JP2001138132A - リーマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッドの摩耗による加工穴精度の劣化を、経
済性を損なうことなく抑制し、工具本体の長寿命化を図
る。 【解決手段】 軸線Ｏ回りに回転される外形略円柱状の
工具本体１１の先端部に外周側に突出する切刃１８を設
けるとともに、この工具本体１１の外周には、切刃１８
の外径よりも内周側に後退した外周面を有して軸線Ｏ方
向に延びるパッド２４を設け、軸線Ｏ方向最先端のパッ
ド２４の少なくとも先端部２４Ａを超高硬度焼結体また
はセラミックスにより形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドリル等によって
加工物に形成された下穴を所定の内径に仕上げ加工する
ためのリーマに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のリーマとして、本発明の発明者
らは、例えば特願平９−４６４２２号などにおいて図３
に断面を示すようなリーマを提案している。この図３に
示すリーマにおいては、軸線Ｏを中心とする外形略円柱
状をなす工具本体１の先端部にチップ取付座２が形成さ
れ、このチップ取付座２に、例えば超硬合金よりなるス
ローアウェイチップ３がクランプネジ４によって着脱可
能に取り付けられたものであり、このスローアウェイチ
ップ３の切刃５は、工具本体１の外周面よりも外周側に
突出するように配設されている。なお、この図３におい
て符号６で示すのは、この切刃４の外周側への突出量を
微調整するためのピン７と調整ネジ８とからなる調整機
構である。

【０００３】さらに、工具本体１の外周には、その外周
面から突出して軸線Ｏに平行に延びる複数のパッド９…
が、先端部においてはチップ取付座２や調整機構６を避
け、かつ周方向に間隔を開けて、しかも工具本体１の略
全長に亙るように、該工具本体１外周に形成された凹溝
１Ａにろう付けされて取り付けられている。ここで、こ
れらのパッド９…は、一般的に工具本体１や加工物、あ
るいは次述するブッシュよりも硬質な超硬合金により形
成されたもので、その外周面は軸線Ｏを中心とした円筒
面状とされ、かつその外径は切刃５の外径よりも極僅か
に小さくされている。

【０００４】このように構成されたリーマは、その後端
部が工作機械の主軸に支持されて軸線Ｏ回りに工具回転
方向Ｔに回転されるとともに該軸線Ｏ方向先端側に送り
出されて、加工物に形成された上記下穴に挿入され、そ
の上記切刃５によってこの下穴を所定の内径に仕上げ加
工してゆく。また、このとき上記パッド９…は、上記下
穴の開口部に臨んで配置されたブッシュの内周や、ある
いは上記切刃５によって仕上げられた下穴自体の内周に
工具本体１の送りに伴い摺接することにより、工具本体
１を軸線Ｏに沿って真っ直ぐに案内するのに供される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記リーマ
では、このようにパッド９…がブッシュや加工物の仕上
げ加工された下穴の内周に摺接しながら工具本体１を案
内することにより、このパッド９…が如何にブッシュや
加工物よりも硬質な超硬合金によって形成されていたと
しても、長期の使用のうちにはこのパッド９…に摩耗が
生じることは避けられない。しかるに、こうしてパッド
９…に摩耗が生じると、仕上げ加工時に該パッド９…の
外周面とブッシュや仕上げ加工された下穴の内周との間
に隙間が生じ、これにより工具本体１をその軸線Ｏに沿
って真っ直ぐに案内することができなくなって、仕上げ
穴の内径寸法や直進性、真円度といった加工穴精度の劣
化を招くおそれが生じる。

【０００６】ところが、このパッド９は上述のように工
具本体１にろう付けによって取り付けられているので、
摩耗が生じたからといってパッド９だけを交換すること
も難しく、結果的にパッド９がある程度摩耗した場合に
は、工具本体１ごと破棄せざるを得なかった。その一方
で、例えばダイヤモンド焼結体やＣＢＮ焼結体等の超高
硬度焼結体や各種セラミックスなど、超硬合金よりも硬
質で耐摩耗性の高い材質をパッド９として使用すること
も考えられるが、これらの材質は超硬合金に比べて高価
であり、工具本体１の略全長に亙って延びるパッド９…
すべてをかかる材質によって形成することは経済的では
ない。

【０００７】本発明は、このような背景の下になされた
もので、パッドの摩耗による加工穴精度の劣化を、経済
性を損なうことなく抑制することができ、工具本体の長
寿命化を図ることが可能なリーマを提供することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】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
回転される外形略円柱状の工具本体の先端部に、外周側
に突出する切刃を設けるとともに、上記工具本体の外周
には、上記切刃の外径よりも内周側に後退した外周面を
有して上記軸線方向に延びるパッドを設け、上記軸線方
向最先端の上記パッドの少なくとも先端部を超高硬度焼
結体またはセラミックスにより形成したことを特徴とす
る。従って、このようなリーマにおいては、工具本体外
周の略全長に亙って延びるように配設されるパッドのう
ち、工具本体最先端のパッドの、しかもその少なくとも
先端部が上述のような超高硬度焼結体やセラミックスに
よって形成されていればよく、従って全てのパッドをこ
のような材質によって形成するのに比べて経済的である
一方で、この先端部においてかかる耐摩耗性の高い材質
によりパッドの十分に摩耗が抑えられていれば、仕上げ
加工された加工穴に工具本体の軸線を一致させるととも
に切刃の回転中心も工具本体の軸線に一致させることが
できて、加工穴の内径寸法や直進性、真円度といった加
工穴精度を維持することが可能となる。

【０００９】ただし、このように先端部外周のパッドの
少なくとも先端部が超高硬度焼結体やセラミックスによ
って形成されていればよいといっても、その大きさが小
さすぎると、パッドの他の部分に摩耗が生じた際に加工
穴精度を確実に維持することが困難となるおそれが生じ
る。このため、このパッドの超高硬度焼結体またはセラ
ミックスよりなる先端部は、その上記軸線方向の長さが
１mm以上とされるのが望ましい。また、この超高硬度焼
結体やセラミックスからなる部分は、工具本体の先端部
に取り付けられるパッドの全体がかかる材質によって形
成されていてもよいのであるが、この部分が必要以上に
長すぎても経済性を損なうおそれがあるので、切刃の外
径等にもよるがこの部分の軸線方向の長さは５０mm程度
までとされるのが望ましい。さらに、この工具本体の最
先端に配設されるパッドの軸線方向の長さが、その先端
部の超高硬度焼結体またはセラミックスよりなる部分の
必要な長さを越える場合には、この先端部のみをこれら
の材質によって形成し、後端部は超硬合金により形成す
ればよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明の一実
施形態を示すものである。これらの図において、工具本
体１１は鋼材等の材質により軸線Ｏを中心とした外形略
円柱状に形成され、その後端部が図示されない工作機械
の主軸等に把持されて、軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに
回転させられるとともに該軸線方向Ｏ方向先端側に送り
出されることにより、加工物に形成された下穴の仕上げ
加工に供される。なお、この工具本体１１の先端には小
径のパイロット１２が設けられるとともに、工具本体１
１の後端から先端側に向けては軸線Ｏに沿って切削油剤
等の供給孔１３が穿設されている。

【００１１】また、この工具本体１１の先端部外周に
は、軸線Ｏに直交する断面において該工具本体１１をＬ
字状に切り欠くようにチップポケット１４が形成される
とともに、このチップポケット１４の工具回転方向Ｔ側
を向く底面には、該底面から一段凹むようにしてチップ
取付座１５が形成されている。そして、このチップ取付
座１５には、超硬合金等の硬質材料よりなる略長方形平
板状のスローアウェイチップ１６がクランプネジ１７に
よって着脱可能に取り付けられていて、このスローアウ
ェイチップ１６の切刃１８が工具本体１１の先端部に臨
んで外周側に突出させられ、上記加工物の下穴を所定の
内径に切削してゆく。

【００１２】なお、上記供給孔１３は工具本体１１の先
端側で曲折させられ、この切刃１８に向けてチップポケ
ット１４の先端側を向く壁面に開口させられている。ま
た、工具本体１１の先端部には、その外周面からチップ
取付座１５の外周側を向く壁面に開口する一対の取付孔
１９，１９が互いに平行に軸線Ｏ方向に並ぶように形成
され、これらの取付孔１９，１９はチップ取付座１５側
の小径部１９Ａと工具本体１１外周面側の雌ネジ部が形
成された大径部１９Ｂとから構成されていて、小径部１
９Ａには調整ピン２０が嵌挿されてその先端がスローア
ウェイチップ１６の側面に斜めに当接させられるととも
に、大径部１９Ｂには調整ネジ２１が上記調整ピン２０
の後端に当接するようにねじ込まれており、この調整ネ
ジ２１のねじ込み量に応じて調整ピン２０を介してスロ
ーアウェイチップ１６が外周側に押圧されることにより
切刃１８の突出量を微調整する調整機構２２が構成され
ている。

【００１３】さらに、工具本体１１の外周面には、軸線
Ｏに直交する断面が外周側に「コ」字状に開口する複数
の凹溝２３…が、それぞれ軸線Ｏに平行に延びるよう
に、かつ互いに周方向に間隔を開けて形成されており、
このうち一部の凹溝２３Ａは、パイロット１２を除いた
工具本体１１の先端面に開口させられるとともに後端が
上記チップポケット１４を越えた辺りまで延設され、ま
た他の一部の凹溝２３Ｂは、上記先端面に開口して工具
本体１１の後端部までその略全長に亙って延びるように
形成され、さらに残りの凹溝２３Ｃは、上記凹溝２３Ａ
やチップポケット１４、あるいは上記取付孔１９を避け
てその先端がこれらの後方に隣接し、やはり工具本体１
１の後端部まで延びるように形成されている。

【００１４】なお、これらの凹溝２３…の両端部は、工
具本体１１の上記先端面に開口する凹溝２３Ａ，２３Ｂ
の先端部を除いて側面視に凸半円状に形成されており、
またチップポケット１４と取付孔１９，１９との間に形
成される凹溝２３Ａと、その後方に隣接する凹溝２３Ｃ
とは周方向に僅かにずらされて、凹溝２３Ａの凸半円状
の後端部と凹溝２３Ｃの凸半円状の先端部とが軸線Ｏ方
向にオーバーラップするように形成されている。さら
に、これらの凹溝２３Ａ，２３Ｃの工具回転方向Ｔ側に
隣接する凹溝２３Ｃは、該凹溝２３Ａ，２３Ｃの先後端
部がオーバーラップする部分を越えて先端側に延びるよ
うに形成されている。さらにまた、上記チップポケット
１４と取付孔１９，１９との間の凹溝２３Ａは、その工
具回転方向Ｔの後方側の部分がチップポケット１４に開
口するようにされている。

【００１５】そして、これらの凹溝２３…には、それぞ
れパッド２４…が嵌合させられて取り付けられた上で、
ろう付けにより固着されている。これらのパッド２４…
は、軸線Ｏに直交する断面において、その内周側部分が
凹溝２３に嵌合可能な略方形状とされるとともに、外周
面は工具本体１１の外周面から一段突出し、かつ円筒研
削等によって軸線Ｏを中心とした円弧状に形成された、
いわゆる蒲鉾状とされており、このパッド２４の外周面
は切刃の外径よりも内周側に後退した位置にあって、こ
の外周面の外径は、規定の位置に調整された切刃１８の
外径（軸線Ｏ回りの回転径）よりも極僅かに小さく、こ
の切刃１８の外周端に対してパッド２４の外周面が例え
ば３μｍほど径方向内周側に後退した位置に配設される
ように設定されている。

【００１６】また、これらのパッド２４…は、特に工具
本体１１の後端部まで延びる凹溝２３Ｂ，２３Ｃに取り
付けられるパッド２４…が、所定の長さの複数のパッド
２４…が軸線Ｏ方向に継ぎ合わされるようにして該凹溝
２３Ｂ，２３Ｃに取り付けられている。なお、工具本体
１１の周方向に互いに隣接する凹溝２３Ｂや凹溝２３Ｃ
同士の間では、これら複数のパッド２４…の継ぎ目の位
置が軸線Ｏ方向に同じ位置にならないようにずらされて
おり、また上記凹溝２３Ａ，２３Ｃの先後端部がオーバ
ーラップする部分にも、工具回転方向Ｔ側に隣接する上
記凹溝２３Ｃのパッド２４の継ぎ目が位置しないように
されている。さらに、上述のように凹溝２４…の端部が
凸半円状に形成された部分に取り付けられるパッド２４
は、これに合わせてその端部がやはり凸半円状に形成さ
れている。

【００１７】しかして、これらのパッド２４…のうち、
工具本体１１の上記先端面に開口する凹溝２３Ａ，２３
Ｂの最先端に取り付けられるパッド２４…は、そのさら
に先端部２４Ａがダイヤモンド焼結体やＣＢＮ焼結体等
の超高硬度焼結体または各種のセラミックスによって形
成されており、かかる材質よりなる先端部２４Ａが、そ
の先端面を工具本体１１の先端面と面一にして取り付け
られている。なお、このパッド２４の先端部２４Ａと工
具本体１１との先端面と外周面との交差稜線部には、そ
れぞれテーパ状に面取りが施されている。また、この最
先端のパッド２４の先端部２４Ａ以外の部分、および最
先端以外の他のパッド２４…は、いずれも超硬合金によ
って形成されている。

【００１８】ここで、この超高硬度焼結体またはセラミ
ックスにより形成される先端部２４Ａは、その軸線Ｏ方
向の長さＬが１mm以上とされており、またこの先端部２
４Ａの外周面の先端（外周面と上記面取りとの交差稜線
の位置）は、上記切刃１８の外周端に対して０．３〜
０．５mm程度軸線Ｏ方向に後退した位置に配設されてい
る。なお、このように最先端のパッド２４においてその
先端部２４Ａを超高硬度焼結体やセラミックスによって
形成し、これ以外を超硬合金によって形成するには、例
えばこの先端部２４Ａと超硬合金の部分とを別々に焼結
形成して継ぎ合わせるように凹溝２４Ａ，２４Ｂにろう
付けするようにしてもよく、またこれら超高硬度焼結体
やセラミックスよりなる先端部と超硬合金よりなる部分
とを一体に焼結形成してろう付けするようにしてもよ
い。

【００１９】しかるに、このように構成されたリーマに
よれば、この工具本体１１の最先端のパッド２４…のさ
らに先端部２４Ａが、超高硬度焼結体やセラミックスに
より形成されていて、超硬合金よりも硬質で高い耐摩耗
性を得ることができるので、長期の使用に亙っても摩耗
によってその外径寸法が変化することが少なく、加工穴
の内径寸法や直進性、真円度といった加工穴精度を高い
精度で維持することができる。すなわち、この最先端の
パッド２４の先端部２４Ａは、工具本体１１の先端にあ
って、最初に加工物の下穴に挿入される部分であるとと
もに、切削時に切刃１８に作用する切削抵抗によって軸
線Ｏに対する径方向への負荷を最も大きく受ける部分で
もあり、少なくともこの先端部２４Ａにおいてパッド２
４の外径が所定の大きさに維持されていれば、切刃１８
によって仕上げ加工された下穴の中心に確実に軸線Ｏを
一致させて工具本体１１を案内するとともに、切刃１８
の回転中心もこの軸線Ｏに正確に一致させることが可能
となり、これらによって高い加工穴精度を維持すること
ができるのである。

【００２０】その一方で、上記構成のリーマによれば、
このように超高硬度焼結体やセラミックスよりなる部分
が、上記最先端のパッド２４の、特に本実施形態ではそ
の先端部２４Ａのみであるので、例えば工具本体１１の
略全長に亙って取り付けられるパッド２４…の全てをこ
のような材質によって形成するのに比べ、きわめて経済
的である。ただし、このように最先端のパッド２４…の
先端部２４Ａを超高硬度焼結体やセラミックスによって
形成した場合でも、この先端部２４Ａの軸線Ｏ方向の長
さＬが小さすぎると、例えば長期の使用によってこれよ
りも後端側のパッド２４…の外周面が摩耗して仕上げ加
工された下穴やブッシュの内周との間に隙間が生じた場
合において、さらに切削時に切刃１８に過大な切削抵抗
が作用することにより工具本体１１に撓みが発生した場
合などには、超高硬度焼結体やセラミックスよりなる上
記先端部２４Ａにも拘らず、加工穴の直進性や真円度が
損なわれるおそれもある。このため、最先端のパッド２
４の超高硬度焼結体またはセラミックスよりなる先端部
２４Ａの上記長さＬは、本実施形態のように１mm以上と
されるのが望ましい。

【００２１】なお、この最先端のパッド２４において
は、その全体が超高硬度焼結体またはセラミックスによ
って形成されていても構わない。例えば、この最先端の
パッド２４の大部分がかかる材質によって形成されてい
るにも拘らず、後端部の極小さな一部分だけを超硬合金
により形成する場合などと比べると、こうして最先端の
パッド２４全体を超高硬度焼結体やセラミックスによっ
て形成した場合の方が、より経済的なこともある。ただ
し、切刃１８の外径などにもよるが、この最先端のパッ
ド２４の超高硬度焼結体やセラミックスよりなる部分の
長さＬが徒に長すぎても、経済性は損なわれるのに対
し、長さＬに比例して上述の加工穴精度が向上するとい
うわけではないので、この最先端のパッド２４全体が超
高硬度焼結体またはセラミックスによって形成されてい
る場合も含めて、このパッド２４の超高硬度焼結体また
はセラミックスよりなる部分の長さＬは５０mm程度まで
とされるのが望ましい。

【００２２】また、本実施形態では、上述のように最先
端のパッド２４において、その先端部２４Ａのみが上記
長さＬの範囲において超高硬度焼結体またはセラミック
スにより形成され、これよりも後方側の後端部は最先端
以外のパッド２４…と同様に超硬合金によって形成され
ている。このため、本実施形態によれば、この最先端の
パッド２４の軸線Ｏ方向の長さが上記長さＬよりも長い
場合であっても、徒に超高硬度焼結体またはセラミック
スよりなる部分を大きくする必要がなく、概して一層経
済的なリーマを提供することができるといった利点を得
ることも可能となる。

【００２３】なお、このように最先端のパッド２４を超
高硬度焼結体またはセラミックスよりなる先端部２４Ａ
と超硬合金よりなる後端部とから構成する場合には、上
述のようにこれら先端部２４Ａとなる部分と後端部とな
る部分とを別々に焼結成形して、工具本体１１の先端面
に開口する凹溝２４Ａ，２４Ｂにそれぞれろう付けする
ようにしてもよく、またこれら超高硬度焼結体またはセ
ラミックスよりなる部分と超硬合金よりなる部分とを一
体に焼結成形してろう付けするようにしてもよいが、特
にダイヤモンド焼結体やＣＢＮ焼結体等の超高硬度焼結
体は、一般的なろう材である銀ろう材に対しては濡れ性
が悪いという事情もあるので、パッド２４の大きさなど
にもよるが超硬合金部分と一体に焼結成形するのが望ま
しく、一方、特にＣＢＮ焼結体を超硬合金と別々に焼結
成形してろう付けする場合においては、このＣＢＮ焼結
体のろう付けにはいわゆる活性ろう材を用いるのが望ま
しい。さらに本実施形態では上記先端部２４Ａ全体を超
高硬度焼結体またはセラミックスによって形成している
が、この先端部２４Ａのさらに外周側だけをかかる材質
で形成するようにすれば一層経済的である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
経済性を損なうことなく、長期の使用によっても加工穴
の内径寸法や直進性、真円度などの加工穴精度を高い精
度で維持することができ、これによりリーマの工具本体
の寿命の大幅な延長を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態における工具本体１１の
先端部の側面図である。

【図２】 図１に示す実施形態を先端側からみた正面図
である。

【図３】 従来のリーマを示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 工具本体 １６ スローアウェイチップ １８ 切刃 ２３（２３Ａ〜２３Ｃ） 凹溝 ２４ パッド ２４Ａ 最先端のパッド２４の超高硬度焼結体またはセ
ラミックスよりなる先端部 Ｏ 工具本体１１の軸線 Ｔ 工具回転方向 Ｌ 超高硬度焼結体またはセラミックスよりなる先端部
２４Ａの軸線Ｏ方向の長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 友司 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱マテリアル株式会社岐阜製作所 内 Ｆターム(参考） 3C050 EB01 EB04 EB05 EC00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転される外形略円柱状の工
   具本体の先端部に、外周側に突出する切刃が設けられる
   とともに、上記工具本体の外周には、上記切刃の外径よ
   りも内周側に後退した外周面を有して上記軸線方向に延
   びるパッドが設けられており、上記軸線方向最先端の上
   記パッドの少なくとも先端部が超高硬度焼結体またはセ
   ラミックスにより形成されていることを特徴とするリー
   マ。
2. 【請求項２】 上記パッドの超高硬度焼結体またはセラ
   ミックスよりなる部分の上記軸線方向の長さが１〜５０
   mmの範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載
   のリーマ。
3. 【請求項３】 上記最先端のパッドは、先端部のみ超高
   硬度焼結体またはセラミックスにより形成され、後端部
   は超硬合金により形成されていることを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載のリーマ。