JP2010105119A - ドリルリーマ - Google Patents

Abstract

【課題】ドリルリーマによる加工能率を向上させる。
【解決手段】ボデー１２に回転軸線に平行に１対ずつのドリル溝１４，リーマ溝１６，逃げ溝１８を形成し、ドリルランド２０，案内ランド２２，リーマランド２４を１対ずつ設ける。ドリルランド２０にドリル切れ刃４０，リーディングエッジ４６を形成し、ドリルランド２０の外周部にリーディングエッジ４６の回転方向後方側の部分を残して平取りを施し、マージン４８を形成する。リーマランド２４にリーマ切れ刃５４を形成し、ドリル刃４４による下穴の形成に続いてリーマ刃５６に下穴内周面を仕上げ切削させる。１対のマージン４８によるドリルリーマの支持，案内、ねじり角の大きいリーマ刃５６による切削，案内ランド２２の外周面が構成する案内面６０の案内によりドリル食付き時の安定性，良好な仕上げ面粗さ，芯ずれ防止効果が得られ、加工精度を確保しつつドリルリーマの送り速度を高くすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ドリル刃とリーマ刃とを有するドリルリーマに関するものであり、特に、加工精度の向上に関するものである。

ドリルリーマには、下記の特許文献１に記載されているように、ドリル刃，リーマ刃および案内面をそれぞれ１対ずつ備えたものがある。１対のドリル刃は、ボデーに、回転軸線を対称軸として対称に設けられ、１対のリーマ刃は、１対のドリル刃とほぼ９０度位相を異にする位置に回転軸線を対称軸として対称に設けられ、それらドリル刃とリーマ刃との間に案内面が設けられている。案内面は、回転軸線に平行な方向においてリーマ刃より後方側に設けられている。このドリルリーマによれば、１対のドリル刃により被加工物に下穴が形成され、続いて、その下穴の内周面が１対のリーマ刃により切削され、仕上げ加工される。１工程で２種類の加工を行うことができるのであり、加工時には１対の案内面が穴の内周面に摺接してドリルリーマを支えるため、回転軸線が安定し、加工が精度良く行われる。
特許第２５７２１２８号公報

それに対し、本発明の出願人は、ドリル刃のリーディングエッジの回転方向後方にマージンを形成すれば、加工精度を確保しつつドリルリーマの送り速度を高くできることを発見した。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、ドリルリーマによる加工能率の向上を課題とする。

上記の課題は、回転軸線に平行な方向である軸方向に同軸に並んだシャンクとボデーとを含み、ボデーが、上記回転軸線を対称軸として互いに対称に設けられた一対のドリル刃と、それら一対のドリル刃とは異なる位相において上記回転軸線を対称軸として互いに対称に設けられた複数のリーマ刃とを含み、リーマ刃の方がドリル刃よりもシャンク側に位置するとともに、リーマ刃の、回転軸線に直角な方向である半径方向における最外方の部分の旋回半径がドリル刃の上記半径方向における最外方の部分の旋回半径より大きいドリルリーマのドリル刃の切れ刃であるドリル切れ刃の上記半径方向における最外方の部分から上記回転軸線を中心とする円筒面に沿って延びるリーディングエッジの回転方向後方にマージンを形成することにより解決される。

マージンは、１対のドリル刃が被加工物に切り込み、形成した下穴の内周面に摺接し、ドリルリーマを案内する。マージンは、リーディングエッジの回転方向後方に形成されており、ドリル切れ刃の近傍においてドリルリーマを支持するため、ドリル刃の被加工物への食い付き時における安定性が向上し、回転軸線の振れが良好に防止され、加工精度を確保しつつドリルリーマの送り速度を高くすることができる。ドリルリーマにおいては、リーマ刃の旋回半径の方がドリル刃の旋回半径より大きいため、通常のドリルにおけるように、一方向に連続的に回転させつつドリルランドのリーディングエッジ近傍を研削加工して簡単にマージンを形成することができない。また、ドリル刃とリーマ刃との両方で回転が案内されるため、特に、リーマ刃が後述するようにブローチの刃に近い形態で切削加工を行うものである場合や、ドリルリーマがドリル刃およびリーマ刃に加えて案内面を有する場合には、案内機能がさらに高いため、ドリル刃にマージンを形成して案内機能を高めることはそれほど有効ではないと考えられ、従来はドリル刃にマージンを形成することが行われていなかった。しかし、実験によって、ドリル刃にマージンを形成すれば加工精度の低下を抑制しつつ送りを従来より大きくし得ることが判明した。
本発明によれば、１工程で２種類の加工が行われることに加えて、送り速度の増大によって加工がより能率良く行われるドリルリーマが得られる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載，従来技術等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、（４）項が請求項４に、（８）項が請求項５に、それぞれ相当する。

（１）回転軸線に平行な方向である軸方向に同軸に並んだシャンクとボデーとを含み、ボデーが、前記回転軸線を対称軸として互いに対称に設けられた一対のドリル刃と、それら一対のドリル刃とは異なる位相において前記回転軸線を対称軸として互いに対称に設けられた複数のリーマ刃とを含み、リーマ刃の方がドリル刃よりも前記シャンク側に位置するとともに、リーマ刃の、前記回転軸線に直角な方向である半径方向における最外方の部分の旋回半径が前記ドリル刃の前記半径方向における最外方の部分の旋回半径より大きいドリルリーマであって、前記ドリル刃の切れ刃であるドリル切れ刃の前記半径方向における最外方の部分から前記回転軸線を中心とする円筒面に沿って延びるリーディングエッジの回転方向後方にマージンが形成されたことを特徴とするドリルリーマ。
（２）前記マージンが前記リーマ刃の旋回半径の４％以上、４０％以下のマージン幅で形成された(1)項に記載のドリルリーマ。
マージン幅が過小であるとマージン形成の効果を充分に得ることができず、マージン幅が過大であると回転抵抗が増大して発熱量が増加する不利益が生じる。したがって、マージン幅は上記の範囲から選定されることが望ましいのであるが、リーマ刃の旋回半径の１２％以上、２５％以下の範囲から選定されることがさらに望ましい。
（３）さらに、前記ドリル刃および前記リーマ刃とは異なる位相において前記回転軸線を対称軸として対称に、かつ、その回転軸線を中心とする円筒面に沿って設けられた複数の案内面を含む(1)項または(2)項に記載のドリルリーマ。
(1)項の発明に係るドリルリーマにおいては、例えば、リーマ刃を複数対設けることも可能であり、リーマ刃に案内機能を果たさせることができる。ドリルリーマの中心軸線に直角な方向の曲がりを抑制して、ドリルリーマにより形成された穴の真円度および真直度を向上させることができる。しかし、それらリーマ刃の少なくとも１対に代えて少なくとも一対の案内面を形成することも可能であり、ドリルリーマの製作コストを低減させつつ、加工精度をより向上させることができる。
ドリルリーマは、１対のドリル刃について設けられたマージンによって案内されるとともに、１対の案内面によっても回転，送りを案内され、ドリルリーマに高い安定性が得られ、加工精度の低下を回避しつつ送りを高速にすることができる。
（４）前記ボデーに、前記回転軸線を対称軸として互いに対称に２本のドリル溝が形成され、それらドリル溝と異なる位相において前記回転軸線を対称軸として互いに対称に２本のリーマ溝が形成され、それらドリル溝とリーマ溝との互いに隣接するものの間に１本ずつ合計２本の逃げ溝が形成されることにより、それらドリル溝，逃げ溝およびリーマ溝の各々の回転方向における後方にそれぞれドリルランド，案内ランドおよびリーマランドが形成され、前記ドリルランドの回転方向における先端である前記リーディングエッジの回転方向後方に前記マージンが形成され、前記案内ランドの外周面によって前記案内面が形成された(3)項に記載のドリルリーマ。
本形態のドリルリーマは、一対ずつのドリル刃，リーマ刃および案内面という単純な構成で、安価に製造することができるものでありながら、十分に高い加工精度と加工能率とを得ることができる。
（５）前記案内面の前記軸方向における前端が前記リーマ刃の切れ刃であるリーマ切れ刃より前記シャンク側に位置する(4)項に記載のドリルリーマ。
案内面は、リーマ切れ刃より後方においてドリルリーマを案内し、リーマ切れ刃により高精度に仕上げられた内周面を案内面が案内することとなるため、案内面の効果を特に有効に享受し得る。
（６）前記案内面の旋回半径が前記リーマ刃の旋回半径と同じ大きさとされた(4)項または(5)項に記載のドリルリーマ。
案内面の旋回半径は、リーマ刃の旋回半径とドリル刃の旋回半径との中間の大きさとされてもよい。しかし、本項に記載のドリルリーマの方が、案内面による案内機能が高く、回転軸線の振れが良好に防止される。
（７）前記ドリル溝，前記リーマ溝および前記逃げ溝が前記回転軸線に平行に形成された(4)ないし(6)項のいずれかに記載のドリルリーマ。
ドリル溝等を回転軸線に平行な成分と周方向の成分とを含む方向に延びるねじれ溝とすることも可能であり、切り屑の排出性が良くなる効果が得られる。
それに対し、本項に係るドリルリーマは製作が容易であり、特に、マージンの形成が容易となる効果が得られる。
ドリル刃のリーディングエッジは、ドリル溝がねじれ溝とされる場合、螺旋状となり、ドリル溝が回転軸線に平行に形成される場合、回転軸線を中心とする円筒面上の１母線である直線状となる。
本項に記載の特徴は案内面および逃げ溝を備えないドリルリーマにも適用可能である。
（８）前記ドリル切れ刃が、前記軸方向に関して、前記回転軸線に近い部分ほど前方に位置する状態に傾斜して形成され、前記リーマランドの前記軸方向における前端面が外周側から内周側へ向かうにしたがって前記シャンク側へ後退する向きに第１傾斜角で傾斜させられたリーマすくい面とされるとともに、そのリーマすくい面の外周側の縁が前記リーマ刃の切れ刃であるリーマ切れ刃とされた(1)項ないし(7)項のいずれかに記載のドリルリーマ。
第１傾斜角は、ドリルリーマの回転軸線を含みリーマ切れ刃の軸方向に関して最前の部分を通る平面と、すくい面との交線が、回転軸線に直角な平面に対して成す角であるすくい角であり、すくい角は５度以上１５度以下の範囲で選定されることが望ましく、８度以上１２度以下の範囲で選定されることがさらに望ましい。
（９）前記リーマすくい面が回転方向の後方に向かうにしたがって前記軸方向の前方に向かう向きに第２傾斜角で傾斜させられるとともに、前記リーマランドの回転方向における後方端部に、その後方端部を平面により切除する平取りが施され、その平取りの角度である平取り角が前記第１傾斜角および第２傾斜角との関係において、平取り面と前記すくい面との交線の回転方向における最先の部分が、前記軸方向に関して最前とされ、その最前の部分近傍が前記リーマ切れ刃の一部となる大きさに選定された(8)項に記載のドリルリーマ。
上記第２傾斜角は、５度以上２０度以下の範囲から選定されることが望ましく、５度以上１５度以下、８度以上１２度以下の範囲から選定されることがさらに望ましい。平取りは施さなくてもよく、施すのであれば、上記平取り角は、１０度以上、４０度以下の範囲から選定されることが望ましく、１５度以上、２５度以下の範囲から選定されることがさらに望ましい。
本態様のドリルリーマは、第２傾斜角が望ましい範囲から選定される場合には、リーマ刃が、あたかもブローチの刃が回転させられつつ被加工穴を通過させられるかの状態で切削を行う。
（１０）当該ドリルリーマの正面視において（当該ドリルリーマを前方からそれの回転軸線に平行に視た場合において）、前記リーマすくい面と前記平取り面との交線の回転方向における最先端と、前記リーマすくい面の外周縁の回転方向における最先端との間の円弧に対する弦の長さであるリーマ切れ刃幅が、前記リーマ刃の旋回半径の１５％以上、８０％以下の範囲から選定されている(9)項に記載のドリルリーマ。
リーマ切れ刃幅の下限は、リーマ刃の旋回半径の１５％以上とされることが望ましいが、３０％以上、４０％以上とされることがさらに望ましく、上限は、リーマ刃の旋回半径の８０％以下とされることが望ましいが、７０％以下とされることがさらに望ましい。
リーマランドの回転方向における後方端部に平取りが施されない場合には、リーマすくい面の外周縁全部がリーマ切れ刃を構成し、リーマ切れ刃幅はリーマランドの幅と等しく、ドリルリーマの正面視において、リーマすくい面の外周縁の回転方向における最先端と最後端との間の円弧に対する弦の長さがリーマ切れ刃幅となる。平取りが施される場合には、リーマすくい面の外縁の前記最前の部分より回転方向において後方側の部分の最前の部分に隣接する部分もリーマ切れ刃を構成するが、切削は、主として最前の部分から回転方向先端側の部分において行われるため、リーマ切れ刃の最前の部分からリーマすくい面の外周縁の回転方向における最先端との間の部分の幅をリーマ切れ刃幅と称することとする。したがって、平取りが施される場合には、リーマ切れ刃幅はリーマランドの幅より短くなる。
本項に記載のドリルリーマによれば、加工精度を確保しつつ、送り速度を高くすることができる。
リーマ切れ刃幅を従来より大きくすること、すなわちリーマ刃の旋回半径の２５％以上，３０％以上，４０％以上とすることは、ドリル刃についてマージンを設けることとは別に採用することも可能である。
（１１）前記ドリル刃の先端部に、シンニングが施されることにより、チゼル長さが０．５ｍｍ以下とされた(1)項ないし(10)項のいずれかに記載のドリルリーマ。
本ドリルリーマはアルミニウム合金等、切り屑が切れ刃近傍に溶着し易い非鉄金属の切削に適している。チゼル長さは０．３ｍｍ以下、０．２ｍｍ以下とされることがさらに望ましい。

以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

図１に、請求可能発明の一実施例としてのドリルリーマが図示されている。本ドリルリーマは非鉄金属加工用のドリルリーマであり、図示を省略する主軸により保持されて回転軸線Ｏのまわりに回転させられ、例えば、エンジンのシリンダヘッドおよびシリンダブロックの各々に、それらを互いに位置決めするノックピンが嵌合されるノック穴を形成する。非鉄金属として、例えば、アルミニウム合金が挙げられる。

本ドリルリーマは、図１に示すように、回転軸線Ｏに平行な方向である軸方向に同軸に並んだシャンク１０とボデー１２とを含み、シャンク１０において主軸により保持される。シャンク１０およびボデー１２は一体であり、超硬合金により作られている。ボデー１２には、図２および図４に示すように、回転軸線Ｏを対称軸として互いに対称に２本のドリル溝１４が形成され、それらドリル溝１４とほぼ９０度位相を異にする部分に回転軸線Ｏを対称軸として互いに対称に２本のリーマ溝１６が形成され、それらドリル溝１４とリーマ溝１６との互いに隣接するものの間に１本ずつ、合計２本の逃げ溝１８が形成されている。これらドリル溝１４，リーマ溝１６および逃げ溝１８はそれぞれ回転軸線Ｏに平行に形成され、ボデー１２には、２本ずつのドリル溝１４，逃げ溝１８およびリーマ溝１６の各々の回転方向における後方にそれぞれ、回転軸線Ｏに平行に延びるドリルランド２０，案内ランド２２およびリーマランド２４が形成されている。

上記１対のドリル溝１４の各々の２つの溝側面のうち、ドリルリーマの回転方向において後方側の溝側面がすくい面３０（図３および図４参照）を構成し、１対のドリルランド２０の各先端面（シャンク１０とは反対側の面）には、図２および図４に示すように、すくい面３０に近い側から順に第１逃げ面３２および第２逃げ面３４が形成されている。また、ボデー１２の先端部の１対のドリル溝１４の底部を画定する部分はそれぞれ、研削により削り取られ、シンニングが施されてシンニング部３６が形成され、チゼル３８の長さが短くされている。

本ドリルリーマにおいてドリル切れ刃４０は、図２に示すように、すくい面３０と第１逃げ面３２との交線であるドリル切れ刃部４０ａと、シンニング部３６のすくい面３０に続く内面により構成されるすくい面４２と第１逃げ面３２との交線であるドリル切れ刃部４０ｂとを含む。ボデー１２のドリルランド２０，ドリル切れ刃４０やすくい面３０，４２が形成された部分あたりがドリル刃４４を構成し、ボデー１２には、回転軸線Ｏを対称として１対のドリル刃４４が互いに対称に設けられている。ドリル切れ刃４０の、回転軸線Ｏに直角な方向である半径方向における最外方の部分がドリル刃４４の半径方向における最外方の部分であり、ドリル切れ刃４０の半径方向における最外方の部分の旋回半径がドリル刃４４の半径方向における最外方の部分の旋回半径である。

ドリル切れ刃４０は、図３に示すように、軸方向に関して、回転軸線Ｏに近い部分ほど前方に位置する状態に傾斜させられ、前記第１，第２逃げ面３２，３４は、ドリル切れ刃４０の回転軸線Ｏのまわりにおける旋回軌跡面に対して回転軸線Ｏ側へ逃げる向きに傾斜させられ、第２逃げ面３４の逃げ角は第１逃げ面３２の逃げ角より大きくされている。また、ドリル切れ刃４０の前記半径方向における最外方の部分から、回転軸線Ｏに平行に延び、回転軸線Ｏを中心線とする円筒面上の１母線であって、ドリルランド２０の回転方向における先端がリーディングエッジ４６を構成している。

前記チゼル３８の長さは、チゼル３８に平行な方向において取得される寸法であり、本ドリルリーマでは０．２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下とされている。また、図２に示すように、シンニング部３６の先端部（回転軸線Ｏ側の部分）は円弧状とされ、その円弧部４７の円弧の半径Ｒと、本ドリルリーマでは、シンニング部３６の、前記１対のドリル刃４４のいずれか一方のドリル切れ刃部４０ａを含む平面Ｐ１と回転軸線Ｏにおいて直交する平面Ｐ２に対して直角な方向において、平面Ｐ２から最も遠い部分の距離Ｈとはそれぞれ、後述するリーマ刃の前記半径方向における最外方の部分の旋回半径が小さいほど小さく、大きいほど大きくされ、本ドリルリーマでは、半径Ｒは、０．２ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下の範囲から選定され、距離Ｈは、０．２ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下の範囲から選定されている。

１対のドリルランド２０の各外周面はそれぞれ、図２および図５に示すように、リーディングエッジ４６の回転方向後方側の部分を残して平取りが施され、リーディングエッジ４６の回転方向後方にマージン４８が形成されている。これらマージン４８はそれぞれ、回転軸線Ｏを中心線とする円筒面の一部を成し、回転軸線Ｏに平行に延びている。本ドリルリーマでは、マージン４８の幅は、後述するリーマ刃の半径方向における最外方の部分の旋回半径の１２％以上、２５％以下の範囲から選定されている。マージン４８の幅は、ドリル切れ刃４０に直角な方向の寸法である。また、平取りは、ドリルランド２０の外周面を、そのドリルランド２０を含むドリル刃４４のドリル切れ刃４０ａを含む平面（図５では前記平面Ｐ１で表す）に直角な平面Ｐ３に対して傾斜した平面において切除することにより行われ、ドリルランド２０のマージン４８より回転方向後方側の部分の外面は、平面である平取り面により形成され、その平取り面の平面Ｐ３に対する傾斜角である平取り角θ（図５参照）は、後述する案内ランド２２の外周面により形成される案内面と干渉しない範囲である５度以上、３０度以下の範囲から選定されている。

前記リーマランド２４の軸方向における前端面は、図６に示すように、外周側から内周側へ向かうに従ってシャンク１０側へ後退する向きに傾斜角αで傾斜させられ、リーマすくい面５０とされている。リーマすくい面５０はまた、ドリルリーマの回転方向の後方に向かうにしたがって軸方向の前方に向かう向きに傾斜角βで傾斜させられている。これら傾斜角α，βによるリーマすくい面５０の傾斜はいずれも、回転軸線Ｏに直角な面に対する傾斜である。また、リーマランド２４の回転方向における後方端部は回転軸線Ｏに平行な平面により切除され、角度γで平取りが施されて、平面である平取り面５２が形成されている。角度γは平取り角であり、リーマランド２４の外周面の接線に対する角度である。

リーマすくい面５０の外周側の縁によりリーマ切れ刃が構成されるが、平取り角γは、上記傾斜角α，βとの関係において、平取り面５２とリーマすくい面５０との交線の回転方向における最先の部分が軸方向に関して最前となる大きさに選定され、その最前の部分である最前部５３の近傍部分を含み、リーマすくい面５０の外周縁の最前部５３の近傍部分から、回転方向における最先端までの部分がリーマ切れ刃５４を構成している。リーマすくい面５０の外縁の最前部５３より回転方向において後方側の部分の最前部５３に隣接する部分もリーマ切れ刃５４を構成する。前記傾斜角αは、ドリルリーマの回転軸線Ｏを含み、最前部５３を通る平面と、リーマすくい面５０との交線が、回転軸線Ｏに直角な平面に対して成す角であるすくい角である。本ドリルリーマでは、傾斜角αおよび傾斜角βはそれぞれ、８度以上、１２度以下の範囲から選定され、平取り角γは１５度以上、２５度以下の範囲から選定されており、リーマすくい面５０の回転軸線Ｏに対するねじり角が極めて大きい。ボデー１２のリーマランド２４，リーマ切れ刃５４およびリーマすくい面５０が設けられた部分あたりがリーマ刃５６を構成し、１対のリーマ刃５６が、前記１対のドリル刃４４とはほぼ９０度位相を異にし、回転軸線Ｏを対称として互いに対称に設けられている。

リーマ刃５６は、図３および図６に示すように、リーマ切れ刃５４がドリル切れ刃４０よりシャンク１０側に位置するように形成されている。図６に示すように、リーマ切れ刃５４の最前部５３が、ドリル切れ刃４０の半径方向における最外方の部分であって、最もシャンク１０側の部分より後方側に位置するように形成されているのであり、本ドリルリーマでは、このリーマ切れ刃５４とドリル切れ刃４０との回転軸線Ｏに平行な方向である軸方向における位置の差は、０．２ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の範囲から選定されている。

また、リーマ刃５６においては前記最前部５３が半径方向における最外方の部分であり、その旋回半径がリーマ刃５６の半径方向における最外方の部分の旋回半径（以後、場合によってリーマ刃５６の旋回半径と略称する）であり、ドリル刃４４の半径方向における最外方の部分の旋回半径より大きくされている。これらリーマ刃５６とドリル刃４４との半径方向における最外方の部分の旋回半径の差は、本ドリルリーマでは０．０２ｍｍ以上、０．１２ｍｍ以下の範囲から選定されている。

また、リーマ切れ刃５４の幅であるリーマ切れ刃幅は、本ドリルリーマでは、リーマ刃５６の旋回半径の２０％以上、４０％以下の範囲から選定されている。リーマ切れ刃幅は、図２に示すように、ドリルリーマの正面視において（ドリルリーマを前方からそれの回転軸線に平行に視た場合において）、リーマすくい面５０と平取り面５２との交線の回転方向における最先端と、リーマすくい面５０外周側の縁の回転方向における最先端との間の円弧に対する弦の長さである。リーマすくい面５０と平取り面５２との交線の最前部５３に隣接する部分もリーマ切れ刃５４を構成するが、主として切削機能を果たすのは、リーマすくい面５０の外周縁の平取りによって切除されていない部分であり、本ドリルリーマでは、この部分の幅をリーマ切れ刃幅と称することとする。したがって、本ドリルリーマでは、リーマ切れ刃幅はリーマランド２４の幅より短い。

前記案内ランド２２の外周面は、図２に示すように、ドリルリーマの回転軸線Ｏを中心とする円筒面の一部を成し、その外周面により案内面６０が形成されている。本ドリルリーマでは案内面６０は、回転軸線Ｏを対称軸として互いに対称に１対、設けられ、図３および図４に示すように、ボデー１２のドリル刃４４およびリーマ刃５６とは位相を異にする部分に設けられ、その旋回半径は、リーマ刃５６の旋回半径と同じにされている。また、各案内面６０は、その軸方向における前端がリーマ切れ刃５４の最もシャンク１０側の部分より、シャンク１０側に位置するように設けられている。このリーマ切れ刃５４と案内面６０との軸方向の位置の差は、本ドリルリーマでは、０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以下の範囲から選定されている。

さらに、ボデー１２およびシャンク１０には、図１および図３に示すように、前記１対の第２逃げ面３４にそれぞれ開口し、回転軸線Ｏに平行な方向に貫通する切削剤供給通路８０が形成され、ドリルリーマによる被加工物の切削時に切削剤、例えば、水溶性切削剤がドリルリーマの先端部に供給される。

以上のように構成されたドリルリーマにより被加工物を加工する際には、ドリルリーマは主軸に保持され、主軸が回転装置によって回転させられることにより、回転軸線Ｏまわりに回転させられる。そして、まず、ドリル切れ刃４０が被加工物に切り込み、下穴が形成される。この際、マージン４８は下穴の内周面に摺接してドリルリーマを案内する。

ドリル刃４４によって開けられた下穴の内周面を、続いてリーマ刃５６が切削し、仕上げする。リーマ刃５６は、リーマすくい面５０のねじり角が極めて大きくされたものであり、あたかもリーマランド２４の前端面がすくい面とされたかに見える状態で形成され、むしろブローチの刃が回転させられつつ下穴を通過させられると考えた方が理解し易い状態で切削を行う。そのため、切れ刃の実際切削に携わる部分が長く、かつ、リーマランド２４の案内機能が高く、送り速度を比較的大きくしても仕上げ面の面粗さや寸法精度が低下することがない。また、これらドリル刃４４およびリーマ刃５６による切削時に１対の案内面６０は、リーマ刃５６の切削により仕上げられた穴の内周面との接触により、ドリルリーマの芯ずれを防止する。切削により生じた切り屑は円錐状にカールさせられ、回転しつつドリル溝１４に流れ込み、スムーズに排出される。１対のシンニング部３６の形成によりボデー１２の先端部が薄くされることと相俟って、切屑の排出性が向上する。

このように本ドリルリーマにおいては、１対のドリル刃４４についてそれぞれマージン４８が設けられ、ドリルリーマを支持するため、ドリル食付き時の安定性が向上し、加工精度を確保しつつ、送り量を大きくし、加工能率を向上させることができる。その上、１対のリーマ刃５６があたかもブローチのように下穴を切削加工するため、切れ刃の実際切削に携わる部分が長く、リーマ刃５６について良好な仕上げ面粗さが得られる。さらに、加工範囲が広いため、ドリルリーマの送り量を大きくしても、リーマ切れ刃５４による切削が不足する箇所がなく、能率良く加工が行われる。

上記実施例のドリルリーマ（以後、テストドリルリーマと称する）によれば、送り量を大きくしても、加工精度が確保されることがテストにより確認されている。このテストは、テストドリルリーマを周速２００ｍ／ｍｉｎで回転させ、ＡＤＣ１２製の被削材を加工することにより行われた。図７に加工穴ＩＴ（International Tolerance）精度および面粗さＲｚ（十点平均粗さ）と送り量との関係をグラフにして示すように、１対のドリル刃についてマージンが設けられておらず、リーマ切れ刃幅がリーマ刃の旋回半径の２０％である従来のドリルでは、７級〜９級のＩＴ精度が工具径の２％程度の送り量でしか得られないのに対し、テストドリルリーマによれば、工具径の４〜６％の送り量でもほぼ８級〜９級のＩＴ精度を得ることができた。ここにおいて工具の直径を工具径と言う。また、従来のドリルでは、３．２μｍ〜６．３μｍの面粗さが工具径の２％程度の送り量でしか得られないのに対し、テストドリルリーマによれば、工具径の５％程度の送り量でも良好な面粗さが確保でき、さらに、面粗さが１２．５μｍ程度でもよいのであれば、工具径の６％程度まで送り量を大きくすることができた。
更に詳細には、テストはリーマ切れ刃幅を異ならせた２種類のテストドリルリーマについて行われ、リーマ切れ刃幅がリーマ刃５６の旋回半径の２０％とされたテストドリルリーマによれば、図７に斜線を施して示す分、従来とほぼ同様のＩＴ精度および面粗さが得られる送り量の範囲が増え、４０％とされたテストドリルリーマによれば、図７に点を付して示す分、８級〜９級のＩＴ精度および６．３μｍ〜１２．５μｍの面粗さが得られる送り量の範囲が増えたのであり、テストドリルリーマは、送り速度を従来のドリルリーマより速く、３倍程度まで速くすることができ、加工精度に優れ、加工能率が極めて良いドリルリーマであることを確認できた。

なお、請求可能発明は、鉄を主成分とする鉄系金属製の被加工物を加工するドリルリーマにも適用することができる。

一実施例であるドリルリーマを示す側面図である。 上記ドリルリーマを示す正面図である。 上記ドリルリーマの先端部を示す側面図である。 上記ドリルリーマの先端部を示す斜視図である。 上記ドリルリーマのドリル刃についてのマージンの形成を説明する図である。 上記ドリルリーマのリーマ刃のリーマすくい面の２つの傾斜角および平取り角を説明する図である。 上記ドリルリーマに得られる加工穴ＩＴ精度および面粗さと送り量との関係を従来のドリルリーマと比較しつつ示すグラフである。

符号の説明

１０：シャンク １２：ボデー １４：ドリル溝 １６：リーマ溝 １８：逃げ溝 ２０：ドリルランド ２２：案内ランド ２４：リーマランド ３０：すくい面 ３６：シンニング部 ３８：チゼル ４０：ドリル切れ刃 ４４：ドリル刃 ４６：リーディングエッジ ４８：マージン ５０：リーマすくい面 ５４：リーマ切れ刃 ５６：リーマ刃 ６０：案内面

Claims (5)

1. 回転軸線に平行な方向である軸方向に同軸に並んだシャンクとボデーとを含み、ボデーが、前記回転軸線を対称軸として互いに対称に設けられた一対のドリル刃と、それら一対のドリル刃とは異なる位相において前記回転軸線を対称軸として互いに対称に設けられた複数のリーマ刃とを含み、リーマ刃の方がドリル刃よりも前記シャンク側に位置するとともに、リーマ刃の、前記回転軸線に直角な方向である半径方向における最外方の部分の旋回半径が前記ドリル刃の前記半径方向における最外方の部分の旋回半径より大きいドリルリーマであって、前記ドリル刃の切れ刃であるドリル切れ刃の前記半径方向における最外方の部分から前記回転軸線を中心とする円筒面に沿って延びるリーディングエッジの回転方向後方にマージンが形成されたことを特徴とするドリルリーマ。
2. 前記マージンが前記リーマ刃の旋回半径の４％以上、４０％以下のマージン幅で形成された請求項１に記載のドリルリーマ。
3. さらに、前記ドリル刃および前記リーマ刃とは異なる位相において前記回転軸線を対称軸として対称に、かつ、その回転軸線を中心とする円筒面に沿って設けられた複数の案内面を含む請求項１または２に記載のドリルリーマ。
4. 前記ボデーに、前記回転軸線を対称軸として互いに対称に２本のドリル溝が形成され、それらドリル溝と異なる位相において前記回転軸線を対称軸として互いに対称に２本のリーマ溝が形成され、それらドリル溝とリーマ溝との互いに隣接するものの間に１本ずつ合計２本の逃げ溝が形成されることにより、それらドリル溝，逃げ溝およびリーマ溝の各々の回転方向における後方にそれぞれドリルランド，案内ランドおよびリーマランドが形成され、前記ドリルランドの回転方向における先端である前記リーディングエッジの回転方向後方に前記マージンが形成され、前記案内ランドの外周面によって前記案内面が形成された請求項３に記載のドリルリーマ。
5. 前記ドリル切れ刃が、前記軸方向に関して、前記回転軸線に近い部分ほど前方に位置する状態に傾斜して形成され、前記リーマランドの前記軸方向における前端面が外周側から内周側へ向かうにしたがって前記シャンク側へ後退する向きに傾斜させられたリーマすくい面とされるとともに、そのリーマすくい面の外周側の縁が前記リーマ刃の切れ刃であるリーマ切れ刃とされた請求項１ないし４のいずれかに記載のドリルリーマ。

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