JP5102203B2 - 切削プレートを備えたリーマ - Google Patents

Description

本発明は、片側に締付け部を有しており、シャフトの軸方向で反対の側で、少なくとも1つの交換可能な工具部品およびその工具部品を固定する少なくとも1つの押さえ体を備えた作業領域を有するシャフトから成るリーマに関し、該工具部品は、長さが最高で25mm、幅が最高で8mm、高さまたは厚さが最高で約4mmの超硬合金切削プレートとして、特に回転式切削プレート(Wendeschneidplatte)として形成されており、この切削プレートは長手方向で順に、断面視が平らな据付け面と、それぞれ少なくとも1つの主切れ刃および副切刃を形成する逃げ面と、すくい面と、締付け要素のための基本的に凹面の押さえ面とを有する輪郭を有し、上面視がシャフト軸とほぼ平行に位置合せ可能で切削に使用可能な副切れ刃を有しており、この副切れ刃は、リーマの送り方向の末端側で少なくとも1つの主切れ刃を備え、シャフト軸に対し角度を付けた切込み部を有している。

切削技術では、回転、皮むき、スライス、フライス加工、穿孔などのための、回転式切削プレートが数多く知られており、この回転式切削プレートは、1つの工具で、切屑を有利に形成し切削領域から切屑を切除する際にできるだけ高い切削性能を達成すべきである。その際、前述のように、切削性能は、主に目標サイズとして決定され、発生する基本的に粗い切屑は、切削プレートの切屑案内手段による変形によって、必要に応じて分断され、かつ/または素早く的確に排出するために処理されている。

研磨においては、部材の正確な寸法合せを達成または保証するために、予め小さめに成形した穴が高精度の寸法となるまでわずかに広げられる。

リーマは、穿孔表面を精密加工するための工具であり、この穿孔は盲穴または貫通孔として実施することができる。このリーマは、たいていは締付け部と少なくとも1つのカッタープレートを備えた工具部品とから構成されるものである。カッタープレートは、複数の部分から形成することができる少なくとも1つの主切刃と、少なくとも1つの副切刃とを有している。

表面の精密加工、特に穿孔の研磨加工の場合に、工作物の性能本位の切屑切除に比べて有利で、使用可能な切削プレートの形状および切屑の形成に関し、全く異なる実情が支配的であるものの、切除した細かい切屑の種類や形状、切除の流れは、研磨の場合にも実質的に達成可能な穿孔面の品質および工具の耐久性に大きな影響を及ぼすものである。

従来公知のリーマは、異なる方向に向いた主切刃および副切刃を備えている。

例えば欧州特許第1160042号より、切刃と向かい合うすくい面を、主切刃および副切刃の領域全体にわたってチップブレーカ切屑案内段部で取り囲むことが知られており、このチップブレーカは、主切刃の領域で高くなり、または主切刃に対する間隔が次第に減少している。これは、主切刃を事前加工に用い、副切刃を精密加工に用い、ならびに切刃によって切除された切屑が好ましくは一直線状のチップブレーカにぶつかって分断され、かつチップブレーカの傾斜によって付与される方向に運動インパルスを獲得するという考え方の代表である。

欧州特許第0631834B1号では、主切刃と副切刃、ならびにこれら切刃に接するすくい面が開示されており、このすくい面を取り囲むチップブレーカを備えた金属工作物を精密加工するためのリーマ用のカッタープレートが開示されている。ここで、精密加工の際に短い切屑を得るために、チップブレーカは切刃の頂点部に最高点を有しており、チップブレーカはこの最高点からそれぞれ、主切刃の領域では下降し、副切刃の領域では副切刃に平行に、または同様に下降して形成されている。

しかしながら、現在公知のリーマ用の切削プレートでは、すべてに共通して主切刃および副切刃の平らなすくい面が、切刃の向かい側にチップブレーカを備えているという欠点を有している。このため、切屑が特に副切刃の領域に溜まる可能性があり、したがって切屑の切除が増大すると切屑が堆積し、その結果、工作物の精密加工の際に、加熱および表面品質の低下を伴う過大な研磨度が生じる可能性がある。

本発明は上記する従来のリーマの有する欠点が解決された、冒頭に挙げた種類のリーマを作り出すことを目的としたものであり、かかるリーマの超硬合金切削プレートは、主切刃の領域で短い切屑を発生させることを保証し、主に極めてわずかな細かい切屑切除によって穿孔表面を滑らかにする副切刃の領域に切屑が堆積することを回避するものである。

上記目的は、切れ刃から少なくとも0.02mmの間隔をあけた切込み部の領域内の末端側で、切削プレートのすくい面が、少なくとも部分的に、表面粗度が少なくとも0.01mm増大することによって達成されるものである。

本発明によって得られる利点は、主として、切れ刃から間隔をあけた切込み部でだけ、すくい面の表面粗度が増大し、これにより、排出される切屑は摩擦の増大によって押しつぶされ、それにより切屑の分断が開始されるものである。副切刃の領域ではすくい面の表面粗度を上昇させていないので、分断された切屑は簡単に穿孔部から離れることができるという点が見出される。

上記目的は、切削プレートのすくい面が、主切れ刃から少なくとも0.02mmの間隔をあけた切込み部内の末端側に、少なくとも1つの切削陥凹部(Spanmulde)を備えることによっても達成される。

本発明に従って、切込み部内でのみ、つまり穿孔の研磨または精密加工の際に切屑の大部分が形成される主切刃の領域にのみ、切れ刃から間隔をあけてすくい面に切削陥凹部を設けた場合、思いがけずも、切削プレートによる精密加工の際に、スムーズに排出可能で短い長さ部分に分断された切屑を得ることができた。切れ刃に関しては、切削陥凹部の前にあるすくい面領域が、切削角度を大きくしたことによって耐用期間を延ばす働きをし、形成される切屑に関しては、どうやら工作物の切除の際に押しつぶされ、その直後に切削陥凹部に入る際に工具から離れた表面で伸び、その際に短く分断されると考えられる。副切刃の構造化されていないすくい面領域では、そこで工作物から切除された非常に細かい切屑が主切刃で形成される分断された比較的粗い切屑とともにスムーズに排出されることができる。このように、本発明によるリーマによれば、切屑の発生が増加しても、副切刃の領域での切屑の堆積を阻止することができ、結果として、穿孔の表面が改善され、工具の耐用期間を長くすることができる。

研磨による精密加工によって加工された穿孔の表面品質が、特に際立って均一に達成されることができる本発明の好ましい実施の形態によれば、切削プレートは、シャフト長手軸に対する角度が10°〜80°で長さが最高4mmの切れ刃を少なくとも1つ備えた切込み部を有しており、主切れ刃から軸に平行な副縁の領域への移行部は、段状もしくは多角形もしくは丸く形成される。

本発明の変形形態は、切削プレートの切込み部がシャフト軸に対して異なる角度を有する少なくとも2つの主切れ刃を備えており、切削プレートのすくい面内の切削陥凹部が、主切れ刃に垂直でそれぞれ異なる幅を有している場合に、特に長く削り取る材料にとって有利になり得、切込み部の切れ刃の移行部の領域では、切削陥凹部の幅が所々で減少し、特に0.15mmより小さい値まで減少していることが好ましい。

シャフト軸に対する角度が異なる2つの部分に主切れ刃を備えた切削プレートの実施形態は、排出される切屑中に重畳された軸方向の応力を誘発し、小さな切屑の形成を促進する。切削陥凹部の異なる幅が切屑の分断を有利に促進する作用は科学的には未だ完全に解明されていないが、これは主切刃によって切除される切屑中でさらなる応力の誘発があるためであると考えられる。

本発明に従って提供できるように、切削プレートが切削陥凹部を有し、この切削陥凹部が主切れ刃から少なくとも0.02mmの間隔だけ離れ、主切れ刃と垂直な方向に、すくい面を楔形に掘り下げて形成されており、必要に応じて表面粗度を増大させた陥凹部の表面が、もう一方の側で丸く湾曲し、好ましくは約0.05mmの半径で丸く湾曲してすくい面に戻る場合に、切込み部の領域で特に短い長さの切屑を確実に形成することができる。この切屑は、工作物から切削プレートのすくい面上に排出され、外の領域で押しつぶされる。そして切削陥凹部に移る際に、特に切削陥凹部の楔形の形状により、切屑が陥凹部と反対の方向に曲がり、その際に発生する引張り応力が既に切屑の分断をもたらすことができる。最終的に切削陥凹部の表面粗度が増大していること、またはその表面が丸く湾曲してすくい面に戻ることにより、確実に切屑が小さな部分に分断される。

1つまたは複数の切削陥凹部が、0.03mmより大きく0.16mmより小さな最高深度を有していて、1つまたは複数の陥凹部表面が必要に応じて構造化されている場合には、切屑を分断する機能と切削プレートの破断回避、ならびにリーマの有用性の向上の点で有利となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいてより詳細に説明する。

図1および図2には、リーマで使用するための回転式切削プレートが、平面図および側面図で示されている。回転式切削プレート1は、例えば長さLが16.5mm、幅Bが3.6mm、厚さHが2mmであり、向かい合った両隅に切込み部6、6’を有する。切込み部6では、主切れ刃が2つの切れ刃部分5、5’から形成されることができ、これらの切れ刃部分は移行部51を有している。図示するリーマの送り方向Vと反対の方向に、あるいは1つまたは複数の主切れ刃5、5’の続きに副切れ刃7が形成されている。

図2は、回転式切削プレート1を、リーマの作業領域に据え付けるための据付け面2とともに側面図で示している。逃げ面3、3’およびすくい面4が、それぞれ主切れ刃5、5’および副切れ刃7を形成している。

切削プレート1の切込み部6が図3に示されている。この切込み部6は、シャフト長手軸に対する角度がより大きい主切れ刃5とこの角度がより鋭い主切れ刃5’を有しており、この主切れ刃に続く副切れ刃7は基本的に軸と平行に延びている。本発明によれば、切れ刃5、5’、7を形成するすくい面4の上または中において、切込み部6の領域にだけ、つまり1つまたは複数の主切れ刃5、5’の領域にだけ、粗度を増大させた(図示略)、または切削陥凹部8を備えた面がある。すくい面4の、またはその中の表面粗度を増大させた部分または切削陥凹部8は、主切れ刃5、5’から間隔Sをあけた所から始まっており、これは主切れ刃の耐久性の改善および短い切屑の形成に有利に働く。前側の主切刃5から、後ろに続く主切刃5’への、およびその先の副切刃7への移行部51は、角を付けて多角形に、または丸くなっている。

好ましい一実施の形態では、切れ刃5、5’から間隔をあけた切削陥凹部8が、すくい面4中に角度Pで楔形に低く掘り下げられており、それぞれ異なる幅9、9’、9’’、9’’’を有している。切込み部6の一領域の断面CCについては図4において、さらなる領域の断面BBについては図5において示されているように、切削陥凹部8の表面はそれぞれ主切れ刃5、5’から異なる標準間隔9、9’、9’’だけ離れた所ですくい面4に戻る。

主切れ刃5、5’の移行領域51では、切削陥凹部8がわずかな幅9’’’で狭く形成されており、これにより、前に詳しく述べたように、切込み部6で切除された切屑の分断が著しく促進される。

回転式切削プレートの俯瞰図である。 図1に基づく回転式切削プレートの側面図である。 図1の回転式切削プレートのAの部分の拡大図である。 図3に基づく回転式切削プレートの切込み部の図3のCCの部分の断面図である。 図3の回転式切削プレートの切込み部のBBの部分の断面図である。

Claims (6)

1. 片側に締付け部を有しており、シャフトの軸方向で反対の側に、少なくとも1つの交換可能な工具部品および該工具部品を固定する少なくとも1つの締付け要素を備えた作業領域を有するシャフトから成るリーマであって、
   前記工具部品は、長さ(L)が最高で25mm、幅(B)が最高で8mm、厚さ(H)が最高で約4mmの超硬合金からなる回転式の切削プレート(1)として形成されており、
   前記切削プレート(1)は、その長手方向に直交する断面で見て平らな据付け面(2)と、主切れ刃(5、5’)および副切れ刃(7)を形成する逃げ面(3、3’)と、すくい面(4)と、締付け要素のための凹面の押さえ面(D)とを有する輪郭を有し、
   前記切削プレート(1)は、シャフト軸とほぼ平行に位置合せ可能で切削に使用可能な副切れ刃(7)と、切込み部(6)と、を有しており、
   前記切込み部は前記シャフト軸に対して角度を有し、リーマの送り方向(V)の末端側で少なくとも1つの主切れ刃(5、5’)を備えている、リーマにおいて、
   切削プレート(1)が、主切れ刃(5)から少なくとも0.02mmの間隔をあけた切込み部(6)の領域内の主切れ刃(5)側のすくい面(4)内で、少なくとも1つの切削陥凹部(8)を有することを特徴とするリーマ。
2. 切削プレートは、シャフト長手軸に対する角度が10°〜80°で、長さが最高で4mmの、少なくとも1つの主切れ刃(5)を備えた切込み部(6)を有しており、主切れ刃(5)から軸に平行な副切れ刃(7)への移行部が、段状もしくは多角形もしくは丸く形成されていることを特徴とする請求項1に記載のリーマ。
3. 切削プレート(1)の切込み部(6)は、シャフト軸に対する角度が異なる少なくとも2つの主切れ刃(5、5’)を有しており、切削プレート(1)のすくい面(4)内の切削陥凹部(8)が主切れ刃(5、5’)に対して垂直方向に異なる幅(9、9’、9’’、9’’’)の複数の領域を有することを特徴とする請求項1または2に記載のリーマ。
4. 切込み部(6)内の主切れ刃(5、5’)の移行部(51)の領域で、該移行部は主切れ刃(5、5’)の屈曲する箇所を含む領域であって、切削陥凹部の幅(9’’’)が所々で減少していることを特徴とする請求項3に記載のリーマ。
5. 切削陥凹部の最小幅(9’’’)が0.15mm未満であることを特徴とする請求項4に記載のリーマ。
6. 1つまたは複数の切削陥凹部(8)が0.03mmより大きく0.16mmより小さい最高深度を有していることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のリーマ。

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