JP4539899B2

JP4539899B2 - リーマ

Info

Publication number: JP4539899B2
Application number: JP2001074628A
Authority: JP
Inventors: 真樹下出; 宣博竹原
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: JP2002273620A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、孔の仕上げ加工等に使用されるリーマ、特に電着リーマに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
孔の仕上げ加工等に使用されるリーマは、図９〜図１１に示すように、リーマ本体４０の先端膨出部４１に、周方向に沿って所定ピッチ、例えば、図例のように約９０°ピッチに、リーマ軸心方向に延びる切屑逃し用溝４２を形成し、この切屑逃し用溝４２間に砥粒４４を付着（電着）させて砥粒部４３を形成し、さらにリーマ本体４０に、先端がリーマ本体４０の先端面に開口しない盲状の軸心孔４５を設けると共に、この軸心孔４５と切屑逃し用溝４２とを連結する連結孔４６を設けていた。
【０００３】
そして、切削中においては、軸心孔４５にその基端部から図示省略に切削油供給装置から切削油を供給して、連結孔４６を介して切屑逃し用溝４２に切削油を送り込むようにしていた。これによって、切削作業を円滑に行うと共に、発生する切屑を上記切屑逃し用溝４２から切削油とともに外部へ排出させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、切屑が、砥粒部と、加工用の孔の内周面との間から切屑逃し用溝４２へ押出されない場合があり、押出されなければ、砥粒部４３に切屑が密着して加工精度が低下する（例えば、製品の孔径、面荒さに悪影響を与える）おそれがあった。そのため、毎加工時にリーマを他のリーマと交換したり、砥粒部４３からの切屑除去作業を行ったりする必要があり、作業能率が悪いものであった。また、切屑が密着することによって、この種のリーマとしての寿命が短くなり、コスト高となっていた。
【０００５】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、長期にわたって安定して精度よく孔の仕上げ加工等に使用することが可能なリーマを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び効果】
そこで請求項１のリーマは、先端部にリーマ軸心Ｌ方向に延びる複数本の切屑逃げ用溝４を有するリーマ本体１と、このリーマ本体１の隣合う切屑逃げ用溝４、４間に砥粒が付設されてなる砥粒部２・・とを備え、上記リーマ本体１に、上記切屑逃げ用溝４に切削油を供給するための切削油供給孔５を設けたリーマであって、上記砥粒部２にリーマ軸心Ｌ方向に延びる長凹溝とした油溜め凹部８を設けると共に、上記油溜め凹部８と切削油供給孔５とを連通孔９にて連結して、切削油をこの油溜め凹部８から噴出させて切屑を切屑逃げ用溝４へ押出すことを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１のリーマでは、砥粒部２に油溜め凹部８が設けられるので、切削油供給孔５からの切削油が油溜め凹部８から噴出され、これによって、発生する切屑が切屑逃げ用溝４へ押出される。そして、切屑逃げ用溝４に入った切屑はこの切屑逃げ用溝４内の切削油によって外部へ排出される。すなわち、油溜め凹部８からの油の流出により、砥粒部２が洗い流されることになって、砥粒部２に切屑が密着（付着）しにくいものとなる。これによって、長期にわたって精度よく仕上げ加工を行うことができ、高品質（主に面荒さと加工径品質）の製品を提供することが可能となる。また、長期にわたって、他のリーマと交換する必要がなくなるので、生産性の向上及びコストの低減を図ることができると共に、自動化の促進に寄与する。
【０００８】
さらに、上記請求項１のリーマでは、油溜め凹部８を有することによって、連通孔９の開口部と切削面（仕上げ加工する孔の内周面）との間に空間が形成されることになる。これによって、連通孔９からの切削油がこの空間へ流入し、さらに切屑逃げ用溝４へ流れ込むことになって、切屑の除去を確実に行える。これに対して、油溜め凹部８を形成することなく連通孔９の開口部を砥粒部２に直接開口させれば、この開口部が切削面と密接状となって、この連通孔９から切削油が流出し難いものとなり、切屑を切屑逃げ用溝４へ押出すことが困難となる。
【００１０】
しかも上記リーマでは、上記油溜め凹部８がリーマ軸心Ｌ方向に延びる凹長溝であるので、切削油が広範囲にわたって油溜め凹部８から流出（噴出）することになり、砥粒部２への切屑の密着を有効に防止することができる。
【００１１】
請求項２のリーマは、上記油溜め凹部８の長手方向端部と砥粒部２のリーマ軸心方向端縁との間に砥粒残部１０、１０が形成されていることを特徴している。
【００１２】
上記請求項２のリーマでは、油溜め凹部８と切削面とで形成される空間が密封状の中空室となり、切削油がこの中空室から放射状に噴射され、砥粒部２全体の切屑の密着を有効に防止することができる。また、砥粒残部１０においても切削面を切削することができる利点もある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のリーマの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1〜図３はリーマの一実施の形態を示し、図１は側面図であり、図２は要部正面図であり、図３は要部断面図である。リーマは、リーマ本体１と、このリーマ本体１の先端部に設けられる砥粒部２・・とを備え、複数の砥粒部２・・をもって、切削部Ｓを構成する。
【００１４】
すなわち、リーマ本体１の先端部に膨出部３が形成され、この膨出部３に周方向に沿って所定ピッチ、図例では約９０°ピッチで断面形状が円弧状とされてリーマ軸心Ｌ方向に延びる複数本の切屑逃げ用溝４・・を形成し、さらに、膨出部３の外面に、つまり、隣合う切屑逃げ用溝４、４間に、砥粒部２を形成する砥粒を付着させている。この場合、切屑逃げ用溝４は、その幅寸法Ｗ₁が砥粒部２の幅寸法Ｗ₂と略同一となるように設定される。つまり、図１に示すように、横断面において、切屑逃げ用溝４と砥粒部２とは、それぞれ中心角度α、βが約４５°に設定され、また、切屑逃げ用溝４のリーマ軸心Ｌ方向に対する傾斜角度θが、約１０°に設定されている。なお、切屑逃げ用溝４が上記のように傾斜していれば、これにともなって砥粒部２も同様に所定角度で傾斜することになる。
【００１５】
また、砥粒部２は、例えば、ダイヤモンドやＣＢＮ等の超硬質の砥粒を電着することによって形成され、その肉厚としては、数ミクロン乃至数十ミクロンとされる。なお、上記の中心角度α、βや傾斜角度θ、砥粒部2の肉厚等の数値は一例であり、もちろんこれに限るものではない。
【００１６】
ところで、リーマ本体１には、図３に示すように、先端がリーマ本体１の先端面１ａに開口しない盲状の切削油供給孔５が設けられ、膨出部３にこの切削油供給孔５と各切屑逃げ用４・・と連通する連通孔６・・が設けられている。すなわち、各連通孔６・・は軸心が先端に向かって順次径方向外方へ拡開するように傾斜し、この傾斜角度θ₁としては５０°〜６０°位に設定されている。
【００１７】
そして、この切削油供給孔５の基端部に、図示省略の切削油供給装置が接続され、この切削油供給装置から切削油供給孔５に例えば約２０気圧の圧力でもって切削油が供給される。従って、切削油供給孔５に供給された切削油は、各連通孔６・・を介して各切屑逃げ用溝４・・へ送出されることになる。なお、切削油としては、切削する材質によって相違するが、鋼に対して極圧油、アルミニウムには白灯油、軽油あるいはそれに油性材を添加したもの、銅には水溶性切削油、軽油等を使用することができる。
【００１８】
また、上記砥粒部２に断面矩形状の油溜め凹部８が設けられ、この油溜め凹部８と上記切削油供給孔５とを連通する連通孔９・・が設けられている。すなわち、リーマ本体１の膨出部３に、隣合う切屑逃げ用溝４、４間に凹溝７を設け、この凹溝７の内面に砥粒を電着しないように構成している。このため、この凹溝７と、砥粒部２の切欠部２ａとでもって油溜め凹部８が形成される。また、リーマを製造する場合、リーマ本体１はその表面に例えばニッケルメッキ層等の被覆層が形成されるものであり、油溜め凹部形成部位に被覆層及び砥粒層を形成しないように構成して油溜め凹部８を形成してもよい。なお、油溜め凹部８の深さ寸法としては、例えば、０．５ｍｍ程度とされる。
【００１９】
また、この油溜め凹部８のリーマ軸心Ｌに対する傾斜角度θ₃は上記傾斜角度θと略同一に設定され、切屑逃げ用溝４と略平行に配設されている。しかも油溜め凹部８の両長手方向端部が、砥粒部２の軸心方向端縁に達しないように設定され、油溜め凹部８の端部と砥粒部２の軸方向端縁との間に砥粒残部１０、１０（図２参照）が形成される。また、連通孔９・・は、上記連通孔６と同様図３に示すように、その軸心がリーマ軸心Ｌに対して上記傾斜角度θ₁と略同一の傾斜角度θ₂で傾斜している。なお、油溜め凹部８の幅寸法Ｗ₃としては、切削面を切削することができる砥粒部２を形成でき、しかも油溜めとして機能する範囲で変更可能である。また、各連通孔６、９の孔径（直径）は例えば１ｍｍ〜１．５ｍｍ位に設定される。
【００２０】
次に、上記のように構成されたリーマを使用して孔の仕上げ加工を行う方法を説明する。まず、図示省略のシャンク（リーマ本体１の基端部）を図示省略の回転駆動装置に装着すると共に、切削油供給孔５に図示省略の切削油供給装置を接続する。この状態で、回転駆動装置と切削油供給装置とを駆動して、切削油を切削油供給孔５に供給しつつこのリーマをその軸心Ｌ廻りに回転させ、仕上げ加工する孔に、このリーマの切削部Ｓを挿入する。これによって、各砥粒部２・・が孔の内周面を切削して、この孔の内周面が仕上げられる。この際、切屑が発生するが、各切屑逃げ用溝４・・に入った切屑は、各連通孔６・・から流出している切削油とともに外部へ排出される。
【００２１】
また、切削油供給孔５からは、連通孔９にも切削油が供給される。この場合、油溜め凹部８を有することによって、連通孔９の開口部と切削面（仕上げ加工する孔の内周面）との間に空間が形成されることになる。このため、連通孔９からの切削油が油溜め凹部８に流入し、この油溜め凹部８から切屑逃げ用溝４に向かって図１の矢印のように切削油が流出（噴出）することになる。従って、砥粒部２と孔の内周面との間の切屑は、油溜め凹部８から噴出する切削油によって、切屑逃げ用溝４へ押出されることになる。これによって、砥粒部２に対する切屑の密着を防止することができ、長期にわたって精度よく仕上げ加工を行うことが可能である。ところで、切屑が密着すれば、他のリーマと交換したり、切屑の除去作業を行ったりする必要があり、作業性に劣ることになるが、この発明のリーマを使用すれば、上記のように、切屑が密着し難いものであるので、作業性に優れ、多数の仕上げ加工を短時間で行うことができる。また、長期にわたって、他のリーマと交換する必要がないので、自動化の促進に寄与する。
【００２２】
また、上記実施の形態では、油溜め凹部８が膨出部３の全長にわたって形成されず、長手方向端部側に砥粒残部１０、１０が形成され、切削面と油溜め凹部８にて形成される上記空間が密封状の中空室となる。そのため、この中空室から放射状に切削油が流出することになって、砥粒部２からの切屑の押出を確実に行うことができる。しかしながら、図２の仮想線で示すように、砥粒残部１０、１０を有さないもの、つまり、油溜め凹部８の長手方向端部がその長手方向に開口しているものであってもよい。この場合、長手方向開口部から切削油が流出するが、すべてがこの長手方向開口部から流出するわけではなく、隣合う切屑逃げ用溝４へも流出して、切屑を切屑逃げ用溝４へ押出すことが可能であるからである。
【００２３】
次に、図４〜図６は他の実施の形態を示し、この場合、６本の切屑逃げ用溝４・・が周方向に沿って約６０°ピッチで配設され、切屑逃げ用溝４及び油溜め凹部８に連通孔６、９がそれぞれ３個設けられている。また、切屑逃げ用溝４のねじれ角、つまり、リーマ軸心Ｌ方向と切屑逃げ用溝４とが成す角度θが、約１５°に設定されている。さらに、連通孔６のリーマ軸心Ｌ方向に対する角度θ₁が約３０°に設定され、先端の連通孔９のリーマ軸心Ｌ方向に対する角度θ₂が約６０°に設定され、他の２個連通孔９、９のリーマ軸心Ｌ方向に対する角度θ₂が約９０°に設定されている。そして、リーマ本体１の膨出部３は、先端アール部３ａと本体部３ｂと基端テーパ部３ｃとを備え、切屑逃げ用溝４が、先端アール部３ａから基端テーパ部３ｃを越えて形成され、砥粒部２が、先端アール部３ａから基端テーパ部３ｃに跨って形成され、油溜め凹部８が、本体部３ｂに形成されている。なお、連通孔６、９の孔径（直径）としては、例えば、１ｍｍ〜１．５ｍｍ位に設定されている。他の構成は上記図１〜図３のリーマと同様であるので、その説明を省略する。
【００２４】
この図４〜図６に示すリーマを使用して、孔の仕上げ加工を行えば、上記図１〜図３のリーマと同様、油溜め凹部８から切削油を噴出させて、砥粒部２と切削面との間の切屑を切屑逃げ用溝４へ押流すことができ、砥粒部２に切屑が密着することを有効に防止することができる。
【００２５】
ところで、油溜め凹部８として、図７に示すように、連通孔９より大径の円形（又は楕円乃至長円形）の凹窪部から構成してもよい。すなわち、切削油を溜めることができ、しかも、切屑逃げ溝４への切削油流出のための中空室が形成されればよい。そのため、この図７に示す油溜め凹部８であっても、油溜め凹部８から切削油を噴出させて、砥粒部２と切削面との間の切屑を切屑逃げ用溝４へ押流すことができる。
【００２６】
【実施例】
次に、実施例を示す。表１に示し切削条件にて図４〜図６に示すリーマ（溝付リーマ）と、これと同一の寸法形状であって、油溜め凹部８と連通孔９を有さない溝なしリーマとを使用して孔仕上げ加工を行った。
【００２７】
【表１】

【００２８】
そして、その結果を図８のグラフ図で示す。すなわち、溝なしリーマでは、切削長さが１０ｍ位になれば、面荒さが規格を越えるのに対し、溝付リーマでは、切削長さが２０ｍを越えても規格を越えなかった。このように、この発明のような溝付リーマでは、長期にわたって安定して切削面（孔の内周面）を仕上げることができる。
【００２９】
以上にこの発明のリーマの具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、各連通孔６、９の数、配設ピッチ、孔径、形状、傾斜角度θ₁、θ₂等も変更自由であり、砥粒部２と切屑逃げ用溝４の数の増減や各幅寸法Ｗ₂、Ｗ₁の大きさ等の変更も自由である。また、切削部Ｓの軸心方向長さや外径寸法等も、加工する孔の大きさや、被加工材の材質等に応じて変更自由である。さらに、油溜め凹部８としては、その断面形状が半円形、半楕円形、半多角形等の種々の形状のものを採用することができる。また、切削部Ｓが基端側に向かって順次縮径するいわゆるバックテーパ型のものであってもよい。
さらに、切屑逃げ用溝４や砥粒部２の傾斜角度θの変更も可能であり、リーマ軸心Ｌ方向と平行に配設されるものであってもよく、さらには、切屑逃げ用溝４等がリーマ軸心Ｌ方向に対して湾曲していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のリーマの実施形態を示す側面図である。
【図２】上記リーマの要部正面図である。
【図３】図１のＡ−Ｏ−Ｂ線断面図である。
【図４】他のリーマの実施形態を示す要部半截断面図である。
【図５】上記他のリーマの要部断面図である。
【図６】上記他のリーマのリーマ本体の側面図である。
【図７】別のリーマの要部簡略正面図である。
【図８】面荒さを示すグラフである。
【図９】従来のリーマの側面図である。
【図１０】従来のリーマの要部正面図である。
【図１１】図９のＡ´−Ｏ´−Ｂ´線断面図である。
【符号の説明】
１リーマ本体
２砥粒部
４切屑逃げ用溝
５切削油供給孔
８油溜め凹部
９連通孔
１０砥粒残部
Ｌリーマ軸心

Claims

先端部にリーマ軸心（Ｌ）方向に延びる複数本の切屑逃げ用溝（４）を有するリーマ本体（１）と、このリーマ本体（１）の隣合う切屑逃げ用溝（４）（４）間に砥粒が付設されてなる砥粒部（２・・）とを備え、上記リーマ本体（１）に、上記切屑逃げ用溝（４）に切削油を供給するための切削油供給孔（５）を設けたリーマであって、上記砥粒部（２）にリーマ軸心（Ｌ）方向に延びる長凹溝とした油溜め凹部（８）を設けると共に、上記油溜め凹部（８）と切削油供給孔（５）とを連通孔（９）にて連結して、切削油をこの油溜め凹部（８）から噴出させて切屑を切屑逃げ用溝（４）へ押出すことを特徴とするリーマ。
上記油溜め凹部（８）の長手方向端部と砥粒部（２）のリーマ軸心方向端縁との間に砥粒残部（１０）（１０）が形成されていることを特徴とする請求項１のリーマ。