JP2646110B2 - ニック付リーマ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ニック付リーマの改良に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来より、ねじれ切れ刃にニックを設けることによ
り、切削時に切屑を切断してその排出性を良くし、高能
率加工を可能にしたニック付リーマは知られている。し
かし、従来のニック付リーマは、一般に、複数条のねじ
れ溝を刃部の外周に沿って等間隔あるいは不等間隔に配
置すると共に、各ランドにそれぞれ一本のニック付のね
じれ切れ刃を設けたものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、近年、マシニングセンター、NC工作機械の
普及やユーザーニーズの多様化に伴い、高速切削が要望
されており、さらに、特に公害防止や防災の面から、電
機部品の加工等において切削油を用いないドライ切削の
要望も高まって来ている。

しかし、上記従来のリーマでは、高速切削やドライ切
削に使用すると、切削抵抗が大きく、また、刃部に切削
熱が蓄積したり切屑の排出性があまり良くないため、満
足できる加工ができないだけではなく、被切削材の切削
面を一様にバニッシングできないという問題点があるた
め、上記要望に応えることはできなかった。

そこで、この発明の目的とするところは、高速切削や
ドライ切削に使用しても、優れた切削性能を発揮して満
足できるリーマ加工をすることができると共に、耐久性
に優れ非常に長寿命であるニック付リーマを提供するこ
とである。

また、この発明の他の目的は、高速切削やドライ切削
に使用しても、非常に良好な被切削材の仕上げ面を得る
ことのできるニック付リーマを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明のニック付リーマ
では、以下の技術的手段を講じている。

すなわち、ねじれ溝（４）とランド（５）を有する刃
部（２）において、上記ランド（５）を上記ねじれ溝
（４）とほぼ同じねじれ角を有する他の幅狭のねじれ溝
（７）によって複数の細いランド部分（5a）（5b）（5
c）に分割すると共に、当該ランド部分（5a）（5b）（5
c）の被切削材を切削する側の端縁に各々ねじれ切れ刃
（６）（８）を形成し、当該ねじれ切れ刃（６）（８）
を含むランド部分（5a）（5b）（5c）に、上記刃部
（２）の中心軸と直角な平面に対して傾斜したニック
（９）を一定ピッチで形成して多数の短ランド部分を構
成し、周方向に隣接する前記短ランド部分は刃部（２）
の中心軸方向に隙間が生じない態様で刃部（２）の中心
軸方向にずらして配置してあるものとしている。

なお、上記ニック（９）の傾斜方向が、ねじれ溝
（４）が右ねじれ（右回転で使用）である場合には、上
記刃部（２）の中心軸に対して直角な平面を水平にした
とき左下がり右上がりであり、上記ねじれ溝（４）が左
ねじれ（右回転で使用）である場合には、刃部（２）の
中心軸に対して直角な平面を水平にしたとき左上がり右
下がりであることが好ましい。

また、刃部（２）の周方向に隣接するランド部分（5
a）（5b）（5c）に形成した上記ニック（９）は、ねじ
れ溝（４）が右ねじれである場合には工具回転方向後方
側のものほど刃部（２）の先端側にずれており、ねじれ
溝（４）が左ねじれである場合には工具回転方向前方側
のものほど刃部（２）の先端側にずれていることが好ま
しい。

さらに、上記ニック（９）のずれ量Ｚが、Ｚ＝（Ｘ＋
Ｙ）/N X:各切れ刃（６）（８）のニック（９）間の刃幅 Y:ニック（９）の幅 N:切れ刃（６）（８）の条数 の関係式を満たすように設定すると、最良である。こう
すると、ニック（９）に沿って刃部（２）の周方向に一
周すると、ちょうどニック（９）の１ピッチ分の距離だ
け先端にずれることになる。

〔作用〕

細いランド部分（5a）（5b）（5c）にはそれぞれニッ
ク（９）が形成されていることから、ランド（５）には
ヤスリ目のような凹凸部（凹部はニック（９）及びねじ
れ溝（７）であり、凸部はランド部分の外周部）が形成
された状態となっている。

このうち、凹部（編み目状の溝）の存在により、切屑
の排出能力は非常に優れたものとなると共に切削時に生
じる熱が放散されやすいものとなる。

したがって、ねじれ切れ刃により孔構成壁面を切削し
た瞬間には、ねじれ切れ刃と孔構成壁面との摩擦抵抗熱
により孔構成壁は熱膨張（孔が拡径）するが、ねじれ切
れ刃には上記した凹部が存在するから前記孔構成壁の熱
膨張は抑制される。

また、ねじれ切れ刃による切削直後から孔構成壁の収
縮（孔が縮径）が始まるが、このときからねじれ切れ刃
のマージン部（刃の外周部）による孔構成壁面へのバニ
ッシングが開始される。このリーマではねじれ切れ刃の
マージン部（刃の外周部）にヤスリ目のような凹凸部が
存在しているから接触抵抗は小さく、その結果、バニッ
シング時において孔構成壁を大きく熱膨張させるような
ことがなくなるから所謂ガジリやムシレが発生しない。
しかも、周方向に隣接する前記短ランド部分は刃部
（２）の中心軸方向に隙間が生じない態様で刃部（２）
の中心軸方向にずらして配置してあるから、工具の回転
により孔構成壁は、上記したヤスリ目のような凹凸部に
よりすじ状の傷を付けることなくバニッシング仕上げさ
れる。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例を説明す
る。

第１図ないし第６図は、この発明に係るニック付リー
マの第１実施例を示したものである。このリック付リー
マ（１）は、超硬合金製で、刃部（２）とそれに続いて
形成されたストレート形のシャンク部（３）とから構成
されており、刃部（２）には右ねじれとした二条のねじ
れ溝（４）とランド（５）が形成されている。各ランド
（５）の被切削材を切削する側の端縁に、刃付けがされ
ており、主として被切削材の切削を行うねじ切れ刃
（６）が設けられている。

上記ランド（５）には、第２図に最も明瞭に示してい
るように、当該ランド（５）を形成する上記ねじれ溝
（４）と同じねじれ方向及びねじれ角とした二本の幅狭
のねじれ溝（７）が各々形成され、各ランド（５）はこ
の二本の溝（７）によって三つのランド部分（5a）（5
b）（5c）に分割されている。これらの三つのランド部
分（5a）（5b）（5c）のうち、外側すなわち被切削材を
切削する側のランド部分（5a）の切削側の端縁に、上述
したねじれ切れ刃（６）が形成されている。内側すなわ
ち上記ランド部分（5a）以外の二つのランド部分（5b）
（5c）には、切削側の端縁に、それぞれ、上記ねじれ切
れ刃（６）と同一のねじれ角としたねじれ切れ刃（８）
が形成されている。この実施例では、ねじれ切れ刃
（８）の構成は上記ねじれ切れ刃（６）と全く同じであ
る。

また、上記ランド部分（5a）（5b）（5c）には、それ
ぞれ複数のニック（９）が一定ピッチをもって形成さ
れ、上記ねじれ切れ刃（６）（８）はニック（９）によ
って分断されている。この実施例では、ニック（９）は
ほぼ直線状にランド部分（5a）（5b）（5c）の全幅にわ
たって延びており、その断面形状はほぼ半円形である。
また、この実施例では、ねじれ溝（４）が右ねじれであ
るので、各ニック（９）は、第４図に示すように、ニッ
ク（９）によって分断されたねじれ切れ刃（６）（８）
の刃部（２）の先端側端部において、刃部（２）の中心
軸に対して直角な平面（同図にはこの平面にかえて刃部
（２）の中心軸に対して直角な軸線（10）を示してい
る）を水平にしたとき左下がり右上がりとなるように傾
斜して設けられている。このため、刃部（２）の回転の
際には、切屑の一部がニック（９）を通して切屑排出用
溝（７）やねじれ溝（４）内に移動できるという利点が
あり、これも切屑の排出性の向上に貢献するものであ
る。

なお、ニック（９）の傾斜角、すなわち、上記軸線
（10）とニック（９）とのなす角（α）は、目的に応じ
て適宜設定することができるが、５〜20゜とすることが
好ましい。

また、上記の二つのランド（５）の各ランド部分（5
a）（5b）（5c）に設けたニック（９）は、刃部（２）
の先端部から一定の距離にある円周（12）上に並んでい
るのではなく、刃部（２）の周方向に互いに隣接する二
つのランド部分（5a）（5b）（5c）相互間において少し
ずつ刃部（２）の中心軸方向にずれて配置されている。
すなわち、第５図及び第６図に示すように、一方のラン
ド（５）の一番外側のランド部分（5a）において、ねじ
切れ刃（６）の刃部（２）の先端側端部を通る刃部
（２）と同心の円周（12）を基準に考えると、中央のラ
ンド部分（5b）に設けたニック（９）は、外側のランド
部分（5a）に設けた（９）よりも刃部（２）先端側に少
しずれており、同様にして、最も内側のランド部分（5
c）に設けたニック（９）は、中央のランド部分（5b）
に設けたニック（９）よりも同じ距離だけさらち刃部
（２）先端側にずれているである。換言すれば、ねじれ
切れ刃（６）（８）を含むランド部分（5a）（5b）（5
c）に、上記刃部（２）の中心軸と直角な平面に対して
傾斜したニック（９）を一定ピッチで形成して多数の短
ランド部分（各ランド部分（5a）（5b）（5c）の形成軌
跡の方向に隣り合うニック（９）（９）相互間に形成さ
れる短いランド部分）を構成し、周方向に隣接する前記
短ランド部分相互は刃部（２）の中心軸方向に隙間が生
じない態様で刃部（２）の中心軸方向にずらして配置し
てあるものとしている。なお、周方向に隣接する前記短
ランド部分相互を刃部（２）の中心軸方向に隙間が生じ
ないようにしてあるのは、隙間が生じると、切削時に被
切削材の切削面に傷を付ける恐れがあるからである。

上記のことは他方のランド（５）についても同様であ
る。

なお、他方のランド（５）の外側のランド部分（5a）
に設けたニック（９）は、上記一方のランド（５）の内
側のランド部分（5c）に設けたニック（９）に対して、
刃部（２）先端側にさらに同じ距離だけずれている。

従って、ニック（９）に沿って刃部（２）を一周する
と、上記ねじれ溝（４）とは反対方向にねじれた螺旋形
を描くことになる（刃部（２）の周方向に隣接するラン
ド部分（5a）（5b）（5c）に形成した上記ニック（９）
は、工具回転方向後方側のものほど刃部（２）の先端側
にずれている）。

上記ニック（９）のずれ量Ｚは次の関係式を満たすよ
うに設定するのが最良である。

すなわち、ニック（９）によって分断されたねじれ切
れ刃（６）（８）の長さ、すなわち各切れ刃（６）
（８）において互いに隣接する二つのニック（９）間の
刃の幅をＸ、ニック（９）の幅をＹ、ランド（５）に形
成された切れ刃（６）（８）の条数をＮとすると、Ｚ＝
（Ｘ＋Ｙ）/Nとなる。

ここに、（Ｘ＋Ｙ）は、ランド（５）の各ランド部分
（5a）（5b）（5c）におけるニック（９）のピッチを示
すので、この関係式に従うと、ニック（９）に沿って刃
部（２）を一周すると、ちょうどニック（９）の一ピッ
チ分の距離だけずれることになる。この実施例では、切
れ刃（６）（８）は合計六本あるので、Ｎ＝６として計
算する。

なお、上記ランド部分（5a）（5b）（5c）の外周に設
けるマージンの幅は、あまり大きくすると切れ刃（６）
（８）の溶着が生じるため、0.7〜0.5mm程度とするのが
望ましい。

次に、以上の構成としたニック付リーマ（１）の使用
状態について説明する。

シャンク部（３）を機械（図示せず）に取り付け、高
速回転させながら被切削材の下穴に挿入していくと、２
条のねじれ切れ刃（６）が被切削材の内壁をほとんど切
削するので、４条のねじれ切れ刃（８）は内壁を擦って
ほとんどバニッシングを行う。そして、ねじれ切れ刃
（６）によって生じた切屑は大きなねじれ溝（４）を通
って排出され、ねじれ切れ刃（８）のバニッシングによ
って生じた切屑はランド（５）に形成された他の溝
（７）を通って排出される。

これらの切れ刃（６）（８）にはニック（９）が設け
られているので、切削やバニッシングによって生じた切
屑は分断され、切屑の排出は良好に行われると共に、生
じた熱が放散され、しかも切削抵抗も低減する。このた
め、高速切削やドライ切削に使用しても、優れた切削性
能を発揮することになる。

また、ニック（９）は、刃部（２）の中心軸に対して
直角な平面を水平にしたとき左下がり右上がりに傾斜し
ており、しかも、周方向に隣接する前記短ランド部分相
互は刃部（２）の中心軸方向に隙間が生じない態様で刃
部（２）の中心軸方向にずらして配置してあるので、被
切削材の切削面にすじ状の傷を付ける恐れがなく、ま
た、刃部（２）が一回転すると、切れ刃（６）（８）は
被切削材の内壁を一様に切削ないしバニッシングするこ
とになる。

以下に上記リーマ（１）を用いて切削試験を行った結
果を示す。

〔切削試験１〕 被切削材を焼結金属とし、切削速度50m/min、送り0.8
mm/rev、加工長15mm、取代0.5mm/径、穴面精度1.5S以下
の条件で切削油を用いずに加工した。ただし、被切削材
の外部に出て来た切屑を除去するため、エアの吹き付け
のみを行った。

その結果は非常に良好であり、穴面精度1.5S以下まで
仕上げることができた。従って、このリーマ（１）は高
速かつドライ切削に使用しても十分満足できる性能を発
揮することが明らかとなった。

また、リーマ（１）の寿命は、従来のリーマでは穴加
工数１万個〜２万個であるのに対し、12万個であった。

〔切削試験２〕 被切削材をガラスエポキシ樹脂とし、切削速度50.3m/
min、送り0.86mm/rev、加工長15mm、取代0.5mm/径、穴
面精度1.5S以上の条件で切削油を用いずに加工した。こ
の試験では、被切削材の外部に出て来た切屑を除去する
ためのエアの吹き付けも行わなかった。

この試験においても試験と同様の結果を得ることが
でき穴面精度1.5S以下まで仕上げることができた。ま
た、リーマ（１）の寿命は、５万個であった。

なお、その他難切削材として知られるインコーネル鋼
やステンレス鋼についても、上記と同様の加工性能と著
しい耐久性の向上が認められた。

第７図は、ニック（９）の他の実施例を示しており、
断面形状を直角三角形にしたものである。このように、
ニック（９）の断面形状は任意の形状に変えることがで
きるものである。この場合には、互いに隣接する二つの
ニック（９）間のねじれ切れ刃（６）（８）の幅Ｘ、ニ
ック（９）の幅Ｙは、図示したように測定される。

第８図は、この発明のリーマの他の実施例を示してお
り、このリーマ（１）は、ねじれ溝（４）とランド
（５）が左ねじれとなっているだけで、他の部分は上記
実施例のリーマ（１）と同じである。この実施例の場合
では、上記刃部（２）の回転方向が逆になるので、ニッ
ク（９）の傾斜方向が、第１図ないし第６図に示す実施
例とは逆に刃部（２）の中心軸に対して直角な平面を水
平にしたとき左上がり右下がりとなっている。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、高速切削やドライ切
削に使用しても、優れた切削性能を発揮して満足できる
リーマ加工をすることができると共に、耐久性に優れ非
常に長寿命であるニック付リーマを提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、この発明に係るニック付リーマ
の一実施例を示したもので、第１図はその全体を示す正
面図、第２図は刃部の断面図、第３図は刃部の先端の部
分拡大図、第４図はニックの配置を詳細に示すランドの
一部拡大斜視図、第５図はニックの配列状態を示す平面
説明図、第６図はニックの配列状態を第５図のａ−ａ
線、ｂ−ｂ線、ｃ−ｃ線に沿った断面で示す断面説明図
である。 第７図はニックの他の実施例を示す刃部の部分断面図、
第８図はニック付リーマの他の実施例を示す正面図であ
る。 （１）……ニック付リーマ、（２）……刃部、（３）…
…シャンク部、（４）（７）……ねじれ溝 （５）……ランド、（5a）（5b）（5c）……ランド部
分、（６）（８）……ねじれ切れ刃 （９）……ニック、（10）……軸線、（11）……ニック
の端縁、（12）……円周

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ねじれ溝（４）とランド（５）を有する刃
   部（２）において、上記ランド（５）を上記ねじれ溝
   （４）とほぼ同じねじれ角を有する他の幅狭のねじれ溝
   （７）によって複数の細いランド部分（5a）（5b）（5
   c）に分割すると共に、当該ランド部分（5a）（5b）（5
   c）の被切削材を切削する側の端縁に各々ねじれ切れ刃
   （６）（８）を形成し、当該ねじれ切れ刃（６）（８）
   を含むランド部分（5a）（5b）（5c）に、上記刃部
   （２）の中心軸と直角な平面に対して傾斜したニック
   （９）を一定ピッチで形成して多数の短ランド部分を構
   成し、周方向に隣接する前記短ランド部分は刃部（２）
   の中心軸方向に隙間が生じない態様で刃部（２）の中心
   軸方向にずらして配置してあることを特徴とするニック
   付リーマ。
2. 【請求項２】上記リック（９）の傾斜方向が、ねじれ溝
   （４）が右ねじれである場合には、上記刃部（２）の中
   心軸に対して直角を平面を水平にしたとき左下がり右上
   がりであり、上記ねじれ溝（４）が左ねじれである場合
   には、刃部（２）の中心軸に対して直角な平面を水平に
   したとき左上がり右下がりであることを特徴とする請求
   項１記載のニック付リーマ。
3. 【請求項３】刃部（２）の周方向に隣接するランド部分
   （5a）（5b）（5c）に形成した上記ニック（９）は、ね
   じれ溝（４）が右ねじれである場合には工具回転方向後
   方側のものほど刃部（２）の先端側にずれており、ねじ
   れ溝（４）が左ねじれである場合には工具回転方向前方
   側のものほど刃部（２）の先端側にずれていることを特
   徴とする請求項１または２記載のニック付リーマ。
4. 【請求項４】上記ニック（９）のずれ量Ｚが、Ｚ＝（Ｘ
   ＋Ｙ）/N X:各切れ刃（６）（８）のニック（９）間の刃幅 Y:ニック（９）の幅 N:切れ刃（６）（８）の条数 の関係式を満たすように設定されていることを特徴とす
   る請求項１乃至３のいずれかに記載のニック付リーマ。