抗を従来のものより少なくして加工振動を減
し、リーマーの機能を上げて寿命を延ばすこと
を可能にするものである。

リーマーの切削抵抗とシヤンクの首下長さの関係
について；リーマーのシヤンクの首下長さがある限度以上
に長くなれば、リーミング時に加工振動を起して
リーマーとしての機能を果さなくなる。加工振動
は使用機械のスピンドル回りの剛性の他、リーマ
ーのシヤンク径、シヤンク長さ、シヤンクの弾性
係数、切削抵抗等に起因するものと考えられる。
一般にリーマーのシヤンク径は加工穴径により限
定され、又シヤンク弾性係数も特例を除き使用材
料が鉄系材料を使用するので、おのずと決つてく
る。そこでシヤンクの首下長さと切削抵抗が加工
振動を決める大きな要因となつてくる。

今まで出願人が行つた加工テストより、 32／πd⁴・（Ｔ）^0.7／Ｇ・ｌ＝ｋ但しｄ；シヤンク径、Ｇ；シヤンクの縦弾性係数Ｔ；切削トルクｌ；首下長さＴ；切削トルクとすれば、切削条件を限定した時、ｋが類似的に
ある値以下の時はリーミングが可能である。

例えばNo.１（旧リーマー）リーマー径φ18で
SKD11を切削速度21ｍ／Ｍ、送り0.4mm／rev、取
代直径で1.5mmの時の切削トルクは1406Ncm この時ｋ＝32／πd4・（Ｔ）^0.7／Ｇ・ｌ＝32／π×16.5⁴・（1406）^0.7／0.82×10⁴×130 ＝0.000348 No.３リーマー径φ18でSKD11をNo.１と同条件で
加工した時の切削トルクは970Ncm この時ｋの値をNo.１と同じにして首下長さｌを
求めると 32／π×16.5⁴・（970）^0.7／0.82×10⁴・ｌ＝0.000348 即ちNo.３（新リーマー）はNo.１（旧リーマー）に
比し同じ切削条件で首下を約30％長くすることが
可能である。

又No.１リーマーでSKD11を送り0.25mm、切削速
度21ｍ／Ｍ、取代直径で1.5mmつけて加工した時
の純切削トルクは0.925Kg．ｍである。今No.３（新
リーマー）によりNo.１（旧リーマー）と同条件で
加工した時純切削トルクを0.925Kg．ｍにするた
めの取代Ｓを求めると、 0.925＝（18−Ｓ）／２×Ｓ×0.25×201×10^-3 1850＝（18−Ｓ）×Ｓ×0.25×201 Ｓ＝2.35mm 即ちNo.３リーマーはNo.１より約57％取代を増す
ことができる。

以上説明したように、考案品は本件出願人の実
願昭59−141150の刃先すくい面１１（第１図）に
凹部溝１０を設け、アキシヤルレーキαを更にネ
ガテイブにしても、切削抵抗がより小さくなり、
切屑の排出もよりスムースにすることができた。

凹部溝の形状と大きさは被削材の切削性能（加
工性…硬さ、ねばさ、もろさ等）によつて定ま
る。刃先角Ａは喰付角45°方向における断面方向
のもの、刃先角Ｂは軸中心線に直角断面における
刃先角である。刃先角は小さくすれば良く切れ
る。即ちすくい角を大きく取ると切屑がスムース
に流れる。しかし刃先角が小さいと刃先強度が弱
くなりやすい。刃先強度を強めてしかも切れ味を
良くするため、ラジアルレーキγをポジテイブ
（すくい角を正角）にし、アキシヤルレーキαを
ネガテイブ（すくい角を負角）にすると目的を達
し易い。

【図面の簡単な説明】

第１図は正面図、第２図は先端面部分図、第３
図は斜視図である。４……ドリル（粗刃、座ぐりカツター）、５…
…リーマ、１０……凹部溝ブレーカー、１１……
すくい面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

リーマ５の先端に座ぐりカツター４を設けた複
合リーマにおいて、先端の座ぐりカツター４は左
ねじれ刃溝を形成すると共に喰付角部６を有し、
座ぐりカツター４の刃先すくい面１１の喰付角部
６側の端部に凹部溝ブレーカー１０を刻設し、真
のすくい角が正方向に修正されるように正のラジ
アルレーキを与えた形状で切屑排出を行う複合リ
ーマ。