JP3968988B2 - スローアウェイ式リーマ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク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、特にスローアウェイ式リーマ（以下、単にリーマと称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のリーマの一例を図４に示す。図４において、（ａ）は、従来のリーマの形状を示す側面図、（ｂ）は（ａ）に示すリーマを矢印Ａ方向から示す側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。このリーマ１は、軸線Ｏを中心とする外径略円柱形状をなす工具本体２の先端部にチップ取付座３が形成され、このチップ取付座３に、例えば超硬合金からなるスローアウェイチップ４（以下、単にチップと称する）がクランプネジ５によって着脱可能にして取り付けられたものである。このチップ４の切刃６は、工具本体２の外周面よりも外周側に突出するように配設されており、このリーマ１には、チップ４の切刃６の工具外周側への突出量を微調整するための径方向位置調整機構７が設けられている。
【０００３】
さらに、工具本体２の外周には、その外周面から突出して軸線Ｏに略平行に延びる複数のパッド１１が取り付けられている。このパッド１１は、工具本体２の外周に形成された凹溝１２にろう付け等によって取り付けられるものであって、工具本体２の先端部においてはチップ取付座３や径方向位置調整機構７を避け、かつ周方向に間隔を開けて、しかも工具本体２の略全長にわたるように設けられている。
ここで、これらのパッド１１は、一般的に工具本体２や加工物、あるいは後述するブッシュよりも硬質な例えば超硬合金等により形成されるものであって、その外周面は軸線Ｏを中心とした円筒面形状とされ、かつその外径は切刃６の外径よりもごくわずかに小さくされている。
【０００４】
このように構成されたリーマ１は、その後端部が工作機械の主軸に支持されて軸線Ｏまわりに工具回転方向Ｔに回転されるとともに、軸線Ｏ方向先端側に送り出されて、加工物に形成された上記下穴に挿入され、その上記切刃６によってこの下穴を所定の内径に仕上げ加工してゆく。また、このとき上記パッド１１は、上記下穴の開口部に臨んで配置されたブッシュの内周や、あるいは上記切刃６によって仕上げられた下穴自体の内周面に、工具本体２の送りに伴い摺接することにより、工具本体２を軸線Ｏに沿って真っ直ぐに案内するのに供される。
【０００５】
ここで、図５に、チップ４の切刃６と工具本体の先端に設けられるパッド１１の先端の回転軌跡を示す。工具本体２の先端に設けられたパッド１１は、チップ４の切刃６によって仕上げられた下穴自体の内周面と摺接される。しかし、パッド１１の先端が切刃６と同一かそれよりも工具先端側に突出していると、下穴においてまだ仕上げ加工されていない部分にパッド１１が当たることになってしまう。また、このパッド１１の先端が切刃６よりも工具基端側に行き過ぎていると、工具本体２において、パッド１１を介して下穴の内周面に支持される位置からの切刃６の突出量が大きくなって工具本体２に振動が生じやすくなり、加工精度が低下してしまう。
このことから、チップ４は、図５に示されるように、工具本体２の先端に設けられるパッド１１よりもごくわずかに、具体的には０．１ｍｍ程度、工具先端側に突出させて設けられる（この突出量Ｆをアドバンス量という）。
【０００６】
このように、チップ４の切刃６の軸線方向への突出量を微調整するため、リーマ１には、軸線方向位置調整機構１６が設けられている。軸線方向位置調整機構１６は、工具本体２において、チップ取付座３の工具回転方向Ｔの後方側の外周面からチップ取付座３の工具基端側まで通じるネジ孔１７と、このネジ孔１７に螺合される調整ネジ１８とを有している。調整ネジ１８は、チップ取付座３側の端部が先端側に向かうに従って縮径された略円錐台形状に形成されており、この部分は、チップ取付座３に着座するチップ４の工具基端側を押圧する押圧部１９とされている。また、チップ４の工具基端側を向く面は、チップ取付座３に着座する下面側からこの下面に対向する上面側に向かうに従って工具基端側に突出する傾斜面２１とされており、この傾斜面２１によって調整ネジ１８の押圧部１９を受けるようになっている。
この軸線方向位置調整機構１６は、調整ネジ１８を操作して、押圧部１９が形成される端部をチップ取付座３側に移動させることで、押圧部１９によってチップ４の傾斜面２１を押圧し、チップ４を工具先端側に押圧して移動させるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成される軸線方向位置調整機構１６においては、調整ネジ１８とチップ４は押圧部１９と傾斜面２１とで線接触しているだけなので、調整ネジ１８によるチップ４の支持が不安定で、正確な位置調整作業が困難であった。
さらに、工具本体２の強度を確保するために、ネジ孔１７は工具本体２においてより肉厚の厚い内周側に形成する必要があるので、ネジ孔１７に螺合される調整ネジ１８は、クランプネジ５によって工具本体２に固定されるチップ４のうち、工具内周側の部分を押圧することになる。この場合には、チップ４はクランプネジ５を中心にして回転しやすい上、チップ４は、クランプネジ５を中心として切刃６を外周側に移動させる向きの回転力を調整ネジ１８から受けることになるので、切刃６の工具外周側の突出量を調整した後に切刃６の軸線方向の位置を調整した場合には、切刃６の工具外周側への突出量までずれてしまいやすかった。また、切刃６の軸線方向の位置調整を行ってから切刃６の工具外周側への突出量を調整する場合にも、上記のように調整ネジ１８によるチップ４の支持が不安定であるため、切刃６の位置調整を正確に行うことは困難であった。
【０００８】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、チップの位置調整を容易かつ正確に行うことができるリーマを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のリーマは、軸線回りに回転される略円柱形状の工具本体の先端部に、切刃を前記工具本体の外周側に突出させてチップが設けられるリーマであって、チップの工具基端側には、軸線に略直交する被押圧面が形成され、工具本体には、チップの工具基端側に隣接して、軸線に略平行にして設けられるネジ孔と、ネジ孔に、軸線方向に移動可能にして螺合されるとともに、工具先端側の端面が軸線に略直交し、チップの被押圧面を押圧する押圧面とされる軸線方向位置調整ネジと、ネジ孔の工具基端側に隣接して工具外周側に開口されて、ネジ孔の工具基端側の端部を外部に露出させる操作口とを有していることを特徴としている。
【００１０】
このように構成されるリーマにおいては、チップの軸線方向の位置調整は、ネジ孔に螺着される軸線方向位置調整ネジを、操作口を通じて操作して工具先端側に移動させることで行われる。このようにして、軸線方向位置調整ネジの押圧面によってチップの被押圧面を軸線方向に押圧することで、チップが工具先端側に向けて移動する。
そして、チップの被押圧面と軸線方向位置調整ネジの押圧面はともに工具本体の軸線に対して略直交しており、これらは面接触するので、チップの支持が安定し、位置決め精度が高められる。
また、このようにチップの支持が安定することで、切刃の工具外周側への突出量の調整も容易かつ正確に行うことができる。
【００１１】
さらに、ネジ孔が軸線に略平行に形成されており、工具本体の先端部の工具回転方向の肉厚を確保することができるので、ネジ孔は、工具本体において径方向の任意の位置に形成することができ、例えば、チップの支持が安定しやすいように、ネジ孔を工具本体の外周側に位置して形成することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるリーマの一実施形態について、図１から図３を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態にかかるリーマの形状を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）に示すリーマを矢印Ｃ方向から示す側面図、図２（ａ）は図１（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図、図２（ｂ）は図１（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図、図３は本発明の一実施形態にかかるリーマにおけるチップの位置調整の様子を示す側面図である。
ここで、以下では、従来のリーマ１と同様または同一の部材については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省く。
本実施形態に示すリーマ３１は、鋼材等によって構成される外径略円柱形状の工具本体３２を有し、工具本体３２の先端部には、チップ取付座３３が形成され、このチップ取付座３３に、例えば超硬合金からなるチップ３４がクランプネジ５によって着脱可能にして取り付けられたものである。そして、工具本体３２の外周には、複数のパッド１１が取り付けられている。
なお、この工具本体３２の先端には小径のパイロット４０が設けられるとともに、工具本体３２の後端から先端側に向けては軸線Ｏに沿って切削油剤等の供給孔３２ａが形成されている。
【００１３】
この工具本体３２の先端部外周には、軸線Ｏに直交する断面において、工具本体３２を略Ｌ字状に切り欠くようにチップポケット４１が形成されるとともに、このチップポケット４１の工具回転方向Ｔを向く底面には、底面から一段窪むようにしてチップ取付座３３が形成されている。このチップ取付座３３には、超硬合金等の硬質材料よりなる略長方形平板形状のチップ３４がクランプネジ５によって着脱可能にして装着されている。このチップ３４の工具基端側には、軸線Ｏに直交する被押圧面４２が形成されている。そして、チップ３４の工具先端外周側には切刃４３が形成されており、切刃４３は、工具本体３２の先端部に臨んで外周側に突出させられている。
なお、上記供給孔３２ａは工具本体３２の先端側で曲折させられ、この切刃４３に向けてチップポケット４１の先端側を向く壁面に開口させられている。
【００１４】
また、工具本体３２の先端部には、その外周面からチップ取付座３３の外周側を向く壁面に開口する一対の取付孔４４が互いに平行に軸線Ｏ方向に並ぶようにして形成されている。これらの取付孔４４は、チップ取付座側の小径部と工具本体外周面側のめねじ部が形成された大径部とから構成されていて、小径部にはピン４５ａが嵌挿されてその先端がチップ３４の工具内周側の側面に斜めに当接させられるとともに、大径部には調整ネジ４５ｂが上記ピン４５ａの後端に当接するようにねじ込まれている。これによって、調整ネジ４５ｂのねじ込み量に応じて、ピン４５ａを介してチップ３４が外周側に押圧されることにより切刃４３の工具外周側への突出量を微調整する径方向位置調整機構７が構成されている。
【００１５】
工具本体３２の先端部には、チップ取付座３３の工具基端側に隣接して、軸線Ｏに平行な第一のネジ孔４６が形成されている。本実施の形態では、第一のネジ孔４６は、工具本体３２において、クランプネジ５が螺着されるネジ孔よりも工具外周側に位置して形成されている。
この第一のネジ孔４６内には、軸線Ｏ方向に移動可能にして、軸線方向位置調整ネジ４７が螺合されている。軸線方向位置調整ネジ４７は、工具先端側の端面が軸線Ｏに直交し、チップ３４の被押圧面４２を押圧する押圧面４８とされている。また、軸線方向位置調整ネジ４７は、その工具基端側の端面に、軸線方向位置調整ネジ４７を操作する調整工具Ｋ（図１では図示せず）が係合される係合部４９が形成されている。
本実施形態では、係合部４９は六角穴とされ、調整工具Ｋは六角レンチとされている（係合部４９の形状及びこれに係合する調整工具Ｋの形状は、これ以外の任意の形状としてもよい）。
【００１６】
さらに、工具本体３２には、第一のネジ孔４６の工具基端側に隣接して工具外周側に開口され、第一のネジ孔４６の工具基端側の端部を外部に露出させる操作口５０が形成されている。この操作口５０は、軸線方向位置調整ネジ４７を操作する際に用いる調整工具Ｋが挿入されるものであって、この調整工具Ｋを軸線方向調整ネジ４７の軸線まわりに角度α、例えば６０°回転させることができるよう、図２（ａ）に示すように、工具本体３２の外周面に対して、調整ネジ４７の軸線を中心に所定の角度範囲で開口されている。本実施の形態では、操作口５０の内面のうち、工具回転方向Ｔを向く側の面５０ａは、操作口５０の底部から工具本体３２の径方向に沿って立ち上げられている。そして、工具回転方向Ｔとは反対側を向く側の面５０ｂは、底部から工具外周側に向かうに従って工具回転方向Ｔ側に傾斜させて設けられており、これによって操作口５０の開口する角度が確保されている。
ここで、調整工具Ｋとして、係合部４９との係合時における軸線Ｏ方向の長さの短いものを用いることで、操作口５０の軸線Ｏ方向の幅を狭めて、工具本体３２の強度を向上させることができる。
【００１７】
そして、工具本体３２には、第一のネジ孔４６に螺合される軸線方向位置調整ネジ４７を、軸線Ｏ方向に位置決めした状態で固定する固定機構５１が設けられている。この固定機構５１は、工具本体３２の外周から第一のネジ孔４６まで通じる第二のネジ孔５２と、この第二のネジ孔５２に螺合されて、第一のネジ孔４６側の先端で軸線方向位置調整ネジ４７の外周を押圧して固定する固定ネジ５３とを有している。
第二のネジ孔５２は、工具本体３２においてチップポケット４１よりも工具基端側に離間して設けられている。
固定ネジ５３は、軸線方向位置調整ネジ４７と当接する先端に、ろう付け等によって真鍮等の比較的柔らかい材質からなる当接部５３ａが取り付けられており、この当接部５３ａによって、軸線方向位置調整ネジ４７のネジ山を潰さずに軸線方向位置調整ネジ４７を押さえ込んでその回転を規制することができるようになっている。ここで、固定ネジ５３と当接部５３ａとは必ずしも固定しておく必要はなく、固定ネジ５３と軸線方向位置調整ネジ４７との間に、固定ネジ５３とは別体の当接部５３ａを介装する構成としてもよい。
【００１８】
本実施形態に示すリーマ３１においては、これら第一のネジ孔４６、軸線方向位置調整ネジ４７、操作口５０、チップ３４の被押圧面４２、軸線方向位置調整ネジ４７の押圧面４８、及び固定機構５１とによって軸線方向位置調整機構を構成している。
【００１９】
以下より、このように構成されるリーマ３１におけるチップ３４の切刃４３の位置調整について説明する。ここでは、切刃４３の工具外周側への突出量の調整（径方向の位置調整）を先に行い、その後に切刃４３のアドバンス量の調整（軸線Ｏ方向の位置調整）を行う場合について説明するが、この逆の順番で調整を行ってもよい。
切刃４３の工具外周側への突出量の調整は、クランプネジ５を緩めた状態で、工具本体３２に形成された取付孔４４に螺合される調整ネジ４５ｂを操作して、調整ネジ４５ｂによって取付孔４４内のピン４５ａを押圧し、ピン４５ａを介してチップ３４を外周側に押圧することで行われる。
具体的には、調整ネジ４５ｂのねじ込み量に応じて、ピン４５ａを介してチップ３４が外周側に押圧されることにより切刃４３の工具外周側への突出量が微調整される。
【００２０】
このようにして切刃４３の工具外周側への突出量を調整した後、以下のようにして、軸線方向位置調整機構によってアドバンス量の調整を行う。なお、この調整の際には、予め固定機構５１の固定ネジ５３による軸線方向位置調整ネジ４７の固定は解除しておく。
まず、図３に示すように、開口部５０を通じて、ネジ穴４６に螺合する軸線方向位置調整ネジ４７の係合部４９に調整工具Ｋを係合させる。そして、調整工具Ｋによって軸線方向位置調整ネジ４７を操作して軸線Ｏ方向に移動させ、軸線方向位置調整ネジ４７の押圧面４８によって、チップ３４の被押圧面４２を押圧する。これによってチップ３４は軸線Ｏ方向に押圧力を受けて、工具先端側に向けて移動される。このようにしてチップ３４のアドバンス量を所定の値に設定した後、固定機構５１の固定ネジ５３を締めつけて、当接部５３ａによって軸線方向位置調整ネジ４７を押さえつけて固定し、クランプネジ５を締めつけてチップ３４をチップ取付座３３に固定して、チップ３４の切刃４３の位置調整を終える。ここで、チップ３４の被押圧面４２及び軸線方向位置調整ネジ４７の押圧面４８はそれぞれ工具本体３２の軸線Ｏに直交して設けられているので、アドバンス量の調整は、被押圧面４２と押圧面４８とが面接触した状態で行われることとなる。これによって、チップ３４の支持が安定し、位置決め精度が高められる。
【００２１】
また、軸線方向位置調整ネジ４７が螺合される第一のネジ孔４６は、工具本体３２において、クランプネジ５が螺着されるネジ孔よりも工具外周側に位置して形成されているので、チップ３４は、クランプネジ５を中心として、切刃４３を工具内周側に移動させる向きの回転力を受けることになる。これによってチップ３４は、径方向位置調整機構７のピン４５ａに密着することとなり、チップ３４がより安定して支持された状態でアドバンス量の調整が行われる。すなわち、切刃４２の径方向の位置調整の精度を確保しつつ、軸線Ｏ方向の位置調整を行うことができる。
【００２２】
そして、このようにチップ３４の支持が安定することで、調整の手順を変えて、切刃４３のアドバンス量の調整を先に行い、その後に切刃４３の工具外周側への突出量の調整を行う場合にも、切刃４３の工具外周側への突出量の調整を容易かつ正確に行うことができる。
【００２３】
ここで、上記実施の形態では、軸線方向位置調整ネジ４７の押圧面４８を平面とした例を示したが、これに限られることなく、例えば押圧面４８の内周側に凹状の逃げを形成し、チップ３４と軸線方向位置調整ネジ４７との接触面積を低減し、位置調整の際のこれらの間での摩擦抵抗を低減させてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明にかかるリーマによれば、チップの軸線方向の位置調整は、ネジ孔に螺着される軸線方向位置調整ネジによってチップを工具先端側に押圧して移動させることで行われる。チップの被押圧面と軸線方向位置調整ネジの押圧面はともに工具本体の軸線に対して略直交しており、これらは面接触するので、この位置調整の際にチップの支持が安定し、位置決め精度が高められる。
また、このようにチップの支持が安定することで、切刃の工具外周側への突出量の調整も容易かつ正確に行うことができる。
さらに、ネジ孔が軸線に略平行に形成されていて工具本体の先端部の工具回転方向の肉厚が確保されるので、ネジ孔を、工具本体において径方向の任意の位置に形成することができ、例えばネジ孔を工具本体の外周側に位置して形成して、チップの支持をより安定させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかるリーマの形状を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）に示すリーマを矢印Ｃ方向から示す側面図である。
【図２】 （ａ）は図１（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図３】 本発明の一実施形態にかかるリーマにおけるチップの位置調整の様子を示す側面図である。
【図４】 従来のリーマの形状を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）に示すリーマを矢印Ａ方向から示す側面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】 従来のリーマにおいて、チップの切刃と、工具本体の先端に設けられるパッドの回転軌跡を示す図である。
【符号の説明】
３１ リーマ ３２ 工具本体
３４ チップ ４２ 被押圧面
４３ 切刃 ４６ 第一のネジ孔
４７ 軸線方向位置調整ネジ ４８ 押圧面
５０ 操作口

Claims (1)

1. 軸線回りに回転される略円柱形状の工具本体の先端部に、切刃を前記工具本体の外周側に突出させてスローアウェイチップが設けられるスローアウェイ式リーマであって、
   前記スローアウェイチップの工具基端側には、前記軸線に略直交する被押圧面が形成され、
   前記工具本体は、前記スローアウェイチップの工具基端側に隣接して、前記軸線に略平行にして設けられるネジ孔と、
   該ネジ孔に、前記軸線方向に移動可能にして螺合されるとともに、工具先端側の端面が前記軸線に略直交し、前記スローアウェイチップの被押圧面を押圧する押圧面とされる軸線方向位置調整ネジと、
   前記ネジ孔の工具基端側に隣接して工具外周側に開口されて、前記ネジ孔の工具基端側の端部を外部に露出させる操作口とを有していることを特徴とするスローアウェイ式リーマ。

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