JP2010221308A - リーマ加工刃具 - Google Patents

Abstract

【課題】 加工時に穴入口でのビビリを防止できるリーマ加工刃具を提供する。
【解決手段】 砥石３を構成する金属製チップ５の軸方向の先部５ａの刃面７は先端に向かって小径となる雄テーパ面とされ、この先部５ａには先端方向に開放されたスリット８が軸方向に形成されている。スリット８が形成された結果、先部の刃先剛性は小さくなり外側からの力が作用することで径方向内側に変形しやすくなっている。その結果、加工刃具の回転中心Ｃ１と穴の中心Ｃ２とがずれている場合であっても、加工刃具が前進して砥石３の先端が穴の入口に当たると、先部５ａが径方向内側に変形し、砥石３が高速で回転していても、ビビリが発生することなく加工刃具を穴に進入させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、カートリッジ型の砥石の構造に特徴を持たせたリーマ加工刃具に関する。

ドリルなどによってワークに形成した穴よりも径の大きな刃具を回転させながら軸方向に送り込んで加工するリーマ加工として、径寸法を正確に出す加工と、穴の表面性状を仕上げる加工とがある。前者に用いる砥石はある程度ワークを研削するため剛性が要求される。そこで、図５（ａ）に示すように、中実の金属チップ１００の表面に砥粒１０１をろう付けや電着などによって固着している。

一方、穴の表面性状を仕上げる加工にあっては穴の表面に倣って径方向に変形し得ることが要求されるため、例えば図５（ｂ）に示すように、金属チップ１００にスリット１０２を形成している。この構造は特許文献１にも開示されている。

また特許文献２には、砥石のチップにすり割りを入れることで、２本の片持ち梁を支点位置が反対になるように重ねて二段にすると記載されているが、形状的には特許文献１と同様である。

特許第２６８０４３６号公報 特開２００６−１０２８５５号公報

図５（ａ）に示したような径方向に変形しにくい構造の砥石を用いてリーマ加工を行う場合、砥石の先端がワークの穴の入口に喰い付くまでは砥石は案内されていないため、負荷変動が大きく回転する砥石とワークとの接触によってビビリ（振動）が発生し、正確な加工ができない場合がある。
また、ワークの材質が穴の途中で変化するような場合、例えばアルミニウムと鉄を接合したワークに形成した穴にリーマ加工を行うと、切削抵抗が変化して振動が発生することがある。

一方、図５（ｂ）に示したような径方向に変形しやすい構造の砥石を用いてリーマ加工を行うと、ビビリは生じないが、穴形状に倣って変形してしまうので、穴の中心と刃具の中心とがずれてしまい正確な研削精度を出すことができない。

上記の課題を解決するため本発明に係るリーマ加工刃具は、ホルダに着脱可能とされた砥石の軸方向の一端部または両端部の刃先剛性を小さくし、当該一端部または両端部が研削時の圧力を受けて径方向内側に容易に変形するようにした。
ここでいう刃先剛性とは、研削時に被研削物からの反力によって半径方向及び円周方向への刃先の変位のし難さをいう。

前記刃先剛性を他の部分よりも小さくして径方向内側に変形しやすくする手段としては、スリットを形成するか先端に向かって肉厚を徐々に薄くすることが考えられる。スリットの方向としては軸方向或いは径方向のいずれでもよい。

本発明に係るリーマ加工刃具によれば、最初に穴の入口に当たる砥石の端部の刃先剛性を小さくしているので、砥石の回転中心と穴の軸とがずれていても、砥石の先端部が径方法に変形して当該ずれを吸収して研削を開始する。このため、ビビリの発生を抑制できる。
特に、異なる材料にてワークが構成されている場合でも、切削抵抗が変化しても振動を抑制することができる。

また、研削が開始された後は研削対象である穴に案内されて砥石が進入してリーマ加工を行うが、このときに研削加工を行う砥石の軸方向の中央部分は刃先剛性が高く径方向に変形しにくいため、穴の加工精度を高めることができる。

本発明に係るリーマ加工刃具の断面図 同リーマ加工刃具を構成するカートリッジタイプの砥石の斜視図 （ａ）および（ｂ）は本発明に係るリーマ加工刃具の作用を説明した図 （ａ）〜（ｃ）は別実施例に係る砥石の側面図 （ａ）および（ｂ）は従来の砥石の側面図

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係るリーマ加工刃具は高速で回転可能とされた軸１の外周面に、ボルト２によってカートリッジタイプの砥石３を周方向に複数個離間して交換可能に取り付けている。

加工刃具としては筒状ホルダに砥石３の径方向位置を調整可能に保持し、筒状ホルダ内に挿通したドローバーを軸方向に移動することで、砥石３の筒状ホルダの表面からの突出量を調整するようにしたタイプでもよい。

前記砥石３は略板状をなす金属製チップ５の刃となる面に砥粒６を固着している。砥粒６としては例えば、ダイヤモンド砥粒或いはＣＢＮを整列させて電着により固着することが考えられるが、これに限定されない。

また金属製チップ５の軸方向の先部５ａの刃面７は先端に向かって小径となる雄テーパ面とされ、この先部５ａには先端方向に開放されたスリット８が軸方向に形成されている。スリット８が形成された結果、先部の刃先剛性は小さくなり外側からの力が作用することで径方向内側に変形しやすくなっている。

尚、砥石３の先部５ａは削り代を分散させるためにテーパ状にしており、この先部５ａ表面に固着する砥粒６の量は少なくしてもよい。

以上のリーマ加工刃具を用いてワークに形成した穴を加工する際に、図３（ａ）に示すように加工刃具の回転中心Ｃ１と穴の中心Ｃ２とがずれている場合であっても、加工刃具が前進して砥石３の先端が穴の入口に当たると、同図（ｂ）に示すように、先部５ａが径方向内側に変形し加工負荷を軽減する。したがって、砥石３が高速で回転していても、ビビリが発生することなく加工刃具を穴に進入させることができる。

金属製チップ５の軸方向の中央部５ｂにはスリットが形成されていないので、刃先剛性が高く径方向に変形しない。その結果、穴の内周は正確に研削され高精度に寸法出しが行われる。

図４（ａ）〜（ｃ）は別実施例に係る砥石の側面図であり、図４（ａ）に示す実施例は貫通穴の加工に適した加工刃具であり、この別実施例にあっては金属製チップ５にテーパ部を設けずに単純な面取り５ｃとし、且つ、両端部に軸方向に伸びるスリット９，９を形成している。この実施例に係る砥石３は両端部が変形しやすく、中央部の刃先剛性が高いため、砥石が回転しながら貫通穴を往復動する加工法に有効といえる。

図４（ｂ）に示す別実施例は、スリットを形成せずに金属製チップ５の先部５ａの外側面は先端に向かって徐々に小径になる雄テーパ面とされ、先部５ａの内側面は先端に向かって徐々に大径になる雌テーパ面とされ、先部５ａの刃先剛性を小さくしている。

図４（ｃ）に示す別実施例は、チップ５の先部５ａの厚みを薄くするとともに先部５ａと中央部５ｂとの境界部に径方向のスリット１０を形成することで、先部５ａの刃先剛性を他の部分に比べて小さくしている。

本発明に係るリーマ加工刃具は、ワークに形成した穴を拡大したり穴径を正確に整える加工に使用することができる。

１…軸、２…ボルト、３…砥石、５…金属製チップ、５ａ…チップの先部、５ｂ…チップの中央部、５ｃ…面取り、６…砥粒、７…刃面、８，９，１０…スリット、Ｃ１…加工刃具の回転中心、Ｃ２…穴の中心。

Claims (2)

1. ワークに形成した穴の内周を研削するリーマ加工刃具において、前記砥石の軸方向の一端部または両端部の刃先剛性を小さくし、当該一端部または両端部が研削時の圧力を受けて径方向内側に変形することを特徴とするリーマ加工刃具。
2. 請求項１に記載のリーマ加工刃具において、前記砥石の軸方向の一端部または両端部の刃先剛性を他の部分よりも小さくする手段は、スリットを形成するか先端に向かって肉厚を徐々に薄くすることを特徴とするリーマ加工刃具。