JP3915349B2

JP3915349B2 - リーマ

Info

Publication number: JP3915349B2
Application number: JP32329699A
Authority: JP
Inventors: 修辻村; 正治滝口; 友司大塚
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2019-11-12
Also published as: JP2001138133A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物に形成された下穴を所定の内径に仕上げ加工するためのリーマ、さらに詳しくは、工具本体の外周部にガイドパッドを設けたリーマに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被加工物にドリル等によって明けられた下穴を所定の内径に仕上げ加工するリーマは、深い下穴や間隔をあけて配置された複数のリブを貫通するような下穴を加工するような場合には、工具本体の長尺のものが使用される。この長尺のリーマは、図５に示すように、工具本体２０の外周部２０ａに、該外周部から突出し軸線Ｃ方向に延びるガイドパッド２１が周方向に適宜間隔をあけて複数個設けられており、そのガイドパッド２１を、加工すべき下穴の開口部に臨ませて配置されたブッシュの内周に摺接させたり、あるいは、切刃２２によって所定の内径に仕上げられた下穴に摺接させたりして、工具本体２０を案内することにより、切削抵抗や工具本体２０の自重による工具本体２０の撓みをなくして所要の加工精度を維持するようになっている。
【０００３】
そして、上記各ガイドパッド２１は、一般的に鋼材等からなる工具本体２０よりも耐摩耗性に優れた超硬合金によって形成された短尺のパッド部材２１ａを、複数個長手方向に継ぎ合わせるようにして、工具本体２０の外周部２０ａにろう付けにより一体に取り付けて構成されている。
さらに、上記ガイドパッド２１の各パッド部材２１ａの継ぎ目２３は、図６，図７に示すように、工具本体２０の軸線Ｃに垂直な面に平行な方向（工具本体２０の回転方向）Ｔに形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のリーマにおいては、ガイドパッド２１がパッド部材２１ａ継ぎ合わせてろう付けしたものであるため、上記継ぎ目２３に沿ってガイドパッド２１に周方向の溝２３ａが形成されしまうことが避けられない。
したがって、ガイドパッド２１が摺接する前記ブッシュの内周面や被加工物の仕上げられた下穴の内周面に対し、工具本体２０の回転方向Ｔ（軸線Ｃ方向）においてパッド部材２１ａが全く接触しない部分が生じ、これにより、上記ブッシュの内周面や仕上げられた下穴の内周面に螺旋状の条痕が入り、前記ブッシュが損傷されてその寿命が短縮されたり、被加工物に不良品が生ずるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ガイドパッドの継ぎ目に隙間があっても、工具本体を径方向に支持するブッシュや被加工物の加工された下穴の内周面に損傷を生じさせることがないリーマを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、ガイドパッドの製作を容易に行えるリーマを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転される略円柱状の工具本体の先端部に、切刃が工具本体外周側に突出して設けられると共に、上記工具本体の外周部に、工具本体外周側に突出し上記軸線方向に延びるガイドパッドが設けられ、被加工物に形成された下穴を所定の内径に仕上げ加工するためのリーマにおいて、上記ガイドパッドが加工すべき前記下穴の開口部に臨ませて配置されたブッシュの内周、あるいは、前記切刃によって仕上げられた前記下穴に摺接されることにより前記工具本体が案内される構成とされ、上記ガイドパッドは、複数のパッド部材を上記軸線方向に継ぎ合わせて構成され、各パッド部材の互いに向き合う継ぎ目が、上記工具本体の回転方向に対して交差し、かつ、上記回転方向に上記パッド部材の外周面の少なくとも一部分が存在するように形成された構成としたものである。
【０００７】
上記構成のリーマにおいては、切刃により被加工物の下穴を仕上げ加工する場合には、ガイドパッドが既に仕上げ加工の終わった下穴に挿入され、該下穴もしくは下穴の開口部に臨ませて配置されたブッシュにより、切削抵抗の径方向の分力が支持される。その場合に、ガイドパッドを構成するパッド部材は、その継ぎ目において、工具本体の回転方向に沿う周上には必ずパッド部材の外周面の少なくとも一部分が存在して該部分が前記下穴もしくはブッシュに途切れなく摺接するので、リーマは、被加工物の仕上げ加工された下穴やブッシュの内面に損傷を生じさせることはなく、芯振れのない状態で回転し、下穴の仕上げ加工が高精度に、かつ、円滑に行われる。
【０００８】
上記リーマにおいて、ガイドパッドを、工具本体の周方向に適宜間隔をあけて複数個設け、互いに周方向に隣り合うガイドパッドのパッド部材の継ぎ目を前記工具本体の軸方向に互いに位置をずらして設けることが好ましい。このようにすれば、周方向において継ぎ目の個所が重複することなく、工具本体の周方向の広い範囲にわたってガイドパッドを加工された下穴やブッシュに摺接させることができるので、一層良好に被加工物の下穴の加工が行われる。
【０００９】
また、前記継ぎ目は、前記工具本体の回転方向に対して斜めに一直線状に交差して形成したり、また、各パッド部材が互いに当接する位置から２ｍｍ離れた距離の範囲内の隙間を設けると、パッド部材の端部に対し厳しい加工精度が要求されず、加工や工具本体への組付けが容易にできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、スローアウェイチップを有するリーマに適用した例について添付図面を参照して説明する。
図１から図３において、１は軸線Ｃを有する長尺の略円柱状をした工具本体である。該工具本体１の先端部には、Ｌ字状に切り欠かれたチップポケット２が形成され、そこに設けたチップ取付座３に、スロウアウェイチップ４が切刃５を工具本体１の外周側に突出させてクランプねじ６により着脱自在に取り付けられている。
【００１１】
また、上記工具本体１の外周には、軸線Ｃに平行に延びる凹溝７が工具本体１の周方向に間隔をあけて複数条形成されており、それら凹溝７にガイドパッド８が取り付けられている。
すなわち、前記凹溝７は、前記軸線Ｃに直交する断面が工具本体１の外周側に開口する略矩形状とされ、同様な断面形状に形成されたガイドパッド８は、複数の短尺のパッド部材８ａ，８ｂが前記軸線Ｃの方向に継ぎ合わされて構成され、工具本体１の外周側から上記凹溝７に嵌合された上でろう付けにより固定されている。
【００１２】
上記ガイドパッド８の継ぎ目９は、図３に示すように、工具本体１の軸線Ｃ回りの回転方向Ｔに対して傾斜角度θを以て、回転方向Ｔ側に向かうに従い工具本体１の先端側に向かうように斜めに交差する一直線状の平面９ａ、９ｂに形成された前後のパッド部材８ａ，８ｂの端部１０ａ，１０ｂが、相互に前記平面９ａ，９ｂに直角な方向に隙間ｄをあけて対向してなるものである。
上記継ぎ目９の隙間ｄは、下限値として上記端部１０ａ，１０ｂどうしが精密に当接させて隙間０ｍｍの状態にするのが理想的であるが、実際上は隙間０ｍｍとするのは困難であるので、２ｍｍ以下であればよい。
上記隙間ｄが２ｍｍを超えると、継ぎ目９の傾斜角度にもよるが、回転方向Ｔに存在する各パッド部材８ａ，８ｂ外周面の部分（後述のパッド部材８ａ，８ｂの端部どうしのオーバーラップの量）が少なくなり過ぎるおそれがある。
【００１３】
また、上記継ぎ目９は、上記隙間ｄが存在する状態において、工具本体１の回転方向Ｔに（軸線Ｃ方向で見て）各パッド部材８ａ，８ｂの外周面の少なくとも一部分が必ず存在する（パッド部材８ａ，８ｂの端部どうしの外周面が工具本体１の軸線方向においてオーバーラップする）ようにする。上記オーバーラップとは、上記後側のパッド部材８ｂの先端１１ｂが前側のパッド部材８ａの後端１１ａよりも先端側に位置していることを意味する。
【００１４】
上記継ぎ目９の傾斜角度θは、１０°〜６０°に設定するのが好ましい。上記範囲より小さくすると、各パッド部材８ａ，８ｂの継ぎ目９に、工具本体１の回転方向Ｔに各パッド部材８ａ，８ｂの端部１０ａ，１０ｂの外周面が全く存在しない部分（上記軸線Ｃ方向においてパッド部材８ａ，８ｂの端部どうしがオーバーラップしない部分）が生じないようにするためには、隙間を小さくしなければならず、ろう付け等に高い精度が要求されるため、また、上記範囲より大きくすると、パッド部材８ａの端部１０ａに工具本体１の軸線Ｃ方向に沿う鋭角の部分が生じて摩耗し易くなったり、個々のパッド部材８ａ，８ｂの長さが長くなるため好ましくない。
【００１５】
なお、前記ガイドパッド８は、それらが工具本体１に取り付けられた状態で、それらの外周面が軸線Ｃに直交する断面において該軸線Ｃを中心とする同一径の円弧をなすように形成され、その円弧の直径は、前記スローアウェイチップ４の切刃５の軸線Ｃ回りの回転直径Ｄより数μｍ小さく設定されている。
【００１６】
上記のように構成されたリーマは、工作機械の主軸に取り付けられて、前記軸線Ｃ回りの工具回転方向Ｔに回転されながら、軸線Ｃ方向の工具本体先端側へ送りを与えられ、例えば、ガンドリル等によって被加工物に形成された深い下穴や、エンジンのシリンダヘッドにおけるカムシャフトを装着する穴のように、被加工物に間隔をあけて配置された複数のリブを貫通するような下穴を、前記スローアウェイチップ４の切刃５によって所定の内径に仕上げる。この場合に、上記リーマを軸線Ｃに沿って真っ直ぐに下穴に挿入するために、最初の下穴の開口部に臨ませてブッシュを配置し、これで前記ガイドパッドを受けるようにする。
【００１７】
上記リーマによれば、最初の下穴を加工するときは、工具本体１はガイドパッド８がブッシュの内周に摺接することにより軸線Ｃに沿って真っ直ぐに送られ、上記切刃５によってその回転直径Ｄと等しい内径に最初の下穴に仕上げ加工が行われ、続いて工具本体１が先端側へ送り出されて上記仕上げ加工された下穴にガイドパッド８の外周面が摺接され、次の下穴が仕上げ加工され、同様にして順次先端側の下穴が仕上げ加工される。このとき、工具本体１は、上記切刃５によって仕上げ加工された下穴に上記ガイドパッド８が摺接することにより、軸線に沿って真っ直ぐにリーマが送られる。このようにして、軸線Ｃに沿って一直線上に整列された複数の下穴が仕上げ加工される。
【００１８】
上記のようにしてリーマにより被加工物の下穴の仕上げ加工中は、ガイドパッド８が仕上げ加工された下穴やブッシュに摺接するが、ガイドパッド８の継ぎ目９が回転方向Ｔに対して斜めに形成されているので、上記継ぎ目９に隙間があっても、工具本体１の回転方向Ｔにパッド部材８ａ，８ｂの端部の少なくとも一部分が必ず存在する（パッド部材８ａ，８ｂの端部どうしが工具本体１の軸線方向にオーバーラップしている）ため、パッド部材８ａ，８ｂの外周面は必ずいずれかの部分が仕上げ加工された下穴やブッシュの内周面に接触する。
したがって、従来のリーマのように、ガイドパッド８の継ぎ目９は、工具本体１の軸線方向においてパッド部材８ａ，８ｂの外周面が完全に途切れることがないので、上記継ぎ目９におけるパッド部材８ａ，８ｂの端部１０ａ，１０ｂによって仕上げ加工された下穴やブッシュの内周面に螺旋状の条痕等の損傷が生じるといった不具合を防止することができる。
【００１９】
また、上記実施の形態では、前記ガイパッド８の継ぎ目９は、工具本体１の軸線Ｃ回りの回転方向Ｔに対して、回転方向Ｔ側に向かうに従い工具本体１の先端側に向かうように斜めに交差して形成したが、これとは反対に、回転方向Ｔ側に向かうに従い工具本体１の後端側に向かうように斜めに交差して形成してもよい。この場合でも、前記実施形態によるものと同様な作用効果が得られる。
【００２０】
また、上記実施の形態では、前記ガイドパッド８の継ぎ目９は、工具本体１の回転方向に対して斜めに一直線状に交差するように形成したので、各パッド部材８ａ，８ｂの端部１０ａ，１０ｂの加工や、ろう付けする場合はそのろう付けが容易に行えて好ましいが、これに代えて、図４に示すように形成することもできる。
すなわち、図４（Ａ）に示す継ぎ目９ｘは、前側のパッド部材８ａの後端を三角形状の凹部９ｃに、後側のパッド部材８ｂの前端を上記凹部９ｃに合致する三角形状の凸部９ｄにそれぞれ形成し、回転方向に対して方向の異なる斜めの２直線で交差するようにしたものである。
【００２１】
また、図４（Ｂ）に示す継ぎ目９ｙは、前側のパッド部材８ａの後端を円弧状の凹部９ｅに、後側のパッド部材８ｂの前端を前記凹部９ｅに合致する円弧状の凸部９ｆに形成し、回転方向に対して円弧状の曲線で交差するようにしたものである。
また、図４（Ｃ）に示す継ぎ目９ｚは、前側のパッド部材８ａの後端を矩形状の凹部９ｇに、後側のパッド部材８ｂの前端を前記凹部９ｇに合致する矩形状の凸部９ｈに形成し、回転方向に対して直角な２直線で交差するようにしたものである。
これらの継ぎ目９ｘ、９ｙ、９ｚの構成においても、工具本体１の回転方向（工具本体１の軸線Ｃ方向）において、パッド部材の外周面が全く存在しない部分（工具本体１の軸線Ｃ方向においてパッド部材の外周面がオーバーラップしない部分）が生じることがなく、前記実施形態の継ぎ目によるものと同様な作用効果が得られる。
【００２２】
また、上記実施の形態では、ガイドパッド８のパッド部材８ａ，８ｂを凹溝７に嵌合してろう付けにより工具本体１に固定したが、これに代えて、各パッド部材８ａ，８ｂをクランプねじで工具本体１に着脱自在に固定するようにしてもよい。このようにすれば、各パッド部材８ａ、８ｂが損傷したときなど、これを容易に新しいものと交換することができるので、工具本体１を交換しなくても済み、経済的である。
【００２３】
また、上記実施の形態では、前記ガイパッド８の継ぎ目９には隙間ｄがあけられているが、その隙間ｄをパッド部材８ａ，８ｂの端部１０ａ，１０ｂどうしをろう付けすることにより埋めるようにしてもよい。この場合でも、前記範囲の隙間ｄであると、ろう付けの際にろう材を多く必要とせず、ろう付けが良好に行える。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明のように、請求項１に記載の発明によれば、リーマのガイドパッドを、複数のパッド部材を工具本体の軸線方向に継ぎ合わせた構成とし、各パッド部材の互いに向き合う継ぎ目が、上記工具本体の回転方向に対して交差し、かつ、上記回転方向に上記パッド部材の外周面の少なくとも一部分が存在するように形成された構成としたので、ガイドパッドを構成するパッド部材は、その継ぎ目において、工具本体の回転方向に沿う周上に必ずパッド部材の外周面の少なくとも一部分が存在することにより、パッド部材が全体として仕上げ加工された下穴もしくはブッシュに途切れなく摺接するため、リーマは、加工作業中、被加工物の仕上げ加工された下穴やブッシュの内面に損傷を生じさせることはなく、芯振れのない状態で回転することができ、下穴の仕上げ加工を高精度に、かつ、円滑に行うことができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、ガイドパッドを、工具本体の周方向に適宜間隔をあけて複数個設け、互いに周方向に隣り合うガイドパッドのパッド部材の継ぎ目を前記工具本体の軸方向に互いに位置をずらして設けたので、工具本体の周方向の広い範囲にわたってガイドパッドを加工された下穴やブッシュに摺接させることができるから、一層良好に被加工物の下穴の仕上げ加工を行うことができる。
【００２６】
請求項３と請求項４に記載の発明によれば、ガイドパッドの継ぎ目を、工具本体の回転方向に対して斜めに一直線状に交差して形成し、また、各パッド部材は互いに当接する位置から２ｍｍ離れた距離の範囲内の隙間を設けたので、パッド部材の端部の加工や工具本体への組付け等の製作を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１のイ矢視拡大図である。
【図３】ガイドパッドの継ぎ目を示す拡大側面図である。
【図４】ガイドパッドの継ぎ目の他の例を示す拡大側面図である。
【図５】従来のリーマを示す側面図である。
【図６】図５に示すリーマのガイドパッドの拡大平面図である。
【図７】図５のロ−ロ断面拡大図である。
【符号の説明】
１工具本体４スローアウェイチップ
５切刃７凹溝
８ガイドパッド８ａ，８ｂパッド部材
９，９ｘ，９ｙ，９ｚ継ぎ目Ｃ工具本体の軸線
Ｄ切刃の回転直径Ｔ工具本体の回転方向
ｄ隙間
θ 工具本体の回転方向に対する継ぎ目の傾斜角度

Claims

軸線回りに回転される略円柱状の工具本体の先端部に、切刃が工具本体外周側に突出して設けられると共に、上記工具本体の外周部に、工具本体外周側に突出し上記軸線方向に延びるガイドパッドが設けられ、被加工物に形成された下穴を所定の内径に仕上げ加工するためのリーマにおいて、
上記ガイドパッドが加工すべき前記下穴の開口部に臨ませて配置されたブッシュの内周、あるいは、前記切刃によって仕上げられた前記下穴に摺接されることにより前記工具本体が案内される構成とされ、
上記ガイドパッドは、複数のパッド部材を上記軸線方向に継ぎ合わせて構成され、各パッド部材の互いに向き合う継ぎ目が、上記工具本体の回転方向に対して交差し、かつ、上記回転方向に上記パッド部材の外周面の少なくとも一部分が存在するように形成されていることを特徴とするリーマ。
前記ガイドパッドは、前記工具本体の周方向に適宜間隔をあけて複数個設けられ、互いに周方向に隣り合うガイドパッドの各パッド部材の継ぎ目が前記軸線方向に互いに位置をずらして設けられていることを特徴とする請求項１に記載のリーマ。
前記継ぎ目は、前記工具本体の回転方向に対して斜めに一直線状に交差して形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリーマ。
前記継ぎ目は、各パッド部材が互いに当接する位置から２ｍｍ離れた距離の範囲内の隙間が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のリーマ。