JP2022527587A - リーマ - Google Patents

Abstract

本発明は、本体（５）と、本体（５）上に配置されている少なくとも１つのカッタープレート（１）とを備え、カッタープレート（１）はリーマ部（７）を有し、カッタープレート（１）は、リーマ部（７）から距離（Ａ）を隔てて、少なくとも１つの粗面化ブレード（１１）を有する粗面化部（９）を有し、少なくとも１つの粗面化ブレード（１１）は、特定の突出（Ｄ）だけリーマ部（７）よりも突出している、リーマ（３）に関する。【選択図】図３

Description

本発明は、リーマに関する。

リーマは、典型的には、非常に精密に画定された形状と高い表面品質で穴をあけるために使用される。多刃のリーマは特に生産的であることが証明されており、鋳造プロセスで形成された穴でも、ドリル等の他のツールにより作られた穴でも、既存の穴は非常に早く機械加工できる。しかしながら、リーマによって典型的に作られるような、高水準の平滑度が所望されない穴表面もある。特に、小さなアイとも呼ばれる、往復ピストンエンジン用のコネクティングロッドのピン穴の場合、その表面は、従来のリーマで通常実現される粗さよりも高い特定の表面粗さにされるべきである。平滑すぎる表面では適切なグリップを持たない滑り軸受要素は、典型的に後にこのような穴に圧入される。

独国特許出願公開第１０２００５０３５１４０号明細書は、本体に固定して配置されているリーマカッターに加えて、表面を粗面化するグレーバーも設けられているリーマを開示している。しかしながら、このようなツールの寿命は、特に１つのグレーバーしか設けられていない場合、不十分であることが示されている。さらに、固定されているリーマカッターから遠く離れて配置されているグレーバーの突起をリーマカッターに対して正確に調整して、定められた面粗度を実現させるためには、相当な調整労力が必要となる。そのため、既知のリーマは改善可能である。

本発明の目的は、上述のデメリットが発生しないリーマを作ることである。

本目的は、本技術教示、特に独立請求項ならびに従属請求項および明細書中に開示される実施形態の教示を提供することにより達成される。

本目的は、特に本体と、本体上に配置されている少なくとも１つのカッタープレートとを備えるリーマを創作することによって達成される。カッタープレートは、リーマ部と、前記リーマ部から距離を隔てて、少なくとも１つの粗面化ブレードを有する粗面化部とを有する。少なくとも１つの粗面化ブレードは、特定の突出だけリーマ部から突出する。このようにして、特に先行技術と比較すると、粗面化部およびリーマ部は、互いから短い距離に配置可能で、また、調整労力が最小限とし、または完全に省略可能となるように、本体に対して、特にリーマ部に対して粗面化部を固定的に配置することも可能である。多数のリーマ部が、特に多数のカッタープレート上に設けられる場合、とりわけ単純に多数の粗面化部を同時に設けて、個々の粗面化部上の摩耗が有利に低減させることも可能である。ツールはこのようにして提供され、これにより調整労力がほとんどなく、また、さらには調整労力が全くなく、長寿命の特定の面粗度を作ることができる。

リーマ部は、特に幾何学的に定義されたリーマ部である。特に、リーマ部は、リーマの端面上に配置されていることが好ましく、特に本体の端面に配置されていることが好ましい。リーマ部は、それ自体が既知の方法で、特にすくい面と逃げ面、特にすくい面と主逃げ面との間に切れ刃として作られる、幾何学的に定義された主切れ刃を有することが好ましい。また、リーマ部は、特にすくい面と副逃げ面との間の切れ刃として作られる、幾何学的に定義された副切れ刃をそれ自体が既知の方法で有することが好ましい。リーマ部は、特にワークの精密機械加工のため、特に精密機械加工穴のために設定される。副逃げ面は、いくつかの領域において丸く研削されていることが好ましい。この場合、副逃げ面に割り当てられる副切れ刃が第１の副逃げ面領域としての円形の研削面取り部に直ちに追従され、これは次に第２の副逃げ面領域としての機械加工方向と逆に傾斜して下がる領域によって追従される。使用される名称によっては、この第２の副逃げ面領域を実際の副逃げ面と呼ぶことも可能である。

粗面化部は、リーマ部から有限の距離、つまり、０ではないところに特に配置されている。特に、粗面化部は、リーマ部から軸方向距離、つまり軸方向で測定される距離に配置されている。粗面化部はこのように、リーマの送り方向においてリーマ部に後退している。

軸方向は、リーマにより機械加工されるワークに対するリーマの送り方向に特に延びる。軸方向は、リーマの対称軸に対応することが好ましい。軸方向は、リーマが回転してワークを機械加工する際にリーマの回転軸に対応することが好ましい。しかしながら、ワークの機械加工のためには、ワークが回転されて、リーマは動かないように固定され、すなわちワークに対して回転することも可能である。この場合、軸方向は、ワークの回転軸に一致することが好ましい。半径方向は軸方向に直交する。円周方向は軸方向を同心円状に包囲する。

粗面化ブレードは、幾何学的に定義されたブレードとして設計されることが好ましい。特に、粗面化ブレードは、粗面化逃げ面との粗面化すくい面の交線として形成されることが好ましい。粗面化逃げ面もまた円形の研削面取り部を有し、これにより、主および副切れ刃に関連して上記で説明したように、第１の粗面化逃げ面領域と第２の粗面化逃げ面領域に分けることが可能である。上述のように、円形の研削面取り部は、好ましくはワークに対するリーマの回転方向に対応する、第２の粗面化逃げ面領域として機械加工方向とは逆に傾斜して下がる領域によって追従される。

特に、粗面化ブレードはリーマ部よりも半径方向に突出する。そのため、粗面化ブレードは、リーマ部により加工された材料表面に特定の面粗度を導入するために配置および構成され、つまりリーマ部に加えてワーク表面から材料を取り除く。

リーマ部と粗面化部とを有するカッタープレートは、一体で構成されることが好ましく、特に同じ材料製であることが好ましい。このようにして、粗面化部とリーマ部との間の幾何学的な相対位置は特に有利となるように固定的に規定されている。

本発明のさらなる形態によれば、リーマ部からの粗面化部の特定の突出は、最小５μｍから最大１５μｍ、好適には最小６μｍから最大１２μｍ、好適には８μｍであることが提供されている。特に、このようにすると、リーマ部により機械加工された材料表面に特定の面粗度が導入でき、好適な実施形態では、小さなコネクティングロッドアイの表面の面粗度として特に適している。特に、好適には最小５μｍから最大２０μｍ、好適には最小７μｍから最大１２μｍ、好適には最小８μｍから最大１０μｍ、好適には８μｍの平均粗さ深度Ｒｚがここで定められる突出領域に形成できる。

本発明のさらなる形態によれば、リーマ部はカッタープレートの端面上に直接的に配置され、粗面化部はカッタープレートの端面から最小３ｍｍから最大４ｍｍ、好適には３．５ｍｍの距離に配置されていることが提供されている。これらの数値は、リーマ部と、また粗面化部との両方の最適な製造を可能にする一方、他方では最適化された表面処理を可能にする。距離は、特に粗面化部の端面から第１の粗面化ブレードまでである。これは粗面化部とリーマ部との間の距離でもある。

本発明のさらなる形態によれば、粗面化部が、粗面化ブレードが配置、好適には形成されている少なくとも１つの粗面化歯を有することが提供されている。ワーク表面の粗面化は、粗面化歯によって特に効率的な方法で達成できる。粗面化歯は、すでに説明された表面で、すでに上記で説明した粗面化ブレード、すなわち粗面化すくい面、粗面化逃げ面および好適には円形の研削面取り部の形状を有することが好ましい。

本発明のさらなる形態によれば、粗面化部が複数の粗面化ブレードを有し、粗面化エッジは、互いから特定の粗面化距離を隔てて配置またはオフセットされていることが提供されている。特に、粗面化距離は有限、つまり０より大きく、特に、軸方向で測定される粗面化距離である。粗面化ブレードは、特に、対で互いに離間し、または特定の粗面化距離によって相互にオフセットしている。このように、粗面化ブレードは、軸方向から見た場合、粗面化距離において順次前後に追従する。特に、粗面化部は、複数の粗面化歯を有し、粗面化歯は、特定の粗面化距離で相互に配置またはオフセットされている。粗面化部は、粗面化歯毎に１つの粗面化ブレードを有することが好ましい。そのため、ちょうど１つの粗面化ブレードが各粗面化歯上に配置または形成される。逆に言うと、各粗面化ブレードにはちょうど１つの粗面化歯が割り当てられる。

本発明のさらなる形態によれば、少なくとも１つの粗面化歯が、最小０．０８ｍｍから最大０．２ｍｍ、好適には最小０．０９ｍｍから最大０．１５ｍｍ、好適には０．１ｍｍの歯幅を有することが提供されている。歯幅は、粗面化歯の放射状に最も突出した点で軸方向に測定される幅、すなわち、特に軸方向で測定される粗面化ブレードの長さであることが好ましい。特に、ここで決定された歯幅の数値によれば、ワーク表面を粗面化する際に特に良好な結果が実現できる。

本発明のさらなる形態によれば、前記特定の粗面化距離が、最小０．４ｍｍから最大０．８ｍｍ、好適には０．６ｍｍであることが提供されている。粗面化距離のこの領域で特に良好な機械加工の結果が実現できることがわかっている。粗面化距離は、特にワークに対する１回転当たりのリーマの所定の前進量の粗面化部の粗面化歯の数に対する比率として定義されることが好ましい。これにより、先頭の粗面化歯によって作られる表面構造が後続の粗面化歯によって破壊されないことが確かになる。特に、粗面化はその後、好適には１回転当たり０．４から０．８ｍｍ、好適には１回転当たり０．６ｍｍのピッチ（ｍｍ／ｒｅｖ）で、ツールに導入されるらせん状線または粗面化らせんの形態で行われる。

本発明のさらなる形態によれば、粗面化部の粗面化歯、特に粗面化部のすべての粗面化歯は、同様の、特に同一の形状を有することが提供されている。このことは、ワーク表面の機械加工に特に有利であることが証明されている。

本発明のさらなる形態によれば、少なくとも１つのカッタープレートが堅固に、好適には分離不能に本体に締結されていることが提供されている。この文脈において、分離不能な締結とは、力を不適切に使用しなければ、特に非破壊的な方法でなければ、外すことができない本体への締結を意味すると理解される。このようにして、カッタープレートは特に高い精度で本体上に配置できる。カッタープレートは、本体に、好ましくは、はんだ付け、特に、ろう付けされることが好ましい。特に、カッタープレートは、この目的で本体に設けられた溝部に、はんだ付けされることが好ましい。

本発明のさらなる形態によれば、複数のカッタープレートが本体上に配置されていることが提供されている。そのため、リーマは、穴を非常に効率的および迅速にも機械加工できるように、特に多刃のリーマとして設計される。リーマはまた、特に長寿命である。カッタープレートは特に、好適には本体上に不均等な角度で、円周方向に相互にオフセットされている。カッタープレートはすべて、本体上に同じ軸方向高さで配置されていることが好ましく、特にそれらの端面が互いに整列していることが好ましい。特に、複数のカッタープレートの各カッタープレートは、いずれの場合も、リーマ部と、リーマ部から距離を隔てて配置されている関連する粗面化部とを有する。

本発明のさらなる形態によれば、異なる前記カッタープレートが、特に対となって、関連する粗面化部と関連するリーマ部との間の距離、特に関連する粗面化部とカッタープレートの端面との間の距離が異なることが提供されている。特に、すべてのカッタープレートはこの距離に関して異なって設計されていることが好ましい。そうでない場合は、それらは同様の、とりわけ同一のリーマ部と粗面化部の形状を有することが好ましい。特に、粗面化部とリーマ部との間の最小距離を有する第１のカッタープレートがあることが好ましく、第１のカッタープレートを起点として、円周方向、特に機械加工方向とは逆にカッタープレートからカッタープレートへの距離が、好適には直線的に長くなる。特に、これによって、好適には０．４から０．８ｍｍ／ｒｅｖ、好適には０．６ｍｍ／ｒｅｖのピッチの、特にらせん状粗面化の形態である表面の定められた粗面化が確実に得られる。

好適な実施形態では、リーマは６つのカッタープレートを有する。

本発明のさらなる形態によれば、インターフェースが本体に配置または形成され、リーマ、特に本体を機械スピンドルに締結するために構成されることが提供されている。インターフェースは、特にリーマを機械スピンドルに締め付けるように構成可能であり、特に、円錐インターフェースとして、好適には精密インターフェースとしてまたはクランプシリンダーとして構成できる。

本発明のさらなる形態によれば、少なくとも１つのカッタープレートが、サーメットまたは硬質金属を含み、好適にはサーメットまたは硬質金属で構成されることが提供されている。リーマのすべてのカッタープレートは、サーメットおよび硬質金属を含むまたはサーメットもしくは硬質金属で構成されることが好ましい。

カッタープレートが、特にリーマ部の領域および／または粗面化部の領域においてコーティングされることが可能である。

本発明は、図面を参照して、以下により詳細に説明されている。
リーマ用カッタープレートの実施形態を上面図で表わしたものである。 図１によるカッタープレートを断面で表わしたものである。 図１によるカッタープレートを有するリーマの実施形態を表わしたものである。 図３によるリーマ用の複数のカッタープレートを示したものである。

図１は、ａ）において、図３に示されるリーマ３の実施形態のためのカッタープレート１の実施形態を上面図で表したものを示す。図３を参照すると、リーマ３は、カッタープレート１が配置されている本体５を有する。図１を参照すると、カッタープレート１は、リーマ部７と、リーマ部７から距離Ａにおいて、少なくとも１つの粗面化ブレード１１を有する粗面化部９を有する。ｂ）においては、寸法通りではない誇張した表示において、粗面化部９、特に粗面化ブレード１１が、特定の突出Ｄだけリーマ部７から突出することがわかる。

リーマ部７は、特に幾何学的に定義されたリーマ部であり、特に、逃げ面１９を有するすくい面１７の切れ刃として、それ自体が従来の方法で形成される幾何学的に定義された主切れ刃１５を一端面１３に有する。リーマ部７はまた、幾何学的に定義されたブレードと類似した方法で構成され、端面１３を起点として主切れ刃１５に隣接する副切れ刃２１を有する。

粗面化部９は、図１の水平方向において測定してリーマ部７から軸方向距離Ａに配置され、特にリーマ３の送り方向から見た場合には、リーマ部７に対して後退している。

粗面化ブレード１１も幾何学的に定義されたブレードとして設計され、特にここでは具体的に指定されない粗面化逃げ面を有して、すくい面１７の切れ刃と同様に形成される。

特に、粗面化ブレード１１は、副切れ刃２１からの特定の突出Ｄによって、半径方向、つまり図１中では上下方向に突出する。

ここでの粗面化部９およびリーマ部７は、カッタープレート１上で一体的に形成される。

特定の突出Ｄは、好適には最小５μｍから最大１５μｍ、好適には最小６μｍから最大１２μｍ、好適には８μｍである。

リーマ部７は、特に端面１３上に直接的に配置、つまり端面１３に直接的に隣接し、ａ）に示されるように、粗面化部９は、端面１３から距離Ａに配置され、軸方向、すなわち図１の水平方向で測定される距離Ａは、好適には最小３ｍｍから最大４ｍｍ、好適には３．５ｍｍである。特に、距離Ａは、端面１３からリーマ部９の第１の完全に形成された粗面化ブレード１１の先頭まである。

粗面化部９は、少なくとも１つの粗面化歯２３、この場合は複数の粗面化歯２３を有し、より明確にするために、そのうちの１つのみに符号２３が付けられている。粗面化ブレード１１は粗面化歯２３上に形成されている。特に、粗面化ブレード１１は、各粗面化歯２３上に形成されている。特に、粗面化部９は、このようにして複数の粗面化ブレード１１を有し、粗面化ブレード１１、そして粗面化歯２３もまた、相互に特定の粗面化距離Ｃで配置され、特に、粗面化距離Ｃによって軸方向において対となって互いからオフセットされている。粗面化距離Ｃも軸方向、すなわち図１中の水平方向に、いずれの場合も第１の粗面化歯２３の一点から第２の直接的に追従する粗面化歯２３の近似点まである。

粗面化距離Ｃは、好適には最小０．４ｍｍから最大０．８ｍｍ、好適には０．６ｍｍである。

各粗面化歯２３は、好適には同一の、歯幅Ｂを有し、これは、好適には最小０．０８ｍｍから最大０．２ｍｍ、好適には最小０．０９から最大０．１５ｍｍ、好適には０．１ｍｍである。

図２は、図１によるカッタープレート１の断面図を示し、断面は副切れ刃２１の軸方向高さに配置されている。副切れ刃２１は、副逃げ面２５を有してすくい面１７の切れ刃として形成されていることが、ここで明確となる。副逃げ面２５は、２つの副逃げ面領域、すなわち第１の副逃げ面領域２９として副切れ刃２１に直接的に隣接する円形の研削面取り部２７と、円形の研削面取り部２７に隣接する第２の副逃げ面領域３３として機械加工方向とは逆に傾斜して下がる領域３１とを有する。機械加工方向は、図２において矢印Ｐで示される。円形の研削面取り部２７は、本質的に周知である方法で使用されて、リーマ３を支持して機械加工穴に導く。副切れ刃２１に関連してここで説明されている形状もまた、少なくとも１つの粗面化ブレード１１、好適には複数の粗面化ブレード１１の各粗面化ブレード１１上に類似した方法で設けられていることが好ましい。これらのブレードも２つの逃げ面領域に分けられている逃げ面をそれぞれ有し、それらの一方は、円形の研削面取り部として設計され、もう一方は、傾斜領域として設計されている。

粗面化部９の粗面化歯２３はすべて同様の、特に同一の形状を有することが好ましい。

図３は、上記ですでに説明されているように、本体５に締結されたカッタープレート１とともリーマ３を表したものを示す。特に、カッタープレート１は、堅固に、特に分離不能に、本体５に取り付けられており、好適には本体５に、はんだ付けされている。このために、その中にカッタープレート１がはんだ付けされている溝部３５が本体５に導入されることが好ましい。カッタープレート１は、特に本体５に、ろう付け、または本体５内に、ろう付けされていることが好ましい。

リーマ３は、複数のカッタープレート１、この場合では６つのカッタープレート１を有し、リーマ１の円周方向から見た場合、本体５上で同じ軸方向高さで互いからオフセットして配置されている。特に、カッタープレート１の端面１３は、互いに整列している。カッタープレート１は、本体５の円周に沿って不均等な角度で配置されていることが好ましい。カッタープレート１は、特定の距離Ａで、特に対で異なっていることが好ましく、距離Ａよって粗面化部９が関連するカッタープレート１の関連する端面１３から間隔を保っている。さらに、カッタープレート１は同様、特に同一に構成されていることが好ましい。特に、カッタープレート１は、粗面化部９およびリーマ部７とも同じ形状を有することも好ましい。

リーマ３の軸方向は中央縦軸Ｌに沿って延びる。同時にこれはカッタープレート１の軸方向に対応する。半径方向は軸方向と直交するため、つまり中央縦軸Ｌと直交し、円周方向は中央縦軸Ｌを同心円状に包囲する。

各カッタープレート１は、カッタープレート１が配置されている本体５に溝部３５が割り当てられていることが好ましい。溝部３５はまた、カッタープレート１用のすくい空間を形成することが好ましい。

図３では、冷却剤／潤滑剤開口部３７も示され、冷却剤／潤滑剤開口部３７が、溝部３５へと開口し、冷却剤／潤滑剤は冷却剤／潤滑剤開口部３７を介して溝部３５に導入されることができる。

機械スピンドルに締結するためのインターフェース３９もまた本体５上に配置または形成されている。インターフェース３９は、ここでは円錐形インターフェース、特に精密インターフェースとして設計されている。

図４は、図３によるリーマ３の６つのカッタープレート１を表したものを示す。様々な計測プレートがＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５およびＳ６の順で示され、ここでは、これらは好適にはリーマ３の回転方向である、図３の矢印Ｐによって示される機械加工方向と反対に本体５上に配置されている。この順番では、これらはリーマ３の機械加工方向または回転方向とは逆に互いに追従する。最初のカッタープレートＳ１を起点として、機械加工方向Ｐとは逆にカッタープレートからカッタープレートへと距離Ａが好適には直線的に長くなる。

カッタープレート１は、サーメットまたは硬質金属製であることが好ましい。カッタープレート１は、少なくとも主切れ刃１５、副切れ刃２１および少なくとも１つの粗面化ブレード１１から選択された１つのブレードの領域においてコーティングされることが可能である。

Claims (13)

1. 本体（５）と、
   前記本体（５）上に配置されている少なくとも１つのカッタープレート（１）と、を備え、
   前記カッタープレート（１）はリーマ部（７）を有し、
   前記カッタープレート（１）は、前記リーマ部（７）から距離（Ａ）を隔てて、少なくとも１つの粗面化ブレード（１１）を有する粗面化部（９）を有し、前記少なくとも１つの粗面化ブレード（１１）は、特定の突出（Ｄ）だけ前記リーマ部（７）よりも突出している、リーマ（３）。
2. 前記特定の突出（Ｄ）は、最小５μｍから最大１５μｍ、好適には最小６μｍから最大１２μｍ、好適には８μｍである、請求項１に記載のリーマ（３）。
3. 前記リーマ部（７）は、前記カッタープレート（１）の端面（１３）上に直接的に配置され、
   前記粗面化部（９）は、前記端面（１３）から最小３ｍｍから最大４ｍｍ、好適には３．５ｍｍの距離（Ａ）に配置されている、請求項１または２に記載のリーマ（３）。
4. 前記粗面化部（９）は、前記粗面化ブレード（１１）が配置されている少なくとも１つの粗面化歯（２３）を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のリーマ（３）。
5. 前記粗面化部（９）は、複数の粗面化ブレード（１１）、特に複数の粗面化歯（２３）を有し、
   前記粗面化ブレード（１１）、特に前記粗面化歯（２３）は、互いから特定の粗面化距離（Ｃ）を隔てて配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のリーマ（３）。
6. 前記少なくとも１つの粗面化歯（２３）は、最小０．０８ｍｍから最大０．２ｍｍ、好適には最小０．０９ｍｍから最大０．１５ｍｍ、好適には０．１ｍｍの歯幅（Ｂ）を有する、請求項４に記載のリーマ（３）。
7. 前記特定の粗面化距離（Ｃ）は、最小０．４ｍｍから最大０．８ｍｍ、好適には０．６ｍｍである、請求項５に記載のリーマ（３）。
8. 前記粗面化部（９）の前記粗面化歯（２３）は同じ形状を有する、請求項４から７のいずれか一項に記載のリーマ（３）。
9. 前記少なくとも１つのカッタープレート（１）は、前記本体（５）に堅固に取り付けられ、特に前記本体（５）にはんだ付けされている、請求項１から８のいずれか一項に記載のリーマ（３）。
10. 複数のカッタープレート（１）が前記本体（５）上に配置されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のリーマ（３）。
11. 異なる前記カッタープレート（１）は、前記粗面化部（９）が前記リーマ部（７）からオフセットされている前記距離（Ａ）が異なる、請求項１から１０のいずれか一項に記載のリーマ（３）。
12. 機械スピンドルに締結するためのインターフェース（３９）が前記本体（５）上に配置されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載のリーマ（３）。
13. 前記カッタープレート（１）は、サーメットまたは硬質金属を含み、好適にはサーメットまたは硬質金属で構成される、請求項１から１２のいずれか一項に記載のリーマ（３）。

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