JPH07121485B2 - リ−マ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、リーマ本体の外周に複数の切刃が形成され
て穴の仕上げ加工に用いられるリーマに関するものであ
る。

［従来の技術］ 第４図（Ａ）、（Ｂ）〜第６図は、従来のこの種のリー
マを示すもので、それぞれ円柱状をなすリーマ本体１、
２の先端部外周に、軸線方向に向けて延びる複数の切刃
３…、４…が形成されたものである。ここで、いずれの
切刃３…、４…も、第６図に示すように、それぞれ円周
方向に等間隔を隔て、かつ互いに等しいねじれ角θの螺
旋状に形成されている。そして、これら切刃３…、４…
の先端部には、食付き角αのテーパ状をなす食付き部
５、６が形成されている。また、一方のリーマ本体１の
基端部分にはストレートシャンク７が形成され、他方の
リーマ本体２の基端部分にはテーパーシャンク８が形成
されている。

そして、これらリーマにおいては、切刃３…、４…の食
付き部５、６の後端部分から平行部分に向けた長さＬの
部分９…、10…で穴の内壁を仕上げ切削するとともに、
これらの部分９…、10…の後端側の平行部分でこの穴の
仕上げ面粗度を向上させてゆく。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上記従来のリーマにおいては、いずれも一定
の回転数等の切削条件においてリーマ本体に微振動を発
生し、このため特に被削材がオーステナイト系ステンレ
ス鋼やチタニウム合金等の難削材あるいはアルミニウム
合金等である場合に、第７図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に
示すように、仕上げ面に切刃数と同数で、かつこれら切
刃のねじれ角θと概略等しいねじれ角の螺旋状を描く、
深さ0.005mm〜0.05mm程度の溝状の凹部（ツールマー
ク）Ｍ…が形成されてしまうという問題があった。

そこでこの出願の発明者は、上述したような微振動の発
生原因を追及すべく鋭意研究を重ねた結果、その原因が
次のような点にあるとの推定を得るに至った。

すなわち、上記従来のリーマにおいては、各々の切刃
３、４の切削に関与する部分９、10が被削材の内壁に食
付く際に、瞬間的に上記リーマ本体１、２に比較的大き
な切削抵抗が作用する。そして上記リーマにあっては、
いずれも各切刃３、４のねじれ角が互いに等しくかつ周
方向に等間隔をもって形成されているため、第６図に示
すように、切刃３、４各部から隣接する切刃３、４まで
の周方向の間隔が等間隔になっている。したがって、上
記リーマ本体１、２には、上記各切刃３、４の切削に関
与する部分９、10からの大きな切削荷重が一定の周期で
間欠的に作用する。

他方、これらリーマは、正面フライスやエンドミル等の
他の工具に比べて外径寸法に対して長さ寸法が大きいた
め比較的低い振動数において共振動を発生する。このた
め、マージン巾の寸法や回転数等の一定の切削条件の下
でリーマ本体１、２に規則正しい周期で大きな切削荷重
が作用するとこれらリーマ本体１、２が共振を発生し、
この結果仕上げ面にツールマークＭ…を形成する等の面
粗度に悪影響を及ぼす程度の微振動を発生するとの推定
を得るに至った。

［発明の目的］ この発明は、上記の推定に基づいてなされたものであ
り、リーマ本体に切削荷重に起因する共振動が発生する
のを防止することができ、よって仕上げ面粗度の向上を
図ることができるリーマを提供することを目的とするも
のである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記の目的を達成するために、複数の切刃
のうちの少なくとも１つの切刃の切削に関与する部分の
ねじれ角を、他の切刃の当該部分におけるねじれ角と異
なる角度に設定するとともに、この切削に関与する部分
よりも後端側においては各切刃のねじれ角が等しい角度
となるように設定したものである。

［作用］ 上記構成のリーマにおいては、異なるねじれ角に設定さ
れた切刃の切削に関与する部分と、これに隣接する切刃
の当該部分との間の周方向の間隔がその切刃の先端から
後端側へ向かうにしたがって連続的に変化する。したが
って、リーマ本体に作用する振動の周期が軸線方向に沿
って異なる不規則なものとなり、よってこれらの振動が
互いに打ち消し合うためリーマ本体に切削荷重に起因す
る共振が発生することがない。したがって、リーマ本体
に、仕上げ面にツールマークを形成してしまうようなそ
の面粗さを悪化させる共振動が発生するのを防止するこ
とができる。

ところで、このような共振動の防止効果は、上述した切
刃の周方向の間隔の変化が大きいほど発揮することがで
き、したがって切刃の全長に亙ってねじれ角を異なる角
度にした方が、共振動防止の観点だけからは望ましい。
しかし、こうして切刃の全長に亙ってそのねじれ角を他
と異なる角度とすると、リーマ本体の軸線方向に向け
て、この切刃の間に画成される切屑排出溝の幅の広狭の
差が著しくなり、この幅が過度に狭くなると切屑の排出
が阻害されるおそれが生じる。

しかるに、これに対して上記構成のリーマにあっては、
ねじれ角を異なる角度とするのは、共振動の原因となる
ような比較的大きな切削抵抗が作用する切刃の切削に関
与する部分であり、これより後端側のバニシング効果に
よって穴の仕上げ面粗度を向上させる部分については、
各切刃のねじれ角が等しい角度となるように設定されて
いる。したがって、この後端側の部分においては切屑排
出溝の広狭の差が大きくなることはなく、このため切屑
の排出が阻害されるのを抑えて切屑詰まり等の発生を未
然に防止することができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について第１図（Ａ）、
（Ｂ）および第２図を参照して説明する。

図中、符号11は円柱状をなすリーマ本体であり、このリ
ーマ本体11の先端部外周には、ねじれを有する６条の切
刃12,13,14,15,16,17が形成されている。また、これら
切刃12〜17の先端部は、食付き角βの食付き部24とされ
るとともに、これら切刃12〜17の間には切屑排出溝18,1
9,20,21,22,23が形成されている。さらに、このリーマ
本体11の基端部分には、ストレートシャンク25が形成さ
れている。

ここで、第２図に示すように、上記６条の切刃12〜17の
うち１条おきに位置する合計３条の切刃12,14,16の、切
刃先端から食付き部24後端部の長さＬの切削に関与する
部分26までのねじれ角はそれぞれθ_１とされ、他方これ
らの間に位置する他の３条の切刃13,15,17の切刃先端か
ら上記切削に関与する部分26までのねじれ角はそれぞれ
θ_２とされている。そして、これらθ_１とθ_２とは、そ
れぞれθ_１＜θ_２に設定されている。

また、これら６条の切刃12〜17は、それぞれの切削に関
与する部分26の後端において、各切刃間の間隔すなわち
切屑排出溝18〜23の幅が等しくなるように設定されてい
る。そして、この部分26よりも後端側に位置するこれら
切刃12〜17のねじれ角は、全て等しい角度θとされてい
る。

しかして、上記構成のリーマにおいては、３条の切刃1
2,14,16の切刃先端から切削に関与する部分26までのね
じれ角θ_１を、他の３条の切刃13,15,17の当該部分にお
けるねじれ角θ_２より小さくしているので、第２図に示
すように、この部分の切刃12と13、切刃14と15および切
刃16と17との間の周方向の間隔は、それぞれ先端から後
端側へ向かうにしたがって漸次狭くなり、他方切刃13と
14、切刃15と16および切刃17と12との間の周方向の間隔
はそれぞれ漸次広くなる。

これにより、上記切刃12〜17からリーマ本体11に作用す
る切削荷重による振動の周期が軸線方向に沿って変化す
る不規則なものとなり、これらの振動が軸線方向におい
て互いに打ち消し合う。これにより、リーマ本体11に切
削荷重に起因する共振が発生することがなく、よってリ
ーマ本体11に仕上げ面にツールマークを形成してその面
粗さを悪化させるような共振動が発生するのを確実に防
止することができる。この結果、加工穴の仕上げ面粗度
の向上を計ることができる。

ところで、この共振動防止効果は切刃12〜17間の間隔の
変化率が大きいほど発揮することができるため、結局上
記ねじれ角θ_１とθ_２との差を大きくすればよい。

しかしその一方、切刃12〜17の全長に亙ってそれらのね
じれ角θ_１とθ_２とを異なる大きさのものにすると、切
刃12〜17間の間隔が変化するのに伴ってこれら切刃12〜
17間の切屑排出溝18〜23の幅に広狭の差が生じる。具体
的には、第２図において、切屑排出溝18,20,22の幅が先
端側から後端側へ向かうにしたがって漸次狭くなり、他
方切屑排出溝19,21,23の幅が漸次広くなる。ここで、切
屑排出溝19,21,23については、その幅が漸次広くなるか
ら問題ないが、切屑排出溝18,20,22についてはその後端
側における幅が過度に狭くなると、切屑の排出に難が生
じる。

ところが、このリーマにおいては、切刃12〜17のそれぞ
れの切刃先端から切削に関与する部分26までの間のみね
じれ角θ_１、θ_２を変化させ、この部分26よりも後端側
では、切刃12〜17のねじれ角を等しいねじれ角θとして
いるので、切屑排出溝18〜23の幅の広狭が大きくなるこ
とはなく、切屑排出溝18,20,22の幅が過度に狭くなるの
を抑えることができる。しかも、本実施例では、この部
分26の後端側において、各切刃間の間隔すなわち切屑排
出溝18〜23の幅が等しくなるように設定しているので、
切刃12〜17の平行部分における切屑排出溝18〜23の幅が
リーマ本体11の基端部に至るまで等しい寸法になる。こ
のため、上述したような切屑詰まりが発生するのを未然
に防止することができる。

なお、上記の実施例のリーマにおいては、６条の切刃12
〜17を形成しているがこれに限るものではなく、複数の
切刃を有するものであればよい。また、６条の切刃12〜
17のうち３条づつのねじれ角を同一にし、しかもねじれ
角を交互に大小としているが、すべての切刃のねじれ角
を互いに異なるものとしてもよく、また互いに異なるね
じれ角を有する切刃をそのねじれ角が小さいものから周
方向に順次形成してもよい。いずれにしても、この発明
では複数の切刃のうちの少なくとも一の切刃のねじれ角
を他のもののねじれ角と異なる大きさに設定すればよ
い。

また、切刃のねじれ方向についても、左右どちらのねじ
れのものについても同様に適用することができ、さらに
ねじれ角が０（直刃）の複数の切刃のうちの少なくとも
１つの切刃にねじれ角を付けるようにしてもよい。また
さらに、シャンク部についても、第３図に示すようなテ
ーパシャンク30のものであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明のリーマによれば、複数
の切刃のうちの少なくとも１つの切刃の、さらにその少
なくとも切削に関与する部分のねじれ角を、他の切刃の
当該部分のねじれ角と異なる角度に設定しているので、
異なるねじれ角を有する切刃部分とこれに隣接する切刃
部分との間の周方向の間隔が切刃の一端から他端側へ向
かうにしたがって連続的に変化し、この結果リーマ本体
に作用する振動が軸線方向に沿って異なる不規則なもの
となる。

このため、上記リーマ本体に共振動が発生することがな
く、よってこのリーマ本体に仕上げ面にツールマークを
形成してその面粗さを悪化させるような共振動が発生す
るのを防止することができるため、加工穴の仕上げ面粗
度の向上を計ることができる。

しかも、このような構成を採りながらも、この切削に関
与する部分よりも後端側においては、各切刃のねじれ角
が等しい角度となるように設定しているので、ねじれ角
を異なる角度に設定することによる切屑排出溝の広狭が
大きくなることはなく、これにより切屑詰まりの発生を
抑えて安定した加工を促すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明のリーマの一実施例を
示すもので、同図（Ａ）は側面図、同図（Ｂ）は同図
（Ａ）のＩ−Ｉ線視図、第２図は第１図に示すリーマの
刃部の展開図、第３図はこの発明の他の実施例を示す側
面図、 第４図（Ａ）および第５図（Ａ）は各々従来のリーマを
示す側面図、第４図（Ｂ）および第５図（Ｂ）は各々第
４図（Ａ）および第５図（Ａ）のIV−IV線視断面図およ
びＶ−Ｖ線視断面図、第６図はこれら従来のリーマにお
ける刃部の展開図、第７図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は上
記従来のリーマで加工した穴形状を示すもので、同図
（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のVII−VII線
視断面図、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）のVIII−VIII線視断
面図である。 11……リーマ本体、12〜17……切刃、 12a〜17a……切刃の切削に関与する部分、 24……食付き部、β……食付き角、 θ₁,θ_２……ねじれ角。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リーマ本体の外周に軸線方向に沿って延び
   る複数の切刃が形成されてなるリーマにおいて、前記複
   数の切刃のうちの少なくとも１つの切刃の切削に関与す
   る部分のねじれ角を、他の切刃の当該部分におけるねじ
   れ角と異なる角度に設定するとともに、この切削に関与
   する部分よりも後端側においては各切刃のねじれ角が等
   しい角度となるように設定したことを特徴とするリー
   マ。