JP5615175B2 - リーマ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分によるリーマに関する。

本明細書で論じる種類のリーマは知られている。そのようなリーマは、基体と、リーマの前端面に実質的に平行に配置された少なくとも一つの切刃と、調節装置とを備える。少なくとも一つの切刃は、主刃と、それに続く副刃とを備える。原則的に、主刃は、工具の前進方向に傾斜され、副刃は、反対方向に傾斜される。加工される穴の良好な表面品質に重要なのは、副刃の領域内で、1mm当たり1μm〜3μm、好ましくは1μmの、テーパと呼ばれる後傾が得られ、これが、リーマの直径を調節するときにも保たれたままであることである。副刃のテーパは、リーマの直径を調整するときに変わってしまうことがよくあり、そのままでは、加工される穴の高い表面品質を保証することができないので、再調節しなければならないことが判明している。

したがって、本発明の課題は、上記の欠点をなくしたリーマを提供することである。

この課題を解決するために、冒頭で挙げた種類のリーマであって、請求項1に挙げた特徴を示すリーマが提案される。すなわち、そのようなリーマは、基体と、少なくとも一つの切刃と、調節装置とを備える。切刃は、少なくとも一つの幾何的に画定された主刃および副刃を備える。切刃は、締付けねじによってリーマの基体の支持面に固定され、切刃の裏面がこの支持面に当接する。調節装置は、主刃および副刃を調整するために使用され、主刃および副刃が、リーマの周面を越えていくぶん突出し、加工対象の穴内に工具を穿入したときに穴壁と係接するようにする。このために、調節装置は、調節ねじを備え、調節ねじは、加力領域内で、突出距離を調整できるように切刃の側面に調節力を付与する。リーマは、切刃に設けられて締付けねじを受け入れるために使用される凹部がクランプ領域を備えることを特徴とする。クランプ領域は、切刃の裏面に対して特定の距離に構成される。同様に、切刃の側面への調節ねじの加力領域も、切刃の裏面に対してある距離に構成される。このリーマにおいて特別なことは、クランプ領域から切刃の裏面までの距離と、加力領域から切刃の裏面までの距離が等しいことである。締付けねじのクランプ領域によって切刃に加えられる力と、調節ねじによって切刃の側壁に作用を及ぼす力とは、好ましくは切刃の裏面に平行な面内にある。リーマのこのような設計では、切刃を調節するときに、切刃に対して傾動モーメントが作用せず、支持面での最適な当接が保証されることが示される。すなわち、締付けねじによって支持面に押圧される切刃は、傾動力を受けずに、その裏面でこの支持面に沿って摺動する。支持面は、リーマの前端面に実質的に平行であり、しかし、リーマの中心軸から見て、リーマの周面に向かう方向に1mm当たり1μmだけ後傾するように傾斜される。切刃の刃先部分は切刃の裏面に垂直に構成されるので、支持面のそのような構成では、副刃も1mm当たり1μmだけ後傾する。すなわち、支持面に対して切刃が平行に摺動するとき、副刃の領域でのテーパは、リーマを調節するときにも正確に保たれたままである。これは、特に、調節力が傾動モーメントを生じず、したがって切刃の裏面が常に確実に支持面に当接することに正に依拠する。好ましくは、さらに、調節ねじが、リーマの前端面と、ある角度、好ましくは鋭角を成すようになっている。

リーマの特に好ましい例示的実施形態は、切刃に穿設され、締付けねじを受け入れるために使用される凹部にあるクランプ領域が、丸く膨らんだ面としてまたは内円錐面として構成されることを特徴とする。それに対応して、外円錐面が締付けねじに設けられ、それにより、締付けねじは、締付けねじの中心軸を中心として切刃を心合わせする。その結果、リーマの基体にある支持面で確実な保持が行われる。さらに、クランプ力を、凹部の規定の領域内で切刃に伝達することができる。これは、切刃を調節するときに切刃に傾動モーメントが及ばないように、切刃の側面への調節力の付与をちょうどこのクランプ領域に向けることを容易にする。

さらなる形態は、従属請求項から得られる。

以下、本発明を、図面に基づいて詳細に説明する。

一つの切刃と三つの案内条片とを有するリーマの例示的実施形態の正面斜視図である。 切刃を有さず、案内条片も有さない、図１によるリーマの基体の斜視図である。 リーマの支持面に当接する切刃の一つを通る概略断面図である。

加工物を切削加工するための図１に示される工具は、基体3を有するリーマ1であり、基体3の周面5に、少なくとも一つ、ここでは三つの案内条片7が着設され、案内条片7は、リーマ1の回転軸又は中心軸9に実質的に平行に延在している。リーマ1の前端面11に、実質的に正接して、少なくとも一つの切刃が嵌め込まれる。ここに示されるリーマ1の例示的実施形態では、一つの切刃13が提供され、その前面15が、観察者の方に向けられ、その裏面17が、リーマ1の基体3にある支持面19(ほぼ完全に見えない)に当接する。リーマ1は、穴から切屑を切除するために使用される。このために、原則的には、工具が回転され、静止している加工物の穴に挿入される。基本的には、リーマ1を固定して、加工物を回転させることも想定できる。通常行われるように、リーマ1が、矢印21の方向に回転される場合、半径方向に、すなわち中心軸9に垂直に周面5を越えて突出する切刃13の刃先部分23によって、穴表面から切屑が切除される。加工物を加工するとき、リーマ1は、この場合には二重矢印25の方向、すなわちその中心軸9の方向に前進される。

図１から、刃先部分23の一区域が前進方向に傾斜されていることが分かる。ここでは、これが切刃13の主刃27である。ここでは、例として、前進方向に傾斜された領域を一つだけ含む一区域が示される。しかし、ここで、前端面11に接し、例えば前進方向に45°傾いた主刃の第１の領域と、前進方向で見て第１の領域の後方にあり、前進方向に3°〜5°未満だけ傾斜されたさらなる領域とを設けることを想定できる。そのような構成は、二重切削構成とも呼ばれる。

主刃27に、場合によってはより緩やかに傾斜された主刃領域に、刃先部分23のさらなる区域、すなわち副刃29が続く。副刃29は、二重矢印25によって示される前進方向とは反対方向に傾斜され、主刃27から見て、1μm/mm〜3μm/mm、好ましくは、1μm/mmだけ中心軸9の方向に後傾する。このような副刃の構成は知られている。この構成は、テーパとも呼ばれる。

加工物を加工するとき、まず始めに、主刃27によって、加工対象の穴の壁から切屑が切除される。このとき加工された領域は、次いで、副刃29によって加工される。テーパは、加工される穴内でリーマが動かなくなるのを妨げ、且つ最適な表面品質を保証するのに有用である。中心軸9に向けて傾斜された副刃29は、必ずしも、主刃27から切刃13の裏面17にまで及ぶその全長にわたって穴表面と係接する必要はない。好ましくは、主刃と副刃との境目の曲折点から3mmまでの副刃29の領域が実働状態となる、すなわち加工物の穴壁と係接するようになっている。

刃先部分23によって切除された切屑は、チップポケット31と呼ばれるリーマ1の基体3にある凹部に至り、加工される穴表面が切屑によって損傷されないように搬送して除去することができる。切屑を冷却及び搬送除去するために、且つ刃先部分23を潤滑するために、チップポケット内に通じるチャネル33を通して冷却剤/潤滑剤を供給することができる。

切刃13に凹部35が穿設され、凹部35の長手軸は、前面15及び裏面17、さらには支持面19に垂直である。凹部35を通って締付けねじ39が係合し、この締付けねじ39によって、切刃13がリーマ1の基体3に固定され、裏面17で支持面19に押圧される。締付けねじ39の頭部は、凹部35に座ぐりされて切刃13内に位置する。

支持面19が、半径方向に、すなわち中心軸9から見てリーマ1の周面5の方向に後傾する、すなわち、好ましくは、1μm/mmだけ後傾するようになっている。副刃29は、切刃13の裏面17に垂直に延在するので、支持面19のこの傾斜は、副刃29のテーパ、すなわち中心軸9に対する副刃29の傾斜を調整するのに有用である。好ましくは、この場合、上述したように締付けねじ39が支持面19に垂直となるように、締付けねじ39の長手軸27も中心軸に対して傾斜される。

図１による図示から、切刃13が、平面図で見て、平行四辺形に構成されることが分かる。第１の側面41は、矢印21によって示される回転方向に向いている。反対側の面41'は、リーマ1の基体3に穿設された、切刃13を受け入れる凹部43の端壁に当接する。リーマの外側長手面45は、外方向に向いている。反対側の内側長手面45'は、凹部43の内壁47に位置する。この内側長手面45'に対して、調節装置(ここには図示せず)が作用し、調節装置は、リーマ1の周面5を越える刃先部分23の突出距離を調節し、それにより工具の直径を調整するために使用される。

切刃13は、好ましくは二つの刃先部分を有する。刃先部分23と180°ずれた位置に、刃先部分23'が提供される。刃先部分23が摩耗した場合、締付けねじ39を緩めることができる。次いで、切刃13が、長手軸37を中心として180°回転され、再び凹部43内に着設され、次いで締付けねじ39を締めて固定される。

図２は、やはり斜視図でリーマ1を示し、しかし、図１の場合に比べて、さらにいくぶん上方からの図である。図２による図示では、リーマ1の基体3に取り付けられる全ての部品、すなわち少なくとも一つの切刃と少なくとも一つの案内条片とが省略されている。同じ部分には同じ参照符号が付されており、したがって、その限りにおいて、図１に関する説明を参照する。

リーマ1の基体3に、切刃13(ここには図示せず)を受け入れるための凹部43が穿設される。この凹部43の内壁47と、チップポケット31とは反対の側にある端壁49と、支持面19とが明瞭に見られる。内壁47の領域内に開口51が見られ、開口51を通して調節装置が切刃13に作用を及ぼすことができ、それによりリーマ1の直径を調整することができる。調節装置は、開口51を通って係合する調節ねじ(ここには図示せず)を含み、この調節ねじは、切刃13の内側長手面45'に作用する。調節ねじは、好ましくは、調節ねじまたは調節ねじの中心軸がリーマ1の前端面11と好ましくは鋭角を成すように配置される。

支持面19に穴53が見られ、この穴53の中心軸は、締付けねじ(ここには図示せず)の中心軸37と一致する。この軸は、支持面19に垂直である。

図３は、リーマ1なしで、切刃13を断面で示す。しかし、ここでは、凹部43の支持面19が位置する面54が示されている。

この断面図には、切刃13にある凹部35が見られる。凹部35は、第１の領域55を有し、第１の領域55の内径は、締付けねじ39の頭部を受け入れることができるように選択される。第１の領域55は、切刃13の前面15から延びる。第１の領域55にクランプ領域57が続き、クランプ領域57は第２の領域59につながり、第２の領域59を通って、締付けねじ39の軸部が貫入する。第１の領域55と第２の領域59とは、好ましくは円筒形に構成される。クランプ領域57に関して、以下のことを述べることができる。

ここで内円錐面を構成することができるが、好ましくは、第１の領域55が、画定された弧状部分を介して第２の領域59に移行し、それによりクランプ領域57が湾曲面によって画定され、この湾曲面は、断面で見て、長手軸37の方向に向けて丸く膨らみ、すなわち凸面に構成される。この湾曲面に、締付けねじ39の外円錐面が作用を及ぼす場合、ここでクランプ領域57内で線接触が生じ、それにより、矢印Kによって示されるクランプ力が、規定の面61内に生じ、締付けねじ(ここには図示せず)の長手軸37と一致する凹部35の中心軸に垂直に加わる。

また、最後に、面を一段下げることによって生成されるステップを介して第１の領域55を第２の領域59に移行させることを想定でき、それによりクランプ領域57がこのステップによって構成され、そのステップに締付けねじの平坦頭部が載置することができる。平坦頭部が当接する平面は、面54に平行に延びる面内に構成される。また、この場合、クランプ力Kが作用する規定の面が生じる。

上側長手面45と反対側の下側長手面45'上に、矢印Jによって示される調節力が作用を及ぼす。図３による図示から、調節力は、面61内に位置する加力領域63において切刃13に作用することが明らかである。すなわち、矢印Kによって示されるクランプ力と、矢印Jによって示される調整力とは、面54から測って等距離で作用する。それらは、同一面61内にあり、したがって、クランプ力と調節力とによって、切刃13に傾動モーメントが及ぼされない。したがって、調節力が作用を及ぼす場合にも、切刃13は、その裏面17で、面55内に位置する支持面19(ここには図示せず)と同一平面内にあり、それにより、選択された切刃13のテーパが確実に保たれ、穴表面を加工するときに高い表面品質が保証される。

以上のことから、切刃13は、確実にかつ特に非常に正確にリーマ1の基体3に装着されることが明らかである。切刃13は、回転しないように、凹部43の端壁49および内壁47によってリーマ1の基体3に保持され、支持面19によって、規定の角度位置に向けられる。支持面19は、リーマ1の中心軸9から周面5の方向に後傾する、すなわち1μm/mm〜3μm/mm未満だけ、好ましくは定義の下で1mm当たり1μm未満だけ後傾するので、副刃29の傾斜角度、すなわち刃先部分23のテーパを正確に調整することができ、切刃13を調節するときにもそれを保つことができる。

ここで選択した形態は、特に、リーマ1によって穴表面を正確に精密加工するのに特に有利であることが示されている。

Claims (12)

1. 基体(3)と、
   リーマ(1)の前端面(11)に平行に配置された少なくとも一つの切刃(13)と、
   調節装置と、を備えるリーマであって、
   前記切刃(13)が、
   幾何的に画定された主刃(27)と、幾何的に画定された副刃(29)とを有し、
   前記切刃(13)に貫入する締付けねじ(39)によって、前記リーマ(1)の前記基体(3)の支持面(19)に保持され、前記切刃(13)の裏面(17)が前記支持面(19)に当接し、
   前記調節装置が、
   前記切刃(13)の側面に調節力を付与する前記切刃(13)に作用する調節ねじを備えるリーマにおいて、
   前記切刃(13)に貫入する前記締付けねじ(39)を受け入れる凹部(35)がクランプ領域(57)を有し、
   前記クランプ領域(57)は、長手軸の方向に沿った断面内で膨れた凸面を有し、該凸面内で前記クランプ領域(57)と前記締付けねじ(39)との線接触が生じて規定の面内でクランプ力が生じ、
   前記調整力は、ある面内に位置する加力領域内において前記切刃(13)に作用しており、
   前記切刃(13)の前記裏面(17)に対して垂直に測った、前記規定の面から前記裏面(17)までの距離が、前記切刃(13)の前記裏面(17)に対して垂直に測った、前記ある面から前記切刃(13)の前記裏面(17)までの距離と等しいこと、および
   前記支持面(19)が、前記リーマ(1)の中心軸(9)から前記リーマの周面(5)の方向で、1μm/mm〜3μm/mmだけ後傾することを特徴とするリーマ。
2. 前記締付けねじ(39)を受け入れる前記凹部(35)内にある前記クランプ領域(57)が、丸く膨らんだ面としてまたは内円錐面として構成され、前記クランプ領域(57)が、前記締付けねじ(39)の外円錐面と相互作用することを特徴とする請求項１に記載のリーマ。
3. 前記外円錐面が、前記締付けねじ(39)の頭部に設けられることを特徴とする請求項２に記載のリーマ。
4. 前記切刃(13)が、平面図で見て、多角形に構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のリーマ。
5. 前記切刃(13)が、平面図で見て、平行四辺形に構成されることを特徴とする請求項４に記載のリーマ。
6. 前記調節ねじが、前記リーマ(1)の前端面(11)と鋭角を成す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。
7. 前記リーマ(1)の周面(5)に着設することができる少なくとも一つの案内条片(7)が設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のリーマ。
8. 一つの切刃(13)と、三つの案内条片(7)とが設けられ、前記三つの案内条片(7)のうち、第１の案内条片が、前記切刃(13)の前記主刃および副刃から75°遅れ、第２の案内条片が、前記主刃および副刃と180°ずれた位置にあり、第３の案内条片が、前記切刃の前記主刃および副刃から270°遅れることを特徴とする請求項７に記載のリーマ。
9. 前記切刃(13)が、それぞれ主刃と副刃とを有する対角に位置する二つの刃先部分(23;23')を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のリーマ。
10. 前記支持面(19)が、前記リーマ(1)の中心軸(9)から見て、内側から外側に向かって1μm/mmだけ後傾し、それにより、前記少なくとも一つの切刃の前記副刃(29)が、1μm/mm〜3μm/mmだけ後傾することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のリーマ。
11. 前記支持面(19)が、前記リーマ(1)の中心軸(9)から前記リーマの周面(5)の方向で、1μm/mmだけ後傾することを特徴とする請求項１に記載のリーマ。
12. 前記少なくとも一つの切刃の前記副刃(29)が、1μm/mmだけ後傾することを特徴とする請求項１０に記載のリーマ。

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