JP2891855B2 - 電着リーマ工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンド又はＣＢ
Ｎ（Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等の加
工用砥粒を表面に電着した電着リーマ工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】リーマ工具本体の表面に砥粒を電着した
電着リーマ工具としては、リーマ工具本体の先端から順
に荒加工を行うテーパ形状部（断面が直線状又はＲ形
状）と仕上げ加工を行うストレート円筒形状部を備え、
両形状部の外周には長手方向に向く複数の溝が形成さ
れ、溝を除いた部分、すなわち山部に砥粒が電着された
電着リーマ工具が知られている（例えば、特開平２−１
３９１１５号公報参照）。

【０００３】図６はこの種従来の電着リーマ工具の一例
を示すもので、リーマ工具本体が先端部に設けられる荒
加工用のテーパ形状部１と、このテーパ形状部１に連接
する仕上げ加工用のストレート円筒形状部２とよりなる
ワーク加工部を備え、ワーク加工部は軸方向に延びる溝
３を有し、溝３、３間に存在する山部４の表面にはダイ
ヤモンドやＣＢＮなどの砥粒が電着されている。また、
この電着リーマ工具の中心部には、基端部からテーパ形
状部１とストレート円筒形状部２との境界近くまで延設
されるオイル供給穴５が設けられ、このオイル供給穴５
からテーパ形状部１とストレート円筒形状部２との境界
部に位置する溝３に向けて斜めにクーラント穴６が形成
されている。ここで、溝３の形状は図６（ｂ）に示すよ
うに断面略コの字状とされ、前記クーラント穴６はこの
溝３の底面の略中央部に開口するよう設けられている。

【０００４】この電着リーマ工具を鋳鉄用として使用す
る場合、加工時に発生する切り屑が短く切断され、これ
が溝３や砥粒間の隙間に堆積することなく排出されるた
め、高精度加工を継続して行うことができる。しかし、
これを鋼材に適用した場合、比較的長く連続する切り屑
が発生し、これが上記溝３や砥粒間の隙間に堆積あるい
は溶着するため、穴加工面精度の悪化、加工能率の低
下、及び工具寿命の短命化という問題点が生ずる。

【０００５】本出願人は、上記従来型の電着リーマ工具
の問題点に鑑み、鋼材用として使用しても切り屑を効率
的に排出することができ、高い加工効率を持つ電着リー
マ工具を開発し、出願した（特願平４−２６３９１１
号）。この電着リーマ工具は、図７に示すように、リー
マ工具本体が先端部に設けられる荒加工用のテーパ形状
部１１と、このテーパ形状部１１に連接する仕上げ加工
用のストレート円筒形状部１２とよりなるワーク加工部
を備え、ワーク加工部は軸方向に延びる溝１３を有し、
溝１３、１３間に存在する山部１４の表面にダイヤモン
ドやＣＢＮなどの砥粒が電着されている点では前記従来
の電着リーマ工具とほぼ同様であるが、例えば、溝１３
の断面形状が丸みを持った形状とされていること、溝１
３及び山部１４が先端に向かうに従い工具回転方向と反
対方向にねじれた形状とされていること、クーラント穴
１６がオイル供給穴１５の直径方向に対し工具回転方向
（図７（ｂ）中矢印で示す）と反対方向にθだけ傾斜し
て穿設されるとともに溝部１３の底面の工具回転方向と
反対寄りの偶部に開口し、且つそれらがテーパ形状部１
１とストレート円筒形状部１２の境界近傍とストレート
円筒形状部１２の略中央部に設定されていること、等で
異なっている。

【０００６】上記電着リーマ工具によれば、溝１３の断
面形状が丸みを持った形状であるのでここに堆積する切
り屑が排出されやすく、クーラント穴１６が溝部１３の
底面の工具回転方向と反対寄りの偶部に開口し、切り屑
の堆積しやすいこの箇所に向けてクーラント液が噴出さ
れるので、切り屑を排出する作用がより強く行われ、ま
た、溝１３及び山部１４を先端に向かうに従い工具回転
方向と反対方向にねじれた形状としたことから、工具の
回転にともない切り屑を溝１３内で前方に排出する作用
が働く。そして、この電着リーマ工具を鋼材の加工に使
用したところ、従来の電着リーマ工具に比べ加工精度や
加工能率等を相当程度向上させることができた。

【０００７】しかし、粒径のばらつきの大きい標準の砥
粒を使用した場合、荒加工を行うテーパ形状部１１では
ツルーイングを行っていないため砥粒先端の高さにばら
つきがあり、そのため、各砥粒が被加工面に対し均一
に作用しないばかりか、山部の回転方向中央付近に電
着された砥粒先端の高さが山部の回転方向側端部に電着
された砥粒先端の高さより高いときは、山部１４の回転
方向側端部ではなく中央付近で長い切り屑が発生する場
合があり、これが溝１３に排出されず砥粒間に堆積ある
いは溶着し、加工精度や加工能率を悪化させるとともに
工具寿命を短命化させることが分かった。

【０００８】しかして、実開平５−２９６２９号公報の
電着リーマ工具（図８参照）にならい、荒加工を行うテ
ーパ形状部１１における砥粒の電着密度を低くしてその
部位の砥粒間の隙間を大きくし、切り屑が砥粒間の隙間
を通って溝１３に排出されやすくすることも考えられた
が、この手段では若干の改善はあるとしても根本的解決
とはなりえていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上の点に鑑み、本発
明は、荒加工を行うテーパ形状部で発生する切り屑がす
べて溝に排出され、砥粒間の隙間に堆積あるいは溶着す
ることがなく、また、テーパ形状部の砥粒が被加工面に
均一に作用するようにして、加工能率が高く高精度の加
工ができ、安定した工具寿命を持ち、特に鋼材の高精度
穴加工に適する電着リーマ工具を得ようとするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明に関わ
る電着リーマ工具は、リーマ本体の先端から順に荒加工
を行うテーパ形状部と仕上げ加工を行うストレート円筒
形状部を備え、両形状部の外周には長手方向に向く複数
の溝が形成され、溝と溝の間に存在する山部に加工用砥
粒が電着された電着リーマ工具において、少なくとも前
記テーパ形状部に電着された加工用砥粒は、前記山部に
おける当該電着リーマ工具の回転方向前方側で、かつ前
記溝に沿って一列に配置されていることを特徴とする。
なお、テーパ形状部は断面直線状でもＲ形状をなしてい
てもよい。また、その好適な態様として、山部のうち加
工用砥粒が一列に配置された箇所では、この山部の加工
用砥粒が電着される回転方向前方側が低くその反対側が
高く形成され、その段差は、好ましくは電着厚とほぼ同
等かそれ以下であることが挙げられる。

【００１１】さらに、上記本発明においては、テーパ形
状部に電着される砥粒は分級又は整粒されたものである
こと、テーパ形状部に電着された砥粒にツルーイングを
施すこと、砥粒にツルーイングを施したのち目立てを行
うこと等が好適な態様として挙げられる。

【００１２】

【作用】本発明では、テーパ形状部に電着される砥粒は
山部の回転方向前方側で、かつ溝に沿って一列に配置さ
れているので、テーパ形状部における切り屑は全て山部
の回転方向前方側で発生するとともにその回転方向前方
側の溝に排出される。なお、この作用は、溝及び山部が
図６のようにストレートに延びているか、あるいは図７
のようにねじれているか等に関わりなく、また、溝の断
面形状がコの字型か丸みを持った形状か等に関わりなく
得られるものである。この作用により、切屑が砥粒間の
隙間に堆積あるいは溶着することによる穴加工面精度の
悪化、加工能率の低下、及び工具寿命の短命化という問
題点が改善される。

【００１３】山部のうち砥粒が一列に配置された箇所
で、砥粒が電着される回転方向前方側を低くその反対側
を高く形成するときは、その段差が砥粒に作用する切削
力を受け止めるので、砥粒の保持力が向上する。段差が
余りにも大きいと、その部分に切り屑が堆積しやすいと
いう問題があるが、段差を電着厚とほぼ同等かそれ以下
とすることにより、その問題は解決される。

【００１４】また、本発明において、テーパ形状部に電
着される砥粒を分級又は整粒されたものとすること、テ
ーパ形状部に電着された砥粒にツルーイングを施すこ
と、砥粒にツルーイングを施したのち目立てを行うこと
等により、テーパ形状部の砥粒が被加工面に均一に作用
するようになり、切り屑の大きさ、長さ等が均一で排出
困難な切り屑が発生しなくなり、さらに各砥粒の摩耗が
均一化され工具寿命が向上する。

【００１５】

【実施例】以下、図１〜図５を参照して、本発明の電着
リーマ工具についてより具体的に説明する。まず、図１
に示す電着リーマ工具は、先に示した図７のタイプのリ
ーマ本体に砥粒を電着したものであり、リーマ本体のワ
ーク加工部は、Ｒ形状をなす荒加工用のテーパ形状部２
１と仕上げ加工用のストレート円筒形状部２２からな
り、軸方向に延びる溝２３と山部２４は先端に向かうに
従い工具回転方向と反対方向にねじれた形状とされ、山
部２４は回転方向側２４ａが低く回転方向とは反対側２
４ｂが高く形成されている。ここで形成される段差は、
電着されるメッキ２５の厚さと同等かそれ以下とされ
る。

【００１６】砥粒２６は、ワーク加工部の全体に渡り山
部２４の回転方向側に溝２３に沿って一列に電着され
る。砥粒２６が電着されていない側２４ｂは一段高く形
成されているので、砥粒２６に作用する切削力を受け止
める働きをし、そのため砥粒２６の保持力が向上する。
なお、砥粒２６を山部２４の回転方向側２４ａに一列に
電着するには、反対側２４ｂや溝２３をマスキングした
状態で電着すればよい。砥粒２６は、分級又は整粒され
粒径のほぼ揃ったものを使用するのが好ましく、電着後
は図２に示すように全体的にツルーイングを施し砥粒先
端を整えるとともに、テーパ形状部２１の砥粒に目立て
を施し切り刃を形成する。

【００１７】図３に示す電着リーマ工具は、山部３４の
うちテーパ形状部３１の範囲内にのみ段差が形成された
リーマ本体を使用し、テーパ形状部３１では回転方向側
３４ａに溝３３に沿って一列に砥粒３６を電着し、スト
レート円筒形状部３２では山部３４全体に砥粒３６を電
着したものである。

【００１８】さて、図４及び図５は、φ２３ｍｍのダイ
ヤモンド電着リーマ工具を使用し、周速２０ｍ／ｍｉ
ｎ、仕上げ表面粗さＲｍａｘ６μｍの条件で、ＳＣＳｉ
Ｍｎ２Ｈ（ＨＢ２５０）鋼材をリーマ加工した結果であ
る。図４及び図５において、実施例は図３に示す電着リ
ーマ工具にツルーイング及び目立てを施したものを使用
し、比較例は図７に示す電着リーマ工具を使用した。

【００１９】図４は、横軸を取り代、縦軸を送り速度と
するもので、ラインが右上にくるほど加工能率が高いこ
とを示す。ここに示すように、本発明の実施例で得られ
た電着リーマ工具は比較例の電着リーマ工具より加工能
率が高い。また、図５は、取り代を０．１ｍｍ／径、送
り速度を０．２ｍｍ／ｍｉｎとしたときの切削長を示
す。言い換えれば、図５は電着リーマ工具の工具寿命を
表すものであるが、本発明の実施例で得られた電着リー
マ工具は全て安定して長い工具寿命（１０ｍ以上）を持
つのに対し、比較例の電着リーマ工具は早期に使用不能
（●印）となるものがある。

【００２０】

【発明の効果】本発明の電着リーマ工具によれば、荒加
工をするテーパ形状部で発生する切り屑が全て回転方向
前方側の溝に排出されるので、これをクーラント液によ
り容易に工具前方へ排出することができ、切り屑が砥粒
間に堆積あるいは溶着することがなく、特に本発明の電
着リーマ工具を切り屑が比較的長く延びる鋼材に適用し
ても、高精度且つ高能率の穴加工が可能となり、且つ長
い工具寿命を安定して得ることができる。

【００２１】また、砥粒を分級又は整粒されたものとす
ること、テーパ形状部に電着された砥粒に対してもツル
ーイングを施すこと、さらに目立てを行うときは、テー
パ形状部の砥粒が被加工面に均一に作用するようにな
り、荒加工における切り屑の大きさ、長さ等が均一で排
出困難な切り屑の発生がなく、さらに各砥粒の摩耗が均
一化され工具寿命が向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に関わる電着リーマ工具のワー
ク加工部の正面模式図（ａ）、及びそのＡ−Ａ断面図で
ある。

【図２】本発明の実施例に関わる電着リーマ工具のワー
ク加工部の断面模式図である。

【図３】本発明の別の実施例に関わる電着リーマ工具の
ワーク加工部の正面模式図である。

【図４】実施例と比較例の電着リーマ工具の加工能率を
比較したグラフである。

【図５】実施例と比較例の電着リーマ工具の寿命を比較
したグラフである。

【図６】従来の電着リーマ工具の部分断面正面図
（ａ）、及び端面図（ｂ）である。

【図７】先行発明に関わる電着リーマ工具の部分断面正
面図（ａ）、断面図（ｂ）、及びワーク加工部の正面図
である。

【図８】従来の電着リーマ工具のワーク加工部の断面図
である。

【符号の説明】

２１、３１ 荒加工用のテーパ形状部 ２２、３２ 仕上げ加工用のストレート円筒形状部 ２３、３３ 溝 ２４、３４ 山部 ２４ａ、３４ａ 山部の回転方向側 ２４ｂ 山部の回転方向と反対側 ２５ 電着されたメッキ ２６、３６ 砥粒

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リーマ本体の先端から順に荒加工を行う
   テーパ形状部と仕上げ加工を行うストレート円筒形状部
   を備え、両形状部の外周には長手方向に向く複数の溝が
   形成され、溝と溝の間に存在する山部に加工用砥粒が電
   着された電着リーマ工具において、少なくとも前記テー
   パ形状部に電着された加工用砥粒は、前記山部における
   当該電着リーマ工具の回転方向前方側で、かつ前記溝に
   沿って一列に配置されていることを特徴とする電着リー
   マ工具。
2. 【請求項２】 前記山部のうち加工用砥粒が一列に配置
   された箇所では、この山部の加工用砥粒が電着される回
   転方向前方側が低くその反対側が高く形成されることを
   特徴とする請求項１に記載の電着リーマ工具。
3. 【請求項３】 前記山部の回転方向前方側とその反対側
   の段差は、電着厚とほぼ同等かそれ以下であることを特
   徴とする請求項２に記載の電着リーマ工具。
4. 【請求項４】 前記テーパ形状部に電着される加工用砥
   粒は分級又は整粒されたものであることを特徴とする請
   求項１〜３のうちのいずれかに記載の電着リーマ工具。
5. 【請求項５】 前記テーパ形状部に電着された加工用砥
   粒にツルーイングが施されることを特徴とする請求項１
   〜４のうちのいずれかに記載の電着リーマ工具。
6. 【請求項６】 加工用砥粒にツルーイングが施された
   後、目立てが行われることを特徴とする請求項５に記載
   の電着リーマ工具。