JPH10263929A - ガンリーマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイヤモンド焼結体付きガンリーマにおい
て、安定した穴精度を確保する、および切込み量の変動
による切れ刃の突発的なチッピングを防止することがで
きるようにする。 【解決手段】 先行切れ刃３の外周方向後方に、仕上切
れ刃４を形成する。この仕上切れ刃４は、ダイヤモンド
焼結体から成り、先行切れ刃３より回転方向後方の２０
０°〜２９０°の位置にあるようにする。加えて、仕上
切れ刃４を先行切れ刃３より半径差０．００３ｍｍ〜
１．０ｍｍだけオーバーハングさせて、仕上げ切れ刃４
の取り代とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガンリーマに関
し、特に、アルミニウム合金などの加工における深切込
み高送り条件下において、切れ刃チッピングと穴精度の
低下を防止することのできるガンリーマに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】深穴の仕上加工に使用されるガンリーマ
などの一般的な形状は、刃先に切削油を供給するための
油穴の穿設されたパイプ状シャンクとチップ部１からな
り、チップ部１には切れ刃部１０と数箇所の円弧状のガ
イドパット部５が形成される。

【０００３】図５は、一般的なダイヤモンド焼結体ガン
リーマを示し、従来の超硬合金ガンリーマと同様の切削
作用を行なうものである。切れ刃部１０は、超硬合金か
らなるチップ部１の先端に設けた切欠き段部にダイヤモ
ンド焼結体をろう付けなどの手段により接合して形成さ
れたものである。軸方向からみた場合、切れ刃部１０に
対向する向きには、ガイドパット部５と呼ばれる案内部
が備わっている。加工穴の内壁は、切れ刃部１０にて切
削された後、切れ刃部１０の刃先半径と同一にあるガイ
ドパット部５の外周面のバニシング作用により仕上げら
れる。しかしながら、バニシング作用は、切れ刃部１０
に作用する切削抵抗が、切れ刃部１０に対向するガイド
パット部５を加工穴の内壁へ押圧することにより行なわ
れるため、抵抗の大小によっては穴径を拡大または縮小
させるという問題がある。

【０００４】次に、バニシングトルクの低減を図ること
を目的とした従来技術の一つを図６に示す。図６は、先
行切れ刃３の外周方向後方に、ガンリーマの軸心を中心
とし、開き角度θが１００°〜１７０°の範囲内に仕上
切れ刃４を形成したものである。仕上切れ刃４は、先行
切れ刃３より外径方向に僅かにオーバーハングしてお
り、かつ、先行切れ刃３先端より軸方向後方に後退して
形成されている。当該技術は、従来ガイドパット部５が
設けられていた部分を仕上切れ刃４に置換することによ
り、切削作用をもたせバニシングトルクの低減を図ると
同時に、仕上切れ刃４を微少切込みの切れ刃として作用
させることにより、穴精度および仕上面あらさを向上さ
せたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】リーマ加工は、予めド
リル加工であけられた下穴に倣い、正しい穴直径と仕上
面などを得るための仕上加工であるため、下穴の良否に
よっては、切込み量が変動し、所望の穴精度に加工でき
ない場合がある。切れ刃部分は、切込み量の変動ひいて
は切削抵抗の変動のある場合や、負荷の大きい場合など
は、多角形状の穴を生成したり、穴径を拡大したりす
る。ガイドパット部は、過剰のバニシング効果により仕
上面あらさを低下したりする。

【０００６】前記第１の従来技術は、チップ部を軸方向
からみた場合、一つの半径上にのみ切れ刃を有した１枚
刃型ガンリーマであって、切れ刃の回転方向後方には逃
がし部に続いて円弧状のガイドパット部が形成されたも
のである。このような構成の１枚刃ガンリーマでは、加
工穴の内壁の加工面をガイドパット部のバニシング作用
により仕上げるため、適度のバニシングトルクが存在し
なければならない。この場合、精度よく下穴ができてい
るときは問題がなく、切削作用およびバニシング作用の
両作用で所望の穴精度を確保することができる。しかし
ながら、高回転になったり、切込み量が大きくなると、
遠心力や切削抵抗が増大し、それに伴って、ガイドパッ
ト部には過大な負荷が作用し、バニシングトルクが適正
範囲を越えるようになる。そうすると、加工精度不良を
生じるだけでなく、焼き付けや折損を起こすこともあ
る。

【０００７】また、前記第２の従来技術は、先行切れ刃
との開き角度が１００°〜１７０°の範囲にあるガイド
パット部を仕上切れ刃に置換するとともに、先行切れ刃
に対してオーバーハングして配置させたものであるが、
下穴の出来の悪い場合や高硬度の被削材を切削する場合
は、仕上切れ刃が食い込み気味となったり、びびり振動
を誘発するなど、結果として穴径の拡大またはチッピン
グにより工具寿命を短くしたりする場合がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の如き
課題に鑑みなされたもので、扇形をなす異形断面のパイ
プ状シャンクには、超硬合金から成るチップ部が接合さ
れ、前記チップ部には切削作用を行う切れ刃部と加工穴
の内壁にバニシング作用を行うガイドパット部が備わ
り、前記切れ刃部は先行切れ刃と前記先行切れ刃に離間
して外周上に配設された仕上切れ刃とから構成されるよ
うにしたガンリーマにおいて、前記仕上切れ刃は、ダイ
ヤモンド焼結体から成り、前記先行切れ刃より回転方向
後方の２００°〜２９０°の位置に配設されるととも
に、前記先行切れ刃より外径方向にオーバーハングして
配設されていることを特徴とする。

【０００９】また、前記仕上切れ刃の刃先半径Ｒ２と前
記先行切れ刃の刃先半径および前記ガイドパット部の外
周面の半径Ｒ１とは、半径差Ｒ２−Ｒ１が０．００３ｍ
ｍ〜１．０ｍｍとなるように形成されることを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て、図を参照しながら説明する。図１および図２は、本
発明によるガンリーマを示し、ガンリーマ本体の先端を
図示したものである。チップ部１は超硬合金からなり、
異形断面のパイプ構造を有するシャンク部の一端に接合
されている。チップ部１の外周の一部には、軸線ｏの方
向に沿って切りくず排出溝２ａ、２ｂが形成され、切り
くず排出のための流路となっている。ガンリーマ加工中
に生成された切りくずは、切削液とともにこの流路を通
って搬出される。

【００１１】チップ部１の先端には、切削作用を担う先
行切れ刃３および仕上切れ刃４並びに案内作用を担うガ
イドパット部５が備わっている。先行切れ刃３および仕
上切れ刃４は、軸線ｏの方向視、互いに異なる位置に離
間して、軸心を通る半径上の外縁側に配置されている。
ガイドパット部５は、チップ部１外周の側壁の一部に形
成されており、先行切れ刃３の回転方向後方の逃がし部
６に連接して形成されている。逃がし部６は、ガイドパ
ット部５に冷却作用および潤滑作用を有する切削液を供
給する働きをする。仕上切れ刃４の回転方向後方には形
成されていない。

【００１２】従来、ガイドパット部５は、ガンリーマを
軸線ｏの方向に滑らかに案内する作用および穴内周に摺
接しながら穴明け行なうバニシング作用の両作用によ
り、真直度と加工面粗さの良い穴を得るためのものであ
った。しかし、本発明では、穴精度の安定した加工を行
なうために、ガイドパット部５の外周面の半径を先行切
れ刃３の刃先半径Ｒ１と等しく形成し、加えて、仕上切
れ刃４をガイドパット部５より外形方向にオーバーハン
グさせている。このように構成されたガイドパット部５
は、ガイド性もしくは求心性を高めることができ、さら
には、振動防止の効果を奉する。結果として、ドリル加
工による下穴のバラツキに左右されることなく、また、
切れ刃チッピングも生ずることなく、穴精度および工具
寿命の両側面から好ましい。

【００１３】図３は、先行切れ刃３および仕上切れ刃４
の回転軌跡を示したものである。仕上切れ刃４の軌跡円
は、先行切れ刃３の軌跡円より僅かに大きく形成されて
いる。先行切れ刃３の刃先半径Ｒ１とガイドパット部５
の外周面の半径は同一に形成され、仕上切れ刃４の刃先
半径Ｒ２との半径差Ｒ２−Ｒ１が仕上切れ刃４の取り代
となる。取り代は、仕上切れ刃４の作用効果および切れ
刃強度との均衡を考慮して、０．００３ｍｍ〜１．０ｍ
ｍに設定するのが好適する。このように取り代を設定す
ることにより、一定量の微小切込みの確保された、安定
した切削が維持される。先行切れ刃３は、切削の送り方
向に見て、ガイドパット部５および仕上切れ刃４よりも
先行するように僅かに先端に突出して設けられているの
で、最初は先行切れ刃３が加工すべき穴の内壁に接触す
る。それによって、ガンリーマが先行切れ刃３に対向す
る方向に押されるので、続いて、ガイドパット部５が大
きな力で穴の内壁に接触し、力を受け止める。それによ
って、自動的にセンタリングされるため、求心性のよ
い、安定した穴精度が維持されるようになる。

【００１４】図４は、ガンリーマに働く力を説明する図
である。軸線ｏの方向視、ガンリーマには重心の偏心に
よる遠心力と切削に伴う切削力が同時に働く。遠心力
は、切れ刃先端から概ね１３５°の方向Ａに働き、切削
力は半径方向分力Ｂ１と円周方向分力Ｂ２の合力とし
て、図示する矢印の方向Ｂに働く。したがって、ガンリ
ーマ加工中は、遠心力と切削力の合計した力（以下、
「押圧力」という。）が切れ刃部１０の後方９０°〜１
８０°の方向に働くことになり、バニシング効果を生ぜ
しめる。

【００１５】それゆえ、図５に示す如く従来のガンリー
マは、適当量の押圧力の存在により、安定した加工面粗
さ、加工穴の寸法精度を確保する構成となっている。し
かし、一方では、切れ刃摩耗および欠け等による穴径の
縮小により、ガイドパット部の押圧力が増加し、凝着を
促進したり、また、高速切削においては、切削液がガイ
ドパット部に回り込めなくなり、加工穴の内壁面を摩擦
圧接状態にするという問題がある。

【００１６】また、穴内壁とガイドパット部５との摩擦
により、加工された被削材料の一部がガイドパット部５
に溶着する。被削材料の溶着によって、加工精度がもは
や維持されなくなり、これとともに、穴内での工具の確
実な案内がもはや保証されず、振動の発生、表面品質の
劣化または真円度や真直度の良くない穴が形成される。

【００１７】次に、図６に示す如く、バニシングトルク
を低減するために、前記押圧力の働く方向に仕上切れ刃
４を備えたものは、一旦アンバランスになると、食い込
み勝手になり、穴径の拡大やびびり振動を誘発したり、
切れ刃のチッピングを生じたりする場合がある。

【００１８】そこで、仕上切れ刃４を有するガンリーマ
においては、押圧力による拘束を受けがたい方向、つま
り、先行切れ刃３より回転方向後方に開き角度θが２０
０°〜２９０°の位置に仕上切れ刃４を配置することに
よって、前記構成のガンリーマの問題点を回避すること
ができ、安定した穴精度を維持できる。

【００１９】ダイヤモンド焼結体は、耐摩耗性、耐溶着
性に優れ、その鋭利な切れ刃による切削で、加工面に変
質層を形成することなく、安定した面粗さを維持するこ
とができる。また、高回転などによる高能率加工が可能
で、工具寿命も長い。従来の超硬合金に比べて、１０〜
２０倍程度の工具寿命が得られる。但し、ダイヤモンド
焼結体は振動に弱いという欠点がある。

【００２０】ガンリーマ加工は、軸断面の異形による非
対称性と先端の刃先形状の非対称性のため、ガンリーマ
本体に作用する力に方向性を生じ、真直な深穴明けを実
現するのはむつかしい加工である。チッピングなどの工
具寿命に関する問題の多くは、前記の非対称性に起因す
るものが多い。本発明は、ガンリーマ本体に作用する力
の方向性を考慮して、押圧力の働かない方向に仕上切れ
刃４を配置することにより、前記問題点を回避できるよ
うにしたものである。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、仕上切
れ刃に一定量の微小切削を行わせることにより、安定し
た穴精度および加工面あらさを得ることができる。ひい
ては、鋭利な切れ刃による切削により、溶着や構成刃先
を回避でき、加工面に変質層を形成することもない。ま
た、切込み量の変動による切れ刃の突発的なチッピング
を防止することができ、工具寿命の延長を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すガンリーマ先端の側
面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】切れ刃の回転軌跡を示す説明図である。

【図４】ガンリーマに働く力を示す説明図である。

【図５】従来の第１の実施例を示すガンリーマ先端の側
面図である。

【図６】従来の第２の実施例を示すガンリーマ先端の側
面図である。

【符号の説明】

２ａ，２ｂ 切りくず排出溝 ３ 先行切れ刃 ４ 仕上切れ刃 ５ ガイドパット部 ６ 逃がし部 Ｒ１ 先行切れ刃の刃先半径 Ｒ２ 仕上げ切れ刃の刃先半径

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扇形をなす異形断面のパイプ状シャンク
   には、超硬合金から成るチップ部１が接合され、前記チ
   ップ部１には切削作用を行う切れ刃部１０と加工穴の内
   壁にバニシング作用を行うガイドパット部５が備わり、
   前記切れ刃部１０は先行切れ刃３と前記先行切れ刃３に
   離間して外周上に配設された仕上切れ刃４とから構成さ
   れるようにしたガンリーマにおいて、前記仕上切れ刃４
   は、ダイヤモンド焼結体から成り、前記先行切れ刃３よ
   り回転方向後方の２００°〜２９０°の位置に配設され
   るとともに、前記先行切れ刃３より外径方向にオーバー
   ハングして配設されていることを特徴とするガンリー
   マ。
2. 【請求項２】 前記仕上切れ刃４の刃先半径Ｒ２と前記
   先行切れ刃３の刃先半径および前記ガイドパット部５の
   外周面の半径Ｒ１とは、半径差Ｒ２−Ｒ１が０．００３
   ｍｍ〜１．０ｍｍとなるように形成されることを特徴と
   する請求項１記載のガンリーマ。