JP2008307649A - リーマ加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストを低減し、装置をコンパクトに構成することができるリーマ加工方法を提供する。
【解決手段】 被加工物５に設けられた両端開口の下穴６にリーマ１を挿入して、回転及び送り移動をさせることで下穴６の内壁面の加工を行い、下穴６に対してリーマ１の挿入側と反対側に設けられた切削液供給ノズル７から切削液を供給し、同じ側に設けられた圧縮空気供給ノズル８から圧縮空気を切刃部３及び刃溝４に向けて吹き付けるようにしたことから、切屑９が吹き飛ばされ、切屑９の噛みこみが抑制するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被加工物に形成された両端開口の下穴に仕上げ加工を施すためのリーマを用いた穴仕上げ方法に関する。

リーマ加工は、被加工物にドリル等であけられた下穴に対してリーマを挿入して回転及び送り移動をさせることで、ごくわずかに下穴の内壁面を切削加工して穴を正確な寸法にするとともに、バニシング作用によって滑らかな面に仕上げるものである。このようなリーマ加工によれば、例えば、被加工物が炭素鋼である場合、加工穴面粗さ（Ｒａ）をおよそ２〜３μｍとすることができる。

しかし、高合金鋼やステンレス鋼などの難削材では一般材と同等の面粗さに加工することが困難である。面粗さが悪化する要因には、切屑の噛みこみ、工具及びワークの振動、構成刃先の生成、リーマと下穴との芯ずれ等、様々な事象が考えられるが、これらのうち特に、切屑の噛みこみによる疵が大きな問題となる。

この切屑の噛みこみは、リーマ加工で生じた切屑が刃溝内に次々と滞留し、刃溝内に収容しきれなくなった切屑が切刃部と下穴の間に入り込むことによって生じる。そのため、刃溝内に滞留する切屑を速やかに排出する必要がある。

そこで、刃溝内の切屑を排出する方法として、リーマの刃溝に切削油を供給するための切削油供給孔を設け、切削油を刃溝から噴出させて切屑を外部へ排出する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００２−２７３６２０

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、リーマに切削油供給孔等を設ける必要があり、工具のコストが高くなるほか、切削油をリーマへ供給するための専用の装置が必要となり、工具及び装置が煩雑となる。

本発明は、コストを低減し、装置をコンパクトに構成することができるリーマ加工方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明のリーマ加工方法は、被加工物に設けられた両端開口の下穴にリーマを挿入して回転及び送り移動をさせるとともに、この下穴に切削液を連続的又は間欠的に供給し、送り方向と反対方向から圧縮気体をリーマの先端部に吹き付けることを特徴とする。

このようにしたことから、圧縮気体によりリーマ先端部の切屑が吹き飛ばされ、刃溝を介して工具の後端部側から速やかに排出されることから、切屑の噛み込みを抑制することができる。これにより、疵の発生が抑制され、仕上げ面粗さを向上することができる。さらに、圧縮機体を供給する圧縮気体供給手段を下穴に対してリーマの挿入側と反対側に設けるだけよいので、特別な装置は必要なく、コンパクトな構成とすることができ、装置及び工具のコストを低減することができる。

また、圧縮気体はリーマの少なくとも１つの刃溝に向けて吹き付ければよく、リーマの回転により全ての刃溝に滞留している切屑を次々と排出することができる。この場合、切屑を吹き飛ばすために、圧縮機体の吹き出し圧力を０．４ＭＰａ以上とすることが好ましい。

また、リーマのシャンク部に刃溝に連なる切れ込みを設けて切屑を排出させるようにすれば、切屑が刃溝につまるのを抑制することができ、切屑の排出を円滑に行うことができる。

さらに、リ−マの刃溝底の径とシャンク部の径を同じかあるいは小さく形成すれば、切屑のつまりを抑制して効果的に排出することができる。この方法は、シャンク部の径がビビリや振れを生じない十分な剛性を有する場合に有効である。

本発明によれば、コストを低減し、装置をコンパクトに構成することができるリーマ加工方法を提供することができる。

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態のリーマ加工方法を説明する部分断面図である。図示のように、直刃リーマであるリーマ１は、円柱状のシャンク部２と、シャンク部２の先端側に形成された切刃部３から構成されている。切刃部３は概略円柱状をなしており、先端外周部には、軸線Ａ方向に延在して複数の刃溝４が周方向に等間隔に形成されている。本実施形態ではリーマ１として直刃リーマを用いたが、ネジレ刃リーマやテーパリーマ等に本発明を用いることができる。

被加工物５（例えば、ステンレス鋼等）には両端が開口した下穴６が設けられている。この下穴６にリーマ１を挿入して、図の矢印で示すように軸線Ａ回りに回転させ、送り移動をさせることで下穴６の内壁面の加工を行う。また、下穴６に対してリーマ１の挿入側と反対側に設けられた図示していない切削液供給ポンプにより切削液が切削液供給ノズル７から噴出され、下穴６を介してリーマ１の切刃部３へ供給される。さらに、切削液供給ノズル７と同じ側に設けられた圧縮空気供給ノズル８から図示していないエアーコンプレッサーにより圧縮された空気を切刃部３及び刃溝４に向けて吹き付けるようにしている。

次に、このように構成されるリーマ加工方法における切屑の排出動作について説明する。リーマ１の切刃部３で下穴６を切削して生じた切屑９は、圧縮空気により刃溝４内へリーマ１の送り方向と反対方向に向って吹き飛ばされる。刃溝４内へ吹き飛ばされた切屑９は圧縮空気により随時排出される。このとき、圧縮空気の吹き出し圧力を０．４ＭＰａ以上とすることが望ましい。また、切削液は切刃部３及び切削部分を冷却し、切刃を潤滑すると共に、圧縮空気により加速されることで、切屑９を排出することができる。

このとき、圧縮空気及び切削液は必ずしも切刃部３の全周にわたって供給される必要は無く、少なくとも切刃部３及び刃溝４の内それぞれ１ヶ所に供給されればよい。このようにしても、リーマ１の回転により全ての刃溝４に滞留している切屑９を連続して排出することができる。

また、圧縮空気及び切削液は必ずしも連続的に供給される必要は無く、刃溝からの切屑９の排出に充分な量を供給すれば、間欠的な供給であっても機能を満足させることができる。また、本実施形態では圧縮空気の供給手段としてエアーコンプレッサーを用いているが、エアーボンベ等を用いてもよい。

このように切屑９を滞留させることなく排出するようにしたことから、切屑９の噛み込みを抑制することができる。これにより、疵の発生が抑制されるので、仕上げ面粗さを向上することができる。また、下穴４の全長が長い場合、切屑の量が多くなり、噛み込みを発生させるおそれがあるが、本実施形態では切屑９は随時排出されるので、切削精度を維持することができ、加工穴面粗さを安定化できる。

また、リーマ１の送り方向と反対方向へ切屑９が排出されるため、リーマ１の進行側に切屑９が排出されるおそれがなく、再び切屑９が噛みこむのを抑制することができる。

本実施形態によれば、圧縮空気供給ノズル８を単に設けるだけでよいので、特別な装置を必要とせず、コンパクトな構成とすることができ、装置及び工具のコストを低減することができる。

また、リーマに設けた切削液供給孔から切削液を噴出させて切屑を排出するリーマ加工装置では、専用の加工装置が必要であり、被加工物の形状によっては導入することは困難な場合がある。本実施形態では、加工装置及び被加工物の形状を限定することの無いリーマ加工方法を提供することができる。

図４に本発明のリーマ加工方法を用いて、横型穿孔機により直径１２ｍｍ、深さ１４０ｍｍの貫通穴を形成したときの圧縮空気圧力と加工穴面粗さの関係を示す。リーマ１には高速度工具鋼にセラミックコーティングを施した直刃リーマを用い、横型穿孔機にチャックした。また、被加工物５にはステンレス鋼を用い、あらかじめドリルにより穿設された直径１１．７ｍｍの下穴６を設けた。切削諸元は切削速度９．５ｍ／ｍｉｎ、送り０．３ｍｍ／ｒｅｖとし、圧縮空気は圧力一定で連続供給し、切削液を手動ポンプにより間欠供給して加工を行った。また、切削液が横型穿孔機及び機械操作者側に飛散することから、横型穿孔機には飛散防止カバーを設け、機械操作者は保護具を着用するとともに、切削液の選定に当っては周囲の環境を損なう塩素系・硫黄系極圧添加剤を含有しないものを選定した。図示のように０．４ＭＰａ以上の供給圧において、著しい面粗さの向上が見られた。

（実施形態２）
図２は、本発明の他の実施形態のリーマ加工方法の説明する部分断面図である。図示のように、本実施形態が実施形態１と異なる点は、リーマの構成にあり、シャンク部２に刃溝４に連なる切れ込み部１０を形成したことにある。その他の構成は図１と同じであるから、詳細な説明を省略する。

一般的な直刃リーマは、図１に示すようにシャンク部２の径が刃溝４の底の径よりも太くなっているため、切屑９が切れ込み部でつまり、順次排出されてくる切屑９を滞留させる場合がある。

本実施形態では、切れ込み部１０を形成したことで、刃溝４における切屑９のつまりを抑制することができ、切屑９の排出を容易に行うことができる。また、図２に示すように切れ込み部１０の端部の角度をなだらかに形成すれば切屑９を円滑に排出するができる。

（実施形態３）
図３は、本発明の他の実施形態のリーマ加工方法の説明する部分断面図である。図示のように、本実施形態が実施形態１と異なる点は、リーマの構成にあり、リーマ１のシャンク部１１の径を研磨加工等によって刃溝４の底の径と同じにしたことにある。その他の構成は図１と同じであるから、詳細な説明を省略する。

本実施形態では、切屑９のつまりを引き起こす要因となる部分を除去したことで、切屑９の排出を容易に行うことができる。シャンク部１１の径は必ずしも刃溝４の底の径と同じにする必要はなく、さらに小さくしてもよい。しかし、剛性が低下するため、シャンク部１１の径がビビリや振れを生じない十分な剛性を有する場合に本実施形態が有効である。

本発明の一実施形態のリーマ加工方法を説明する部分断面図である。 本発明の他の実施形態のリーマ加工方法の説明する部分断面図である。 本発明の他の実施形態のリーマ加工方法の説明する部分断面図である。 本発明による圧縮空気圧力と加工穴面粗さの関係を示す図である。

符号の説明

１ リーマ
２、１１ シャンク部
３ 切刃部
４ 刃溝
５ 被加工物
６ 下穴
７ 切削液供給ノズル
８ 圧縮空気供給ノズル
９ 切屑
１０ 切れ込み部

Claims (6)

1. 被加工物に設けられた両端開口の下穴にリーマを挿入して回転及び送り移動をさせるとともに、前記下穴に切削液を連続的又は間欠的に供給し、送り方向と反対方向から圧縮気体を前記リーマの先端部に吹き付けるリーマ加工方法。
2. 請求項１に記載のリーマ加工方法において、
   前記圧縮気体は、前記リーマの少なくとも１つの刃溝に向けて吹き付けられることを特徴とするリーマ加工方法。
3. 請求項２に記載のリーマ加工方法において、
   前記圧縮機体の吹き出し圧力は０．４ＭＰａ以上であることを特徴とするリーマ加工方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリーマ加工方法において、
   前記リーマのシャンク部にリーマ刃溝に連なる切れ込みを設けて切屑を排出させることを特徴とするリーマ加工方法。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリーマ加工方法において、
   前記リ−マの刃溝底の径をシャンク部の径と同じかあるいは小さく形成することを特徴とするリーマ加工方法。
6. 被加工物に設けられた両端開口の下穴にリーマを挿入して回転及び送り移動をさせるとともに、前記下穴に切削液を連続的又は間欠的に供給して加工を行うリーマ加工装置において、前記リーマの送り方向と反対方向から圧縮気体を前記リーマの先端部に吹き付ける圧縮気体供給手段が設けられてなることを特徴とするリーマ加工装置。

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