KR19980024675A - 리머 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단이 형성된 리머에 있어서, 그 직진성을 확보하면서 과대한 버니싱 토크가 발생하는 것을 억제하여 마무리면 정밀도나 구멍 정밀도가 손상되는 것을 방지하는 것이 가능한 리머에 관한 것으로, 축선(0) 주변으로 회전되는 리머 본체(1)의 선단부 외주에 축선(0)방향으로 연장되도록 선행커팅부(4)를 형성함과 동시에, 이 선행커팅부(4)보다 리머 본체(1)의 기단측에 선행커팅부(4)보다 축선(0) 주변의 회전직경 D₂이 큰 마모리 커팅부(5)를 형성한다. 선행커팅부(4)의 리머회전방향(T) 후방측의 리머 본체(1)의 외주에는 축선(0) 주변의 회전직경 D₁이 선행커팅부(4)와 같은 패트부(16)를 형성하여 리머의 직진성을 확보하는 한편, 마무리 커팅부(5)의 리머회전방향(T)의 후방측 리머 본체(1) 외주를 마무리 커팅부(5)의 축선(0) 주변의 회전직경 D₂보다 직경방향 내측으로 후퇴시켜서 형성하고, 리머 전체로서의 버니싱 토크의 저감을 도모한다.

Description

리머

본 발명은 리머 본체의 선단부에 작은 직경의 선행커팅부가 형성됨과 동시에, 그것으로부터 기단측에 약간 큰 직경의 마무리 커팅부가 형성된 소위 단이 형성된 리머에 관한 것이다.

드릴 등에 의해 형성된 가공구멍을 소정의 내경으로 마무르는 리머에 있어서, 축선주변으로 회전되는 리머 본체의 외주부에 선단으로부터 기단쪽으로 연장된 찌꺼기 배출홈이 형성되고, 이 찌꺼기 배출홈의 리머회전 방향측을 향하는 벽면의 선단외주측 가장자리부에 절결날이 형성된 커팅부를 구비하여 이루어진 것이 일반적으로 공지되어 있다.

그리고, 이런 종류의 리머중 깊은 구멍이나 단이 형성된 구멍의 가공 혹은 비교적 플레너 테이블(planer table)이 큰 가공을 하는 리머로서, 리머 본체가 선단으로부터 기단쪽으로 확경하는 다단형상으로 형성되고, 그 선단부가 작은 직경의 선행커팅부로 됨과 동시에, 기단측 부분이 마무리 커팅부로 된 단이 형성된 리머가 사용되는 경우가 있다.

그러나, 이와 같은 리머에 있어서는, 리머의 직진성을 확보함과 동시에 버니싱 효과에 의해 보다 평활한 마무리면을 얻기 위해 리머 본체의 외주부에서 상기 찌꺼기 배출홈의 리머 회전방향측 가장자리부, 즉 힐(heel)부를 따라 축선주변의 회전직경이 커팅부의 회전직경과 같은 제방형상의 패트부가 형성된 것이 공지되어 있다. 그리고, 상기 단이 형성된 리머에서 이러한 패트부는 리머 본체 선단의 상기 선행커팅부로부터 기단측 마무리 커팅부에 걸쳐서 절결날과 같이 다단형상으로 확경하면서 연속되도록 형성되어 있다.

그러나, 이와 같이 리머 본체의 커팅부의 전체길이에 걸쳐서 패트부가 형성된 단이 형성된 리머는 직진성은 확실하게 확보되어 있지만, 패트부와 가공구멍의 슬라이딩에 의한 버니싱 토크가 너무 커지고, 이 때문에 리머의 회전저항이 과대해져서 커다란 회전구동력이 필요해지거나, 경우에 따라서는 가공구멍에 홈 등이 발생하여 오히려 마무리면 정밀도를 열화시킬 우려가 있었다. 또 알루미늄재 등의 특히 탄성변형하기 쉬운 재질의 가공에 있어서는 패트부와의 슬라이딩에 의해 확대된 가공구멍이 리머 통과후에 수축되어 버리는데, 그 결과 안정한 구멍 정밀도를 얻는 것이 곤란해질 우려도 있다. 또, 이러한 패트부의 슬라이딩에 의한 열로 인해 상기 패트부에 용착이 발생할 우려도 있었다.

본 발명은 이와 같은 배경하에 이루어진 것으로, 특히 단이 형성된 리머에 있어서, 그 직진성을 확보하면서 과대한 버닝토크가 발생하는 것을 억제하여 마무리면 정밀도나 구멍 정밀도가 손상되는 것을 방지하는 것이 가능한 리머를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시형태를 도시한 측면도,

도 2는 도 1에 도시한 실시형태의 선단면 확대도,

도 3은 도 1에 있어서의 ZZ단면도,

도 4는 도 4에 도시한 마무리 커팅부(5)의 확대단면도,

도 5는 도 1에 도시한 실시형태의 커팅부(3) 확대도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 리머(reamer) 본체3 : 커팅부

4 : 선행커팅부5 : 마무리 커팅부

9 : 절삭유제의 공급구멍10 : 찌거기 배출홈

11 : 절결날11A : 선행커팅부(4)의 절결커팅부

11B : 마무리 커팅부(5)의 절결커팅부

11C, 11D : 베벨 리드(bevel lead) 13 : 절결날 칩

14 : 여백부15 : 외주측면

15A : 마무리 커팅부(5)의 제 1 외주 측면

15B : 마무리 커팅부(5)의 제 2 외주 측면

16 : 선행커팅부(4)의 패트부

0 : 리머 본체(1)의 축선

D₁: 선행커팅부(4)의 절결커팅부(11A)의 회전직경

D₂: 마무리 커팅부(5)의 절결커팅부(11B)의 회전직경

L₁: 선행커팅부(4)의 축선(0) 방향의 길이

L₂: 마무리 커팅부(5)의 축선(0) 방향의 길이

T : 리머 회전방향

상기 과제를 해결하고, 이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 축선주변으로 회전되는 리머 본체 선단부의 외주에 상기 축선방향으로 연장되도록 선행커팅부를 형성함과 동시에, 이 선행커팅부보다 상기 리머 본체의 기단측에 상기 선행커팅부보다 상기 축선 주변의 회전직경이 큰 마무리 커팅부를 형성하여 이루어지고, 상기 선행커팅부의 회전방향 후방측의 리머 본체 외주에는 상기 축선 주변의 회전직경이 상기 선행커팅부와 같은 패트부를 형성하는 한편, 상기 마무리 커팅부의 회전방향 후방측의 리머 본체 외주를 상기 마무리 커팅부의 상기 축선 주변위 회전직경보다 직경방향 내측으로 회전시켜서 형성한 것을 특징으로 하는 것으로, 선행커팅부에 형성된 패트부에 의해 리머 자체의 직진성을 확보할 수 있는 한편, 마무리 커팅부에는 패트부가 형성되어 있지 않으므로, 과대한 버니싱 토크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 마무리 커팅부에 있어서는 그 회전방향 후방측에 상기 축선을 중심을 하는 원통면형상의 제 1 외주측면에 대해 회전방향 후방측에 둔각으로 교차하는 평면형상의 제 2 외주측면을 형성함으로써, 마무리가공된 가공구멍과 리머 본체의 외주측면 사이에 충분한 클리어런스를 확보하여, 알루미늄재등의 가공의 경우 등에 있어서도 가공구멍 직경의 수축을 억제할 수 있음과 동시에, 패트부에 있어서의 용착 발생을 미연에 방지하는 것이 가능해진다.

또 상술한 종래의 단이 형성된 리머에 있어서는, 일반적으로 리머 본체 선단부의 마무리 커닝부의 기단측 부분에도 마무리 커팅부와 동등한 0.01/100∼0.02/100 정도의 백테이퍼가 주어지고 있으나, 이것을 마무리 커팅부의 백테이퍼보다 크게 설정함으로써, 리머 본체의 커팅부 이외의 부분에서 발생하는 버니싱 토크의 저감도 도모할 수 있으므로, 보다 안정한 구멍 정밀도를 얻는 것이 가능해진다.

한편, 상기 리머 본체에 절삭유제의 공급구멍을 형성함과 동시에, 이 공급구멍을 상기 마무리 커팅부쪽으로 개구시킴으로써 가공시에는 마무리 커팅부에 집중적으로 절삭유제가 공급되도록 하면 이 절삭유제에 의한 윤활효과에 의해 마무리면 정밀도의 향상을 더 한층 도모할 수 있음과 동시에, 그 냉각효과에 의해 용착의 발생 등을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또, 상기 선행커팅부의 축선방향 길이를 상기 마무리 커팅부의 축선방향 길이보다 길게 설정함으로써, 선행커팅부와 마무리 커팅부가 동시에 연속적으로 가공구멍에 달라붙는 것을 방지할 수 있으므로, 예를 들면 박육 가공물의 구멍가공이나 가공구멍의 일부에 터진 부분이 있는 경우에도 안정한 구멍 정밀도를 확보하는 것이 가능해진다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일시실시형태를 도시한 것이다.

본 실시형태에 있어서, 리머 본체(1)는 초경합금 등의 경질재료로서, 도 1에 도시한 바와 같이 외형이 대체로 원주축형상으로 형성되고, 그 선단부는 섕크부(2)가 되는 기단부에 대해 약간 큰 직경으로 형성되어 이 커팅부(3)를 구성하고 있으며, 이 커팅부(3)는 추가로 그 선단측의 선행커팅부(4)와, 이 선행커팅부(4) 기단측의 마무리 커팅부(5)로 구성되어 있다. 또, 상기 섕크부(2)의 기단측에는 스틸재로 이루어진 섕크부재(6)가 납땜에 의해 접합되어 있으며, 이 섕크부재(6)에 형성된 암나사부(6A)에는 조정너트(7)가 나착된 조정나사(8)가 장착되어 있다. 또, 리머 본체(1)의 내부에는 그 회전축선(0)을 따라 상기 암나사부(6A)로부터 선단측으로 연장된 절삭유제의 공급구멍(9)이 형성되는 하편, 상기 조정나사(8)에는 기름구멍(8A)이 관설되어 있고, 이 기름구멍(8A)을 통해 공급구멍(9)으로부터 리머 본체(1)의 선단측에 절삭유제가 공급가능하게 되어 있다.

한편, 상기 커팅부(3)의 외주에는 그 선단으로부터 기단측으로 축선(0)과 평행하게 연장된 단면이 대체로 V자형상의 3조의 찌꺼기 배출홈(10…)이 리머 본체(1)의 둘레방향으로 등간격으로, 또 축선(0) 방향으로 상기 선행커팅부(4)로부터 마무리 커팅부(5)에 걸쳐서 형성되어 있다. 그리고, 이들의 찌꺼기 배출홈(10…)의 리머 회전방향(T)측을 향하는 벽면의 선단측으로부터 외주측의 능선부에는 각각 절결날(11)이 형성되어 있으며, 따라서 본 실시형태에서는 선행커팅부(4)와 마무리 커팅부(5)에 각각 3개씩의 절결날(11…)이 형성되게 된다.

여기서, 상기 커팅부(3)에 있어서는, 선단측의 선행커팅부(4)에 대해 기단측의 마무리 커팅부(5)가 일단 확경(擴俓) 되도록 형성되어 있으며, 이에 따라 상기 절결날(11)의 선행커팅부(4)에 있어서의 상기 절결커팅부(11A)의 회전직경D₁보다 마무리 커팅부(5)의 절결커팅부(11B)의 회전직경 D₂이 약간 커지게 설정되어 있다. 또, 양절결커팅부(11A)(11B)의 선단측은 축선(0)방향 선단측을 향함에 따라 내주쪽으로 경사지게 형성되어 있으며, 베벨 리드(11C)(11D)를 형성하고 있다.

또, 본 실시형태에서는 각 찌꺼기 배출홈(10…)의 리머회전방향(T)측을 향하는 상기 벽면에 그 선단의 선행커팅부(4) 부분으로부터 기단측 마무리 커팅부(5)의 부분에 걸쳐서 리머회전방향(T)의 후방측으로 일단 움푹 패이도록 오목부(12…)가 형성되며, 이들 오목부(12…)의 각각에 다이아몬드나 CBN을 주성분으로 하는 초고경도 소결체(13A)와 초경합금(13B)을 층형상으로 일체로 소결하여 이루어진 1매의 절결납칩(13)이 그 초고경도소결체(13A)의 부분을 리머회전방향(T)쪽으로 납땜되어 접합되어 있고, 이 1매의 절결납칩(13)의 상기 초고경도 소결체(13A) 부분에 절결날(11)이 즉 절결커팅부(11A0(11B) 및 베벨 리드(11C)(11D)가 형성되어 있다.

또, 상기 절결키팅부(11A)(11B)의 리머회전방향(T) 후방측에는 각 절결커팅부(11A)(11B)와 같은 회전직경 D₁,D₂의 원통면형상을 이루는 여백부(14)가 형성됨과 동시에, 이 여백부(14) 리머회전방향(T)의 좀더 후방측 부분은 여백부(14)보다 내주측으로 일단 움푹패인 원통면형상의 외주측면(15)으로 되어 있다.

그리고, 본 실시형태에서는, 상기 선행커팅부(4)에 있어서는 이 외주측면(15)의 리머회전방향(T) 후방측의 가장자리부 즉 상기 외주측면(15)과 그 리머회전방향(T) 후방측과 인접한 찌꺼기 배출홈(10)과의 교차부에 축선(0)을 중심으로 해서 상기 절결커팅부(11A)와 같은 회전직경 D₁의 원통면형상 패트부(16)가 축선(0)과 평행하게 연장하도록 형성되어 있다.

한편, 상기 마무리 커팅부(5)에 있어서는 그 외주측면(15)중 상기 원통면형상으로 형성된 제 1외주측면(15A)의 리머회전방향(T) 후방측에 이 리머회전방향(T) 후방측을 향함에 따라 내주쪽을 향하도록 제 1외주측면(15A)에 대해 둔각으로 교차하는 평면형상의 제 2외주측면(15B)이 형성되어 있으며, 즉 선행커팅부(4)와 같은 패트부가 형성되지 않고 절결커팅부(11B)의 축선(0) 주변의 회전직경 D₂보다 내주쪽으로 후퇴하여 형성되어 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 상기 선행커팅부(4)의 절결커팅부(11A) 및 마무리 커팅부(5)의 절결커팅부(11B)에는 0.01/100∼0.02/100의 백테이퍼가 주어져 있는 데 반해, 상기 마무리 커팅부(5)의 절결커팅부(11B) 기단측에 연결된 여백부(14)에는 0.08/100∼0.12/100의 비교적 큰 백테이퍼가 주어져 있다.

또, 본 실시형태에서는 리머 본체(1)내에 형성된 상기 절삭유제의 공급구멍(9)은 커팅부(3)에 있어서 직경방향 외측에 3방향을 분기하여, 각각 찌꺼기 배출홈(10…)의 리머회전방향(T) 후방측을 향하는 벽면에 마무리 커팅부(5)에 있어서의 절결커팅부(11B)쪽으로 개구하도록 이루어져 있다.

또, 본 실시형태에는 도 5에 도시한 바와 같이 선행커팅부(4)에 있어서의 절결날(11)의 축선(0)방향 길이(L₁)는 마무리 커팅부(5)에 있어서의 절결커팅부(11)의 축선(0)방향 길이(L₂)보다 길게 설정되어 있으며, 또 이들 선행커팅부(4)와 마무리 커팅부(5) 사이에는 내주측으로 일단 움푹 패이도록 오목부(17)가 형성되어 있다.

그리고, 이와 같이 구성된 리머에 있어서는, 상술한 바와 같이 선행커팅부(4)의 리머회전방향(T) 후방측에는 그 절결커팅부(11A)(11B)의 회전직경 D₁과 같은 직경의 패트부(16)가 형성되어 있기 때문에, 이 패트부(16)와 절결커팅부(11A)에 연결된 여백부(14)가 가공구멍으로 슬라이딩하여 리머 본체(1)가 안내됨으로써, 리머의 직진성이 확보되어 입구에서 출구까지 진원도가 높은 가공구멍을 형성할 수 있다.

그리고, 그 한편으로 이 선행커팅부(4)의 기단측 마무리 커팅부(5)에 있어서는 그 절결커팅부(11B)에 연결된 여백부(14)보다 리머회전방향(T) 후방측 부분이 상기 절결커팅부(11B)의 회전직경 D₂보다 내주쪽으로 후퇴한 외주측면(15)(제 1, 제 2의 외주측면(15A)(15B)으로 되어 있는데, 즉 선행커팅부(4)와 같은 패트부가 형성되어 있지 않으므로, 리머 전체적으로 버니싱 효과가 너무 커지는 것을 막을 수 있으며, 버니싱 토크를 저감하여 리머의 회전구동력을 경감을 도모할 수 있고, 또 홈등의 발생을 방지하여 마무리면 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

또 본 실시형태에서는 상술한 바와 같이, 마무리 커팅부(5)에 있어서 외주측면(15)이 원통면형상의 제 1 외주측면(15A)과 이것에 둔각으로 교차하는 평면형상의 제 2 외주측면(15B)으로 구성되어 있는데, 이 때문에 리머회전방향(T) 후방쪽으로 가공구멍을 사이에 보다 큰 클리어런스를 확보할 수 있다.

따라서 예를 들면 알루미늄재와 같이 탄성변형하기 쉬우며, 또 용착을 일으키기 쉬운 재질이 가공인 경우에도, 이 마무리 커팅부(5)에 패트부가 형성되지 않는 것과 더불어, 가공구멍이 확대되는 것을 방지하고, 따라서 탄성변형에 의한 가공구멍의 수축을 억제할 수 있음과 동시에, 가공구멍과의 슬라이딩으로 인해 발생하는 열에 의해 용착이 발생하는 것도 방지할 수 있다.

또 본 실시형태에서는 마무리 커팅부(5)의 축선(0)방향 기단측에 연결된 여백부(14)에 선행행커팅부(4) 및 마무리 커팅부(5)의 절결커팅부(11A)(11B)의 백테이퍼보다 큰 0.08/100∼0.12/100의 백테이퍼가 주어져 있으므로, 이 마무리 커팅부(5)의 기단측에 있어서도 리머의 버니싱 토크의 저감을 도모하여 마무리면 정밀도의 향상 등을 촉진할 수 있다.

또, 이 마무리 커팅부(5) 기단측에 있어서의 백테이퍼가 0.08/100을 하회하면 상기 버니싱 토크의 저감효과를 충분히 거두지 못하게 될 우려가 있으며, 반대로 0.12/100을 상회하면 마무리 커팅부(5)의 기단측에 있어서 가공구멍과의 사이에 찌꺼기의 맞물림이 발생하거나 오히려 마무리면 정밀도의 열화를 초래할 우려가 있으므로 모두 바람직하지 않다.

또, 본 실시형태에는 리머 본체(1)에 형성된 절삭유제의 공급구멍(9)이 커팅부(3)에 있어서 마무리 커팅부(5)의 절결커팅부(11B)쪽으로 개구되어 있는데, 이 때문에 이 마무리 커팅부(5)에 집중적으로 절삭유제를 공급하는 것이 가능해진다.

따라서, 본 실시형태에 의하면 이 절삭유제의 집중공급에 의해 양호한 윤활성을 얻을 수 있음에 따라 마무리면 정밀도의 향상을 더 한층 도모할 수 있음과 동시에 효율적인 냉각이 촉진됨으로써 용착 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는 커팅부(3)에 있어서 선행커팅부(4)의 축선(0)방향 길이 L₁가 마무리 커팅부(5)에 길이 L₂보다 길게 형성되어 있으며, 선행커팅부(4)의 절결커팅부(11A)에 주어지는 백테이퍼 및 마무리 커팅부(5)와의 사이에 형성되는 오목부(17)와 더불어 가공구멍의 선행커팅부(4)에 의한 가공이 종료된 부위에 단속적으로 마무리 커팅부(5)에 의한 가공이 가해지게 된다.

이 때문에, 예를 들면 가공물이 박육이거나 혹은 가공구멍의 일부에 터진 부분이 있어서 단속적인 절삭이 되는 경우 등에 있어서, 선행커팅부(4)와 마무리 커팅부(5)가 동시 또는 연속적으로 가공구멍에 달라 붙어서 절삭을 행함에 따라 구멍 정밀도가 열화되거나 하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 이런 종류의 리머에 있어서 안정한 진원도를 얻기 위해서는, 리머 본체(1)의 축선(0)을 사이에 두고 상대하는 절결날에 작용하는 절삭력이 간섭하지 못하도록 절결날의 수는 기수인 것이 바람직하다. 그러나, 기수날이라 해도 1매 날의 경우에는 건 리머 등의 특수한 경우를 제외하고는 절삭토크가 너무 커진다는 새로운 문제를 일으키는 한편, 5매 날 이상의 다수 날은 공구 강성을 유지한 채 찌꺼기 배출홈에 충분한 용량을 확보하는 것이 곤란해진다.

그러나, 이에 대해 본 실시형태의 리머는 커팅부(3)에 선행커팅부(4)와 마무리 커팅부(5)가 각각 3개씩 구비된 3매 날의 구성으로 되어 있는데, 이 때문에 찌꺼기 배출홈(10)에 충분한 용량을 확보하면서 마무리 커팅부(5)에 패트부가 형성되지 않는 것고 함께, 절삭토크의 증대를 억제할 수 있으며, 또 안정한 진원도를 얻는 것이 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 선행커팅부에 형성된 패트부에 의해 리머의 직진성을 확보할 수 있는 한편, 마무리 커팅부의 외주는 그 회전직경보다 내주측으로 후퇴하여 형성되어 있기 때문에, 리머전체로서의 버니싱 토크의 저감을 도모할 수 있으며, 이에 따라 리머 회전구동력의 경감을 도모함과 동시에, 과도한 버니싱에 의한 가공구멍의 홈이나 탄성가공물의 가공구멍 수축을 방지하는 것이 가능해진다. 따라서, 높은 진원도와 뛰어난 마무리면 정밀도 및 구멍정밀도를 가진 고품위의 구멍 가공을 행할 수 있다.

Claims (5)

1. 축선주변으로 회전되는 리머 본체 선단부의 외주에 상기 축선방향으로 연장되도록 선행커팅부를 형성함과 동시에, 이 선행커팅부보다 상기 리머 본체의 기단측에는 상기 선행커팅부보다 축선 주변의 회전직경이 큰 마모리 커팅부를 형성되어 있으며, 상기 선행커팅부의 회전방향 후방측의 리머 본체의 외주에는 상기 축선 주변의 회전직경이 상기 선행커팅부와 같은 패트부를 형성하는 한편, 상기 마무리 커팅부의 회전방향 후방측의 리머 본체 외주는 상기 마무리 커팅부의 상기 축선 주변의 회전직경보다 직경방향 내측으로 후퇴시켜서 형성한 것을 특징으로 하는 리머.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마무리 커팅부의 회전방향 후방측에는 상기 축선을 중심으로 하는 원통면형상의 제 1 외주측면과, 이 제 1 외주측면에 대해 회전방향 후방측에 둔각으로 교차하는 평면형상의 제 2 외주측면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리머.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 리머 본체의 선단부에 있어서 상기 마무리 커팅부의 기단측에는 상기 마무리 커팅부보다 큰 백테이퍼가 주어져 있는 것을 특징으로 하는 리머.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 리머 본체에는 절삭유제의 공급구멍이 형성되어 있으며, 이 공급구멍은 상기 마무리 커팅부쪽으로 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 리머.
5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 선행커팅부의 상기 축선방향의 길이가 상기 마무리 커팅부의 상기 축선방향 길이보다 길게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 리머.