JP2014087856A

JP2014087856A - 穴加工工具

Info

Publication number: JP2014087856A
Application number: JP2012237725A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Yonezaki; 秀典米崎
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-05-15

Abstract

【課題】加工穴の内周面の面粗度を所望の粗度にすることができる穴加工工具の提供。
【解決手段】穴加工工具１は、工具先端側から基端側へと延在する切れ刃３６を有し、切れ刃３６および工具回転方向における後側で当該切れ刃３６に沿って延在するマージン部３７には、両者の延在方向に沿って凹凸が付与されている。これにより、加工穴の形成に際し、穴加工工具１を軸線周りに回転駆動すると共に軸線に沿って移動させ、加工対象物に形成された下穴に挿入していけば、内周面に切れ刃３６およびマージン部３７の凹凸に応じた凹凸が形成された加工穴を得ることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転駆動されると共に軸方向に移動させられ、加工対象物に形成された下穴を加工して加工穴を形成する穴加工工具に関する。

従来、この種の穴加工工具として、工具本体の先端に設けられた加工部に形成された切屑排出溝と、切屑排出溝の回転方向を向く壁面の先端外周側に形成された切刃と、加工部の外周面に形成されて軸線方向に延びる複数のベアリング部とを有するリーマが知られている（例えば、特許文献１参照）。この穴加工工具において、複数のベアリング部は、切刃と略等しい外径で軸線を中心とした断面円弧状をなすと共に、周方向に間隔をおいて配置される。また、各ベアリング部の表面粗さは、Ｒｚ値にて１．１〜１．４μｍの範囲内に設定され、複数のベアリング部の周方向の幅の和は、切刃の外径Ｄに対して０．１５×Ｄ〜０．４５×Ｄｍｍの範囲内に設定される。そして、この穴加工工具は、加工穴の形成に際し、軸線周りに回転駆動されると共に軸線に沿って移動され（送られ）、加工対象物に形成された下穴に挿入されていく。これにより、切刃が下穴の内周面を切削すると共に複数のベアリング部が当該内周面の凹凸を押し潰すことで加工穴が形成され、加工穴の内周面は、いわゆるバニシングにより仕上げられることになる。

特開２００９−２９７８０３号公報

上記特許文献１は、複数のベアリング部の表面粗さを上記範囲内に設定することで加工穴が平滑になり過ぎるのを回避すると共に、複数のベアリング部の周方向の幅の和を上記範囲内に設定することで加工穴の面粗さが必要以上に大きくなるのを抑制することができる旨を開示している。しかしながら、特許文献１に記載されたようにベアリング部の表面を粗くしても、加工中に目詰まりが生じてしまい、加工穴の内周面の面粗度を所望の粗度にすることは極めて困難である。

そこで、本発明は、加工穴の内周面の面粗度を所望の粗度にすることができる穴加工工具の提供を主目的とする。

本発明による穴加工工具は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明による穴加工工具は、
回転駆動されると共に軸方向に移動させられ、加工対象物に形成された下穴を加工して加工穴を形成する穴加工工具であって、
工具先端側から基端側へと延在する切れ刃を備え、前記切れ刃には、該切れ刃の延在方向に沿って凹凸が付与されていることを特徴とする。

この穴加工工具は、工具先端側から基端側へと延在する切れ刃を備え、切れ刃には、その延在方向に沿って凹凸が付与されている。これにより、加工穴の形成に際し、この穴加工工具を軸線周りに回転駆動すると共に軸線に沿って移動させ（送り）、加工対象物に形成された下穴に挿入していけば、内周面（仕上げ面）に切れ刃の凹凸に応じた凹凸が形成された加工穴を得ることが可能となる。また、切れ刃に凹凸を付与することで、切れ刃の工具回転方向における後側の部分にも凹凸が付与されることから、加工中に目詰まりを生じさせることなく加工穴の内周面に凹凸をより良好に形成することができる。更に、この穴加工工具では、１回転あたりの軸方向における移動量すなわち送りピッチを変更することにより、加工穴の内周面に形成される凹凸形状を変化させることが可能となり、１つの穴加工工具により異なる面粗度を得ることができる。従って、この穴加工工具によれば、加工穴の内周面の面粗度を所望の粗度にすることが可能となる。そして、切れ刃の延在方向に沿って当該切れ刃に凹凸を付与すれば、工具先端の研磨により穴加工工具を長期にわたって使用可能となる。

また、前記切れ刃は、一定のピッチで交互に配設される複数の凹部および複数の凸部を有してもよい。これにより、穴加工工具の送りピッチと、加工穴の内周面に形成される凹凸形状すなわち加工穴の内周面の面粗度とを関連付けすることができるので、加工穴の内周面の面粗度をより一層容易に所望の粗度とすることが可能となる。

更に、前記穴加工工具は、前記切れ刃よりも工具回転方向における前側で前記工具先端側から前記基端側へと延在して前記下穴を拡径可能な主切削用切れ刃を備えてもよい。これにより、主切削用切れ刃により下穴を拡径した上で、上記切れ刃により加工穴の内周面に凹凸を形成することができるので、いわゆる粗加工と仕上げ加工とを１工程で完了させることが可能となる。

また、前記穴加工工具は、前記切れ刃と前記主切削用切れ刃との間で前記工具先端側から前記基端側へと延在するガイド部を備えてもよい。これにより、加工穴の形成に際して、穴加工工具が振れないようにして加工穴の偏心を抑制することが可能となる。

本発明による穴加工工具１を示す平面図である。穴加工工具１の正面図である。穴加工工具１の要部拡大図である。穴加工工具１により得られる加工穴の内周面の一例を示す模式図である。穴加工工具１により得られる加工穴の内周面の他の例を示す模式図である。

次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明による穴加工工具１を示す平面図であり、図２は、穴加工工具１の正面図である。これらの図面に示す穴加工工具１は、粗加工用のリーマと仕上げ加工用のリーマとを一体化したものであって、例えば金属材料からなる加工対象物に対する加工穴の形成に好適なものである。穴加工工具１は、図１に示すように、穴加工工具１を回転駆動すると共に進退移動させる駆動装置に固定されるシャンク２と、例えば超硬合金といった超硬材料により形成されると共にシャンク２と同軸に延在する加工部３とを含む。シャンク２と加工部３とは、互いに別体に形成されてもよく、超硬材料により一体に形成されてもよい。

加工部３は、穴加工工具１の回転に伴って加工対象物に切削加工および仕上げ加工を施す部分であり、２つの主切削部３０、２つのガイド部３４、２つの仕上げ加工部３５、および２つの切屑排出溝３９を有する。図２に示すように、２つの主切削部３０、２つのガイド部３４、２つの仕上げ加工部３５、および２つの切屑排出溝３９は、それぞれ穴加工工具１の軸線に関して対称（１８０°間隔）に配置されると共に、穴加工工具１の回転方向（工具回転方向、図２における一点鎖線参照））における前側から、主切削部３０、ガイド部３４、仕上げ加工部３５、切屑排出溝３９という順番で配置される。これにより、仕上げ加工部３５は、主切削部３０よりも穴加工工具１の回転方向における後側（上流側）に配置され、ガイド部３４および切屑排出溝３９は、穴加工工具１の回転方向において、主切削部３０と仕上げ加工部３５との間に配置される。

各主切削部３０は、それぞれ穴加工工具１の軸線と平行に工具先端側（図１における左端）から基端側（シャンク２側）へと延在する主切削用切れ刃３１、マージン部３２および逃げ面３３を有し、加工対象物に予め形成された下穴を拡径する役割を担う。マージン部３２は、主切削用切れ刃３１の半径Ｒ１よりも僅かに小さい曲率半径を有すると共に穴加工工具１の軸線を中心軸とする細幅の円柱面状に形成され、穴加工工具１の回転方向における後側で主切削用切れ刃３１に沿って延在する。また、逃げ面３３は、穴加工工具１の回転方向における後側でマージン部３２に沿って延在すると共にマージン部３２によりも更に径方向内側に凹むように形成される。

２つのガイド部３４は、それぞれ主切削用切れ刃３１の半径Ｒ１と同一の曲率半径Ｒ２を有すると共に穴加工工具１の軸線を中心軸とする細幅の円柱面状に形成され、穴加工工具１の軸線と平行に延在する。これにより、各ガイド部３４は、穴加工工具１による加工穴の形成に際して、加工部３を主切削用切れ刃３１により拡径された下穴に対して調心する役割を担う。

各仕上げ加工部３５は、それぞれ穴加工工具１の軸線と平行に工具先端側（図１における左端）から基端側（シャンク２側）へと延在する切れ刃３６、マージン部３７および逃げ面３８を有する。切れ刃３６は、主切削用切れ刃３１の半径Ｒ１よりも僅かに大きい曲率半径Ｒ３を有するように形成される。また、マージン部３７は、切れ刃３６の半径Ｒ３よりも僅かに小さい曲率半径を有すると共に穴加工工具１の軸線を中心軸とする細幅の円柱面状に形成され、穴加工工具１の回転方向における後側で切れ刃３６に沿って延在する。更に、逃げ面３８は、穴加工工具１の回転方向における後側でマージン部３７に沿って延在すると共にマージン部３７によりも更に径方向内側に凹むように形成される。

そして、穴加工工具１では、図１に示すように、切れ刃３６およびマージン部３７に穴加工工具１の軸線すなわち両者の延在方向に沿って微小な凹凸が付与されている。本実施形態において、切れ刃３６およびマージン部３７は、図３に示すように、一定のピッチＰで交互に配設される複数の凹部Ｄおよび複数の凸部Ｃをそれぞれ有する。なお、切れ刃３６およびマージン部３７の凹部Ｄおよび凸部Ｃの形状は、図３に例示したものに限られるものではない。すなわち、切れ刃３６およびマージン部３７に付与される凹凸は、例えば正弦波のような波状の凹凸であってもよく、矩形波状の凹凸であってもよい。また、切れ刃３６およびマージン部３７に付与される凹凸のピッチは、必ずしも一定とされる必要はない。更に、本実施形態において、切れ刃３６の曲率半径Ｒ３は、穴加工工具１の軸線から凹部Ｄまでの距離と当該軸線から凸部Ｃまでの距離との平均値が用いられる。

上述のように構成される穴加工工具１を用いて加工対象物に加工穴を形成するに際しては、シャンク２を駆動装置に固定した上で、穴加工工具１を軸線周りに回転駆動すると共に軸線に沿って加工対象物に対して移動させ（送り）、加工対象物に予め形成された下穴に挿入していく。こうして穴加工工具１を下穴に挿入していくと、主切削用切れ刃３１により下穴の内周面が切削されて当該下穴が拡径されていくと共に、切れ刃３６およびマージン部３７により下穴の内周面が更に切削されて拡径される。これにより、主切削用切れ刃３１により切削された面に対して、切れ刃３６およびマージン部３７の凹凸が切削により転写され、加工穴の内周面（仕上げ面）に切れ刃３６およびマージン部３７の凹凸に応じた微小な凹凸を形成することが可能となる。

ここで、図４に示すように、穴加工工具１の１回転あたりの軸方向における移動量すなわち送りピッチＰｔを切れ刃３６およびマージン部３７に付与された凹凸のピッチＰと一致させた場合、加工対象物Ｗの加工穴ＷＨの内周面には、切れ刃３６およびマージン部３７の凹凸と概ね同一のピッチを有する凹凸を形成される。これに対して、図５に示すように、穴加工工具１の送りピッチＰｔを切れ刃３６およびマージン部３７に付与された凹凸のピッチＰよりも小さくした場合（例えば、Ｐｔ＝１／２・Ｐとした場合）には、加工穴ＷＨの内周面に切れ刃３６およびマージン部３７の凹凸のピッチよりも小さいピッチを有する凹凸を形成されることになる。従って、穴加工工具１では、送りピッチＰｔを変更することにより、加工穴ＷＨの内周面に形成される凹凸形状を変化させることが可能となり、１つの穴加工工具１により異なる面粗度を得ることができる。

以上説明したように、穴加工工具１は、工具先端側から基端側へと延在する切れ刃３６を有し、切れ刃３６および工具回転方向における後側で当該切れ刃３６に沿って延在するマージン部３７には、両者の延在方向に沿って凹凸が付与されている。これにより、加工穴の形成に際し、穴加工工具１を軸線周りに回転駆動すると共に軸線に沿って移動させ（送り）、加工対象物に形成された下穴に挿入していけば、内周面（仕上げ面）に切れ刃３６およびマージン部３７の凹凸に応じた凹凸が形成された加工穴を得ることが可能となる。また、切れ刃３６およびマージン部３７に凹凸を付与することで、加工中に目詰まりを生じさせることなく加工穴の内周面に凹凸をより良好に形成することができる。更に、穴加工工具１では、送りピッチＰｔを変更することにより、加工穴の内周面に形成される凹凸形状を変化させることが可能となり、１つの穴加工工具１により異なる面粗度を得ることができる。

このように、穴加工工具１によれば、加工穴の内周面の面粗度を所望の粗度にすることが可能となる。従って、穴加工工具１は、他の部材が圧入される圧入穴の形成に極めて好適であり、穴加工工具１を用いれば、要求される抜け荷重に応じた面粗度を有する内周面をもった圧入穴を極めて容易に形成することができる。そして、切れ刃３６の延在方向に沿って当該切れ刃３６およびマージン部３７に凹凸を付与すれば、工具先端の研磨により穴加工工具１を長期にわたって使用することが可能となる。

また、上記実施形態において、切れ刃３６およびマージン部３７は、一定のピッチで交互に配設される複数の凹部Ｄおよび複数の凸部Ｃを有する。これにより、穴加工工具１の送りピッチＰｔと、加工穴の内周面に形成される凹凸形状すなわち加工穴の内周面の面粗度とを関連付けすることができるので、加工穴の内周面の面粗度をより一層容易に所望の粗度とすることが可能となる。

更に、穴加工工具１は、切れ刃３６よりも当該穴加工工具１の回転方向における前側で工具先端側から基端側（シャンク２側）へと延在して加工対象物に形成された下穴を拡径可能な主切削用切れ刃３１を有する。これにより、主切削用切れ刃３１により下穴を拡径した上で、仕上げ加工部３５の切れ刃３６により加工穴の内周面に凹凸を形成することができるので、いわゆる粗加工と仕上げ加工とを１工程で完了させることが可能となる。ただし、主切削用切れ刃３１等を含む主切削部３０は省略されもよく、穴加工工具１は、仕上げ加工部３５のみを有する仕上げ加工用のリーマとして構成されてもよいことはいうまでもない。

また、穴加工工具１によれば、主切削用切れ刃３１により下穴自体を形成すると共に、主切削用切れ刃３１により形成された下穴の内周面（仕上げ面）に切れ刃３６およびマージン部３７の凹凸に応じた凹凸を付与こともできる。従って、加工対象物に対する下穴の形成は省略されてもよい。

更に、穴加工工具１は、切れ刃３６と主切削用切れ刃３６との間で工具先端側から基端側へと延在するガイド部３４を有する。これにより、加工穴の形成に際して、穴加工工具１が振れないようにして加工穴の偏心を抑制することが可能となる。

なお、上記実施形態における主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施形態はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、穴加工工具の製造産業において利用可能である。

１穴加工工具、２シャンク、３加工部、３０主切削部、３１主切削用切れ刃、３２マージン部、３３逃げ面、３４ガイド部、３５仕上げ加工部、３６切れ刃、３７マージン部、３８逃げ面、３９切屑排出溝、Ｗ加工対象物。

Claims

回転駆動されると共に軸方向に移動させられ、加工対象物に形成された下穴を加工して加工穴を形成する穴加工工具であって、
工具先端側から基端側へと延在する切れ刃を備え、
前記切れ刃には、該切れ刃の延在方向に沿って凹凸が付与されていることを特徴とする穴加工工具。
請求項１に記載の穴加工工具において、
前記切れ刃は、一定のピッチで交互に配設される複数の凹部および複数の凸部を有することを特徴とする穴加工工具。
請求項１または２に記載の穴加工工具において、
前記切れ刃よりも工具回転方向における前側で前記工具先端側から前記基端側へと延在して前記下穴を拡径可能な主切削用切れ刃を更に備えることを特徴とする穴加工工具。
請求項３に記載の穴加工工具において、
前記切れ刃と前記主切削用切れ刃との間で前記工具先端側から前記基端側へと延在するガイド部を更に備えることを特徴とする穴加工工具。