JP2012176453A - ドリルリーマ - Google Patents

Abstract

【課題】十分なガイド機能と切粉排出性とを兼ね備えたドリルリーマを提供すること。
【解決手段】ドリルリーマ１は、ドリルボディ１１に形成された一対のドリル溝１２ａ，１２ｂ及びこれらドリル溝の回転方向後方側の端縁に設けられたドリル刃用のチップ３１ａ，３１ｂと、一対のリーマ溝１３ａ，１３ｂ及びこれらリーマ溝の回転方向後方側の端部に設けられたリーマ刃用のチップ３２ａ，３２ｂと、を備える。ドリルボディ１１には、ドリル刃用のチップ３１ａ，３１ｂと連設しリーマ用のチップ３２ａ，３２ｂの最大外径と略同径の第１丸ランド３５ａ，３５ｂと、リーマ刃用のチップ３２ａ，３２ｂと連設しこれらチップの最大外径と略同径の第２丸ランド３７ａ，３７ｂと、が形成され、ドリル溝１２ａ，１２ｂは、断面視で略二等辺三角形であり、その回転方向前方側の端縁には、第２丸ランド３７ａ，３７ｂと略同径の第３丸ランド３８ａ，３８ｂが形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ドリル加工用のドリル刃とリーマ加工用のリーマ刃とを備えたドリルリーマに関する。

従来、ドリルボディの先端側に、ドリル加工を行うための一対のドリル刃の他、これらドリル刃の最大外径よりも大きな最大外径を有するリーマ加工を行うための一対のリーマ刃を設けたドリルリーマが提案されている（特許文献１参照）。このドリルリーマを、回転軸を中心として回転させると、先ずドリル刃によって工作物が削り取られ下穴が形成される。次いで、ドリル刃によって形成された下穴の内周面がリーマ刃によって削り取られ、滑らかな内周面の穴が形成される。このように、ドリルリーマによれば、１つの工程で、２種類の加工を行うことができる。

特開平６−３１５１６号公報

しかしながら、特許文献１に示されたドリルリーマにおいて、リーマ加工時、すなわちリーマ刃で下穴の内周面を削っている時に、加工穴の内周面に摺接しドリルリーマを進行方向へガイドするのは、リーマ刃となるＤＩＡチップの基端側に形成された円弧面（特許文献１の図６中、符号４６で示す部分）のみである。このため、リーマ加工時におけるドリルリーマのガイド機能が十分でなく、回転軸がぶれてしまう場合がある。これに対しては、加工穴の内周面に摺接する円弧面の数を増やすことでガイド機能を向上させることができるものの、この場合、十分な大きさの切粉排出溝を確保することができず、切粉排出性が低下するおそれがある。

本発明は、十分なガイド機能と切粉排出性とを兼ね備えたドリルリーマを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、円柱状のドリルボディ（例えば、後述のドリルボディ１１）と、前記ドリルボディ側部に、回転軸線を対称軸として対称に形成された一対のドリル溝（例えば、後述のドリル溝１２ａ，１２ｂ）と、当該ドリル溝の回転方向後方側の端縁に先行刃として設けられたドリル刃（例えば、後述のドリル刃用のチップ３１ａ，３１ｂ，５１ａ，５１ｂ）と、前記ドリルボディ側部のうち前記ドリル溝に対し略９０度位相の異なる部分に、前記回転軸線を対称軸として対称に形成された一対のリーマ溝（例えば、後述のリーマ溝１３ａ，１３ｂ）と、当該リーマ溝の回転方向後方側の端部に後続刃として設けられたリーマ刃（例えば、後述のリーマ刃用のチップ３２ａ，３２ｂ、又はリーマ刃用のチップ５２ａ，５２ｂ）と、を備えたドリルリーマ（例えば、後述のドリルリーマ１）を提供する。前記ドリルボディには、前記ドリル刃と連設し前記リーマ刃の最大外径と略同径の第１丸ランド（例えば、後述の第１丸ランド３６ａ，３６ｂ，５６ａ，５６ｂ）と、前記リーマ刃と連設し当該リーマ刃の最大外径と略同径の第２丸ランド（例えば、後述の第２丸ランド３７ａ，３７ｂ，５７ａ，５７ｂ）と、が形成され、前記ドリル溝は、断面視で略二等辺三角形であり、その回転方向前方側の端縁には、前記第２丸ランドと略同径の第３丸ランド（例えば、後述の第３丸ランド３８ａ，３８ｂ，５８ａ，５８ｂ）が形成されている。

本発明では、ドリルボディ側部に一対のドリル溝及びこれらドリル溝に対し略９０度位相の異なるリーマ溝を形成し、これらドリル溝及びリーマ溝のそれぞれの回転方向後方側の端部に先行刃としてのドリル刃と後続刃としてのリーマ刃とを設けた。これにより、ドリル刃によるドリル加工とリーマ刃によるリーマ加工とを１つの工程で行うことができる。
また、ドリル溝を断面視で略二等辺三角形としたので、ドリル刃でワークを切削することで生じた切粉を排出するための切粉排出溝として十分な深さを確保することができる。また、ドリル溝を深くする分、溝の幅を狭くすることにより、ドリル溝とリーマ溝との間に区画されるリーマランドを大きくすることができるので、リーマ刃のバックメタルを大きく確保し、ひいては加工精度を向上することができる。またさらに、ドリル溝を断面視で略二等辺三角形とすることにより、十分な断面二次モーメントを確保し、刃先の剛性を向上することができる。また、ドリルボディには、ドリル刃と連設しリーマ刃の最大外径と略同径の第１丸ランドと、リーマ刃と連設しこのリーマ刃の最大外径と略同径の第２丸ランドとを形成し、さらにドリル溝の回転方向前方の端縁すなわちリーマランドの回転方向後方の端部にこれら第２丸ランドと略同径の第３丸ランドを形成した。これにより、第１、第２、第３丸ランドの３種類の丸ランドにより加工時におけるドリルボディをガイドすることができるので、加工精度をさらに向上することができる。

本発明の一実施形態に係るドリルリーマの構成を示す側面図である。 ドリルリーマの構成を示す側面図である。 ドリルリーマの構成を示す正面図である。 図１の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。 前段部のうちドリル溝及びドリル刃用のチップの部分拡大正面図である。 前段部のうちリーマ溝及びリーマ刃用のチップの部分拡大正面図である。 図１の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係るドリルリーマ１の構成を示す側面図である。図３は、ドリルリーマ１の構成を示す正面図であり、このドリルリーマ１の回転軸線Ｚ方向に沿って先端側から視た図である。図４は、図１の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。

ドリルリーマ１は、円柱状のドリルボディ１１と、このドリルボディ１１を同軸に支持し、ドリルリーマ１の基端側を構成するシャンク１８と、を含んで構成される。シャンク１８は、図示しない工作機械の主軸に装着される。この工作機械は、ドリルリーマ１を、回転軸線Ｚを中心軸として回転させながら、この回転軸線Ｚ方向に沿って進退させる。なお、図２は、図１に示す状態から回転軸線Ｚを中心軸とし、先端側から視て時計周りに９０度回転させた場合におけるドリルリーマ１の側面図である。なお、本実施形態では、図３中、反時計周りをドリルリーマ１の回転方向とする。

回転軸線Ｚに沿って延びるドリルボディ１１は、先端側の前段部３０よりも基端側の後段部５０の方がその最大外径が大きくなるように形成されている。また、これら前段部３０及び後段部５０の先端側には、後に詳述するように複数の刃が外周に沿って設けられている。したがって、このドリルリーマ１によれば、前段部３０の最大外径に応じた大きさの内径を有する穴と、後段部５０の最大外径に応じた大きさの内径を有する穴との２つの異なる大きさの内周面を有する２段の加工穴が形成される。なお、図３には、図示を明確にするため、ドリルボディ１１のうち後段部５０を除く前段部３０の構成のみを示す。

図３に示すように、ドリルボディ１１の側部には、一対のドリル溝１２ａ，１２ｂが回転軸線Ｚを対称軸として対称に形成されている。また、ドリルボディ１１の側部のうち、これらドリル溝１２ａ，１２ｂに対し略９０度位相の異なる部分には、一対のリーマ溝１３ａ，１３ｂが、回転軸線Ｚを対称軸として対称に形成されている。これらドリル溝１２ａ，１２ｂ及びリーマ溝１３ａ，１３ｂは、それぞれ、ドリルボディ１１の側部に前段部３０及び後段部５０の両方にわたり回転軸線Ｚと平行に形成されている（図１及び図２参照）。

図４に示すように、リーマ溝１３ａ，１３ｂは、断面視で略Ｌ字状である。ドリル溝１２ａ，１２ｂは、断面視で略二等辺三角形であり、かつ上記リーマ溝１３ａ，１３ｂよりも深く形成されている。また、以上のような複数の溝により、ドリルボディ１１にはランドが区画形成される。すなわち、ドリル溝１２ａとリーマ溝１３ｂとの間及びドリル溝１２ｂとリーマ溝１３ｂとの間には、それぞれドリルランド１４ａ，１４ｂが形成され、リーマ溝１３ａとドリル溝１２ａとの間及びリーマ溝１３ｂとドリル溝１２ｂとの間には、それぞれリーマランド１５ａ，１５ｂが形成される。

次に、前段部３０の構成について説明する。
図３に示すように、ドリル溝１２ａ，１２ｂを区画する溝側面のうち回転方向後方側の縁部には、それぞれドリル刃用のチップ３１ａ，３１ｂ及びこれらチップ３１ａ，３１ｂを支承する台座３３ａ，３３ｂが、ろう付けされている。ドリルボディ１１のうちこれらチップ３１ａ，３１ｂの先端側には所定の切刃角のドリル刃１６ａ，１６ｂが形成されている。リーマ溝１３ａ，１３ｂを区画する２つの溝側面のうち回転方向後方側の縁部には、リーマ刃用のチップ３２ａ，３２ｂ及びこれらチップ３２ａ，３２ｂを支承する台座３４ａ，３４ｂが、ろう付けされている。これらチップ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂには、例えばダイヤモンドが用いられ、台座３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂには、例えば超硬合金が用いられる。

図５は、前段部３０のうちドリル溝１２ａ及びドリル刃用のチップ３１ａの部分拡大正面図である。
図５に示すように、ドリル刃１６ａ（１６ｂ）は、回転軸線Ｚに対し傾斜するように所定の切刃角で直線状に形成されている。また、ドリル刃用のチップ３１ａ（３１ｂ）の先端部３１１ａ（３１１ｂ）は、ドリル刃１６ａ（１６ｂ）と同じ切刃角で直線状に形成されており、上記ドリル刃１６ａ（１６ｂ）と面一になっている。このドリルリーマ１のうち前段部３０においては、ドリル刃１６ａ（１６ｂ）及びドリル刃用のチップ３１ａ（３１ｂ）の先端部３１１ａ（３１１ｂ）が先行刃を構成する。

図５に示すように、ドリル刃用のチップ３１ａ（３１ｂ）の先端側には段差部が形成されており、その外周面は上記先行刃の最大外径と略同径の円弧状に形成され、ドリル用丸ランド３５ａ（３５ｂ）となっている。
また、ドリルランド１４ａのうち上記チップ３１ａ（３１ｂ）より基端側には、このチップ３１ａ（３１ｂ）と連設し後述のリーマ刃用のチップ３２ａ（３２ｂ）の最大外径と略同径の円弧状の面が形成されており、第１丸ランド３６ａ（３６ｂ）となっている。この第１丸ランド３６ａ，３６ｂは、回転軸線Ｚと平行に延在する。

図６は、前段部３０のうちリーマ溝１３ａ及びリーマ刃用のチップ３２ａの部分拡大正面図である。なお図６には、リーマ刃用のチップ３２ａに対し位相の異なる部分に設けられたドリル刃用のチップ３１ａを、比較のため同じ平面内に示す。

図６に示すように、リーマ刃用のチップ３２ａ（３２ｂ）の先端部３２１ａ（３２１ｂ）は、ドリル刃１６ａ（１６ｂ）とほぼ同じ切刃角で直線状に形成されている。また、このチップ３２ａ（３２ｂ）の先端部３２１ａ（３２１ｂ）は、ドリル刃用のチップ３１ａ（３２ｂ）より基端側に設けられている。さらにリーマ刃用のチップ３２ａ（３２ｂ）の先端部３２１ａ（３２１ｂ）の最大外径は、上記ドリル刃用のチップ３１ａ（３１ｂ）の最大外径よりも大きくなるように設けられている。したがって、このドリルリーマ１のうち前段部３０においては、リーマ刃用のチップ３２ａ（３２ｂ）の先端部３２１ａ（３２１ｂ）が、上記先行刃に対する後続刃を構成する。
また、リーマランド１５ａ（１５ｂ）のうち上記チップ３２ａ（３２ｂ）より基端側には、チップ３２ａ（３２ａ）と連設しこのチップ３２ａ（３２ｂ）の最大外径と略同径の円弧状の面が形成されており、第２丸ランド３７ａとなっている。この第２丸ランド３７ａは、回転軸線Ｚと平行に延在する。

図４に示すように、ドリル溝１２ａ，１２ｂの回転方向前方側の端縁、すなわちリーマランド１５ａ，１５ｂの回転方向後方側の端縁には、それぞれ上述の第１丸ランド３６ａ，３６ｂ及び第２丸ランド３７ａ，３７ｂと略同径の第３丸ランド３８ａ，３８ｂが形成されている。これら第３丸ランド３８ａ，３８ｂも、上述の第２丸ランド３７ａ，３７ｂと同様に、回転軸線Ｚと平行に延在する。また、リーマランド１５ａ，１５ｂのうち第２丸ランド３７ａ，３７ｂと第３丸ランド３８ａ，３８ｂとの間は平取り面３９ａ，３９ｂとなっている。また、第１丸ランド３６ａ，３６ｂ、第２丸ランド３７ａ，３７ｂ、及び第３丸ランド３８ａ，３８ｂの中では、第３丸ランド３８ａ，３８ｂが最も幅広になっている。

次に、後段部５０の構成について説明する。
図７は、図１の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った断面図、すなわち後段部５０の構成を示す断面図である。
後段部５０には、上述の前段部３０と同様に、ドリル溝１２ａ，１２ｂを区画する溝側面のうち回転方向後方側の縁部には、それぞれドリル刃用のチップ５１ａ，５１ｂ及びこれらチップ５１ａ，５１ｂを支承する台座５３ａ，５３ｂが、ろう付けされている。リーマ溝１３ａ，１３ｂを区画する２つの溝側面のうち回転方向後方側の縁部には、リーマ刃用のチップ５２ａ，５２ｂ及びこれらチップ５２ａ，５２ｂを支承する台座５４ａ，５４ｂが、ろう付けされている。これらチップ５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂには、例えばダイヤモンドが用いられ、台座５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂには、例えば超硬合金が用いられる。

リーマ刃用のチップ５２ａ，５２ｂは、その先端部がドリル刃用のチップ５１ａ，５１ｂの先端部よりも基端側に位置するように、かつその最大外径はドリル刃用のチップ５１ａ，５１ｂの最大外径よりも大きくなるように設けられている。したがって、後段部５０においても、ドリル刃用のチップ５１ａ，５１ｂが先行刃を構成し、リーマ刃用のチップ５２ａ，５２ｂが後続刃を構成する。

また、後段部５０側のドリルランド１４ａ，１４ｂ及びリーマランド１５ａ，１５ｂには、前段部３０側と同様に、リーマ刃用のチップ５２ａ，５２ｂの最大外径と略同径の第１丸ランド５６ａ，５６ｂ、第２丸ランド５７ａ，５７ｂ、及び第３丸ランド５８ａ，５８ｂが形成されている。

以上のように構成されたドリルリーマ１により、ワークに穴を開ける手順について説明する。
先ず、回転軸線Ｚを中心軸として回転させつつ、ワークに接近させると、ドリルボディ１１の前段部３０に設けられたドリル刃１６ａ，１６ｂ及びドリル刃用のチップ３１ａ，３１ｂの先端部３１１ａ，３１１ｂが当接し、ワークを削り取り、下穴を形成する。
さらにドリルリーマ１を前進させると、リーマ刃用のチップ３２ａ，３２ｂの先端部３２１ａ，３２１ｂが、上記ドリル刃によって形成された下穴の内周面に当接し、この内周面を滑らかに仕上げる。また、このときドリルボディ１１は、第１丸ランド３６ａ，３６ｂ、第２丸ランド３７ａ，３７ｂ及び第３丸ランド３８ａ，３８ｂの６つの円弧状に形成された面を介して加工穴の内周面に摺接するので、加工中における回転軸線Ｚのぶれを抑制することができる。

さらにドリルリーマ１を前進させると、後段部５０に設けられたドリル刃用のチップ５１ａ，５１ｂ及びリーマ刃用のチップ５２ａ，５２ｂの順で上記加工穴に当接し、前段部３０と同様に滑らかな内周面を備えた加工穴が形成される。以上により、前段部３０と後段部５０の外径に応じた大きさの内径を有する２段の加工穴がワークに形成される。

本実施形態のドリルリーマ１によれば、以下の効果を奏する。
ドリルボディ１１側部に一対のドリル溝１２ａ，１２ｂ及びこれらドリル溝に対し略９０度位相の異なるリーマ溝１３ａ，１３ｂを形成し、これらドリル溝及びリーマ溝のそれぞれの回転方向後方側の端部に先行刃としてのドリル刃用のチップ３１ａ，３１ｂと後続刃としてのリーマ刃用のチップ３２ａ，３２ｂとを設けた。これにより、ドリル刃によるドリル加工とリーマ刃によるリーマ加工とを１つの工程で行うことができる。
また、ドリル溝１２ａ，１２ｂを断面視で略二等辺三角形としたので、ドリル刃でワークを切削することで生じた切粉を排出するための切粉排出溝として十分な深さを確保することができる。また、このようにドリル溝１２ａ，１２ｂを深くする分、溝の幅を狭くすることにより、ドリル溝１２ａ，１２ｂとリーマ溝１３ａ，１３ｂとの間に区画されるリーマランド１５ａ，１５ｂを大きくすることができるので、リーマ刃のバックメタルを大きく確保し、ひいては加工精度を向上することができる。またさらに、ドリル溝１２ａ，１２ｂを断面視で略二等辺三角形とすることにより、十分な断面二次モーメントを確保し、刃先の剛性を向上することができる。また、ドリルボディ１１には、ドリル刃用のチップ３１ａ，３１ｂと連設しリーマ刃用のチップ３２ａ，３２ｂの最大外径と略同径の第１丸ランド３６ａ，３６ｂと、リーマ刃用のチップ３２ａ，３２ｂと連設しこのリーマ刃用のチップ３２ａ，３２ｂの最大外径と略同径の第２丸ランド３７ａ，３７ｂとを形成し、さらにドリル溝１２ａ，１２ｂの回転方向前方の端縁すなわちリーマランド１５ａ，１５ｂの回転方向後方の端部にこれら丸ランド３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂと略同径の第３丸ランド３８ａ，３８ｂを形成した。これにより、第１丸ランド３６ａ，３６ｂ、第２丸ランド３７ａ，３７ｂ、及び第３丸ランド３８ａ，３８ｂの３種類の丸ランドにより加工時におけるドリルボディ１１をガイドすることができるので、加工精度をさらに向上することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。

１…ドリルリーマ
１１…ドリルボディ
１２ａ，１２ｂ…ドリル溝
１３ａ，１３ｂ…リーマ溝
３０…前段部
３１ａ，３１ｂ…ドリル刃用のチップ（ドリル刃）
３２ａ，３２ｂ…リーマ刃用のチップ（リーマ刃）
３５ａ，３５ｂ…ドリル用丸ランド
３６ａ，３６ｂ…第１丸ランド
３７ａ，３７ｂ…第２丸ランド
３８ａ，３８ｂ…第３丸ランド
５０…後段部
５１ａ，５１ｂ…ドリル刃用のチップ（ドリル刃）
５２ａ，５２ｂ…リーマ刃用のチップ（リーマ刃）
５６ａ，５６ｂ…第１丸ランド
５７ａ，５７ｂ…第２丸ランド
５８ａ，５８ｂ…第３丸ランド

Claims (1)

1. 円柱状のドリルボディと、
   前記ドリルボディ側部に、回転軸線を対称軸として対称に形成された一対のドリル溝と、
   当該ドリル溝の回転方向後方側の端縁に先行刃として設けられたドリル刃と、
   前記ドリルボディ側部のうち前記ドリル溝に対し略９０度位相の異なる部分に、前記回転軸線を対称軸として対称に形成された一対のリーマ溝と、
   当該リーマ溝の回転方向後方側の端部に後続刃として設けられたリーマ刃と、を備えたドリルリーマであって、
   前記ドリルボディには、前記ドリル刃と連設し前記リーマ刃の最大外径と略同径の第１丸ランドと、前記リーマ刃と連設し当該リーマ刃の最大外径と略同径の第２丸ランドと、が形成され、
   前記ドリル溝は、断面視で略二等辺三角形であり、その回転方向前方側の端縁には、前記第２丸ランドと略同径の第３丸ランドが形成されていることを特徴とするドリルリーマ。

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