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技術 リーマ及びそれを用いた穴仕上加工方法

出願人 株式会社松岡技術研究所
発明者 松岡甫篁
出願日 1998年3月25日 (22年3ヶ月経過) 出願番号 1998-096800
公開日 1999年10月12日 (20年8ヶ月経過) 公開番号 1999-277333
状態 特許登録済
技術分野 平削り,ブローチ,やすり,リーマ,その他
主要キーワード 拡大代 高硬度金属 軸直角断面形状 回転ガイド 七角形 焼き入れ鋼 バックテーパ 高硬度材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年10月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

目的

高硬度材の穴仕上加工高速切削条件で行っても充分な耐久性が得られるリーマ及びそれを用いた穴仕上加工方法を提供する。

構成

工具本体10は、全体として円柱状であって、基端側がシャンク部11をなし、先端側が先端方向に向けて次第に拡径されるバックテーパ部12をなす。切れ刃20は、基端側にCBN焼結体21、先端側に高硬度金属22を配置し接合して構成され、先端面から見て多角形状又は多角形の一辺円弧状にした形状をなし、先端側に向けて先細テーパ部23と、このテーパ部の基端側に続くストレート部24とを有する。そして、切れ刃20の基端面を工具本体10の先端面13に固着してリーマが構成されている。このリーマを用い、周速50〜300m/分の回転速度で、高硬度材の穴仕上加工を行う。

概要

背景

従来、高硬度材用のリーマとしては、例えば特開平7−40140号に示されるように、超硬合金等からなる工具本体の表面に、CBN(立方晶窒化硼素)、ダイヤモンド等の硬質砥粒電着したものなどが用いられていた。

また、特開平4−87718号には、外周刃部の軸直角断面形状が3角形以上の多角形とし、外周刃に連続して食い付き又は底刃を設けた高硬度材穴仕上用のリーマが開示されている。

更に、本出願人による実開平6−39324号には、刃部の軸方向に対して垂直な断面形状が、五角形以上の奇数の多角形か、又は五角形以上の奇数の多角形であって、その一辺円弧状をなす形状のリーマが開示されている。

概要

高硬度材の穴仕上加工高速切削条件で行っても充分な耐久性が得られるリーマ及びそれを用いた穴仕上加工方法を提供する。

工具本体10は、全体として円柱状であって、基端側がシャンク部11をなし、先端側が先端方向に向けて次第に拡径されるバックテーパ部12をなす。切れ刃20は、基端側にCBN焼結体21、先端側に高硬度金属22を配置し接合して構成され、先端面から見て多角形状又は多角形の一辺を円弧状にした形状をなし、先端側に向けて先細テーパ部23と、このテーパ部の基端側に続くストレート部24とを有する。そして、切れ刃20の基端面を工具本体10の先端面13に固着してリーマが構成されている。このリーマを用い、周速50〜300m/分の回転速度で、高硬度材の穴仕上加工を行う。

目的

したがって、本発明の目的は、例えば高硬度鋼鋳鉄などの高硬度材の穴仕上加工を高速切削条件で行っても充分な耐久性が得られるリーマ及びそれを用いた穴仕上加工方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
5件

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請求項1

全体として円柱状であって、基端側がシャンク部をなし、先端側が先端方向に向けて次第に拡径されるバックテーパ部をなす工具本体と、基端側にCBN焼結体、先端側に高硬度金属を配置し接合して構成され、先端面から見て多角形状又は多角形の一辺円弧状にした形状をなし、先端側に向けて先細テーパ部と、このテーパ部の基端側に続くストレート部とを有し、基端面を前記工具本体の先端面に固着された切れ刃とを備えていることを特徴とするリーマ

請求項2

前記工具本体の先端面中央ボス突設され、前記切れ刃の中心に前記ボスが挿入される穴が形成されており、前記ボスを前記穴に挿入することによってセンタリングされている請求項1記載のリーマ。

請求項3

前記切れ刃が、先端面から見て五角形又は五角形の一辺を円弧状にした形状をなす請求項1又は2記載のリーマ。

請求項4

前記バックテーパ部の傾斜角が2〜5°であり、前記テーパ部の傾斜角が30〜45°であり、前記ストレート部の軸方向長さがリーマ直径の0.05〜0.10倍である請求項1〜3のいずれか1つに記載のリーマ。

請求項5

前記工具本体、及び前記切れ刃の高硬度金属が、超硬合金である請求項1〜4のいずれか1つに記載のリーマ。

請求項6

高硬度材の穴仕上加工において、請求項1〜5のいずれかに記載されたリーマを用い、周速50〜300m/分の回転速度で加工を行うことを特徴とする穴仕上加工方法。

技術分野

0001

本発明は、例えば高硬度鋼鋳鉄などの高硬度材の穴仕上加工に好適なリーマ及びそれを用いた穴仕上加工方法に関する。

背景技術

0002

従来、高硬度材用のリーマとしては、例えば特開平7−40140号に示されるように、超硬合金等からなる工具本体の表面に、CBN(立方晶窒化硼素)、ダイヤモンド等の硬質砥粒電着したものなどが用いられていた。

0003

また、特開平4−87718号には、外周刃部の軸直角断面形状が3角形以上の多角形とし、外周刃に連続して食い付き又は底刃を設けた高硬度材穴仕上用のリーマが開示されている。

0004

更に、本出願人による実開平6−39324号には、刃部の軸方向に対して垂直な断面形状が、五角形以上の奇数の多角形か、又は五角形以上の奇数の多角形であって、その一辺円弧状をなす形状のリーマが開示されている。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、従来のいずれのリーマも、例えば高硬度鋼、鋳鉄などの高硬度材の加工に対しては、充分な耐久性が得られず、ましてやこれらの高硬度材の穴仕上加工を高速切削条件で行うことはできなかった。

0006

したがって、本発明の目的は、例えば高硬度鋼、鋳鉄などの高硬度材の穴仕上加工を高速切削条件で行っても充分な耐久性が得られるリーマ及びそれを用いた穴仕上加工方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するため、本発明のリーマは、全体として円柱状であって、基端側がシャンク部をなし、先端側が先端方向に向けて次第に拡径されるバックテーパ部をなす工具本体と、基端側にCBN焼結体、先端側に高硬度金属を配置し接合して構成され、先端面から見て多角形状又は多角形の一辺を円弧状にした形状をなし、先端側に向けて先細テーパ部と、このテーパ部の基端側に続くストレート部とを有し、基端面を前記工具本体の先端面に固着された切れ刃とを備えていることを特徴とする。

0008

この場合、本発明のリーマにおいては、前記工具本体の先端面中央ボス突設され、前記切れ刃の中心に前記ボスが挿入される穴が形成されており、前記ボスを前記穴に挿入することによってセンタリングされていることが好ましい。また、前記切れ刃が、先端面から見て五角形又は五角形の一辺を円弧状にした形状をなすことが好ましい。更に、前記バックテーパ部の傾斜角が2〜5°であり、前記テーパ部の傾斜角が30〜45°であり、前記ストレート部の軸方向長さがリーマ直径の0.05〜0.10倍であることが好ましい。更にまた、前記工具本体、及び前記切れ刃の高硬度金属が、超硬合金であることが好ましい。

0009

また、本発明の穴仕上加工方法は、高硬度材の穴仕上加工において、前述したリーマを用い、周速50〜300m/分の回転速度で加工を行うことを特徴とする。

0010

本発明のリーマによれば、先端面から見て多角形状又は多角形の一辺を円弧状にした形状をなす切れ刃の角部によって切削及びこすり作用がなされる。この場合、切れ刃のテーパ部により穴への食い付き、荒加工がなされ、ストレート部によって仕上加工がなされる。工具本体のバックテーパ部は、リーマを軸方向に移動させるときの抵抗を少なくする。

0011

そして、本発明のリーマは、基端側にCBN焼結体、先端側に高硬度金属を配置し両者を接合して切れ刃を構成したので、超硬合金の外周にCBNやダイヤモンドからなる砥粒を電着した従来のリーマに比べて耐久性に優れており、例えば高硬度鋼、鋳鉄などの高硬度材の穴仕上加工を高速切削条件で行っても充分な耐久性が得られる。

0012

また、本発明の穴仕上加工方法によれば、上記リーマを用い、周速50〜300m/分の回転速度で加工を行うことにより、例えば高硬度鋼、鋳鉄などの高硬度材を、これまで行われていなかったような高速切削条件で加工を行うことが可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0013

図1〜3には、本発明によるリーマの一実施形態が示されている。図1は先端の一部を切り欠いて示す側面図、図2は先端側から見た端面図図3は切れ刃を取り外して示した斜視図である。

0014

このリーマは、工具本体10と、切れ刃20とで構成されている。工具本体10は、基端側がシャンク部11をなし、先端側がバックテーパ部12をなしている。バックテーパ部12の傾斜角θ1 は、2〜5°であることが好ましい。2°より小さいと工具本体外周部が加工面に接触するという問題があり、5°より大きいと工具本体部の剛性が低下するという問題がある。工具本体10の先端面13の中央には、ボス14が突設されている。ボス14は、この実施形態では円柱状となっているが、角柱状であってもよい。なお、工具本体14としては、超硬合金が好ましく用いられるが、その他の工具用金属材料、例えば高速度鋼などを用いることもできる。

0015

切れ刃20は、基端側にCBN焼結体21、先端側に高硬度金属22を配置して、両者を接合して構成されている。なお、少なくとも基部側の一部にCBN焼結体21が配置されていればよいので、CBN焼結体と高硬度金属とを交互に配置した3層以上で構成することも可能である。CBN焼結体21と高硬度金属22との接合は、例えば圧着等によって行うことができる。また、高硬度金属22としては、工具本体14と同様に、超硬合金が好ましく用いられるが、その他の工具用金属材料を用いることもできる。

0016

切れ刃20は、先端面から見た形状が、この実施形態では五角形をなしているが、三角形四角形六角形七角形等であってもよい。ただし、五角形以上の奇数の多角形であることが好ましく、五角形であることが最も好ましい。

0017

上記先端面から見た形状が五角形以上の奇数の多角形である場合には、角部が鈍角をなすので、穴の拡大しろが小さくなり、寸法のコントロールが容易となり、より高精度の加工が可能となる。また、一つの角部によって切削がなされるとき、対向する部分は穴の内周面に接触しないため、切削時のバランスが良好となり、摩耗しても切削時の刃部のふれを少なくすることができる。

0018

切れ刃20の外周には、先端側に向けて先細のテーパ部23と、このテーパ部23の基端側に連続するストレート部24とが形成されている。この場合、CBN焼結体21は、上記テーパ部23及びストレート部24の両者に渡る部分に設けられていることが好ましい。

0019

テーパ部23の傾斜角θ2 は、30〜45°であることが好ましい。この傾斜角θ2 が、30°より小さいと拡大しろが小さくなるという問題があり、45°より大きいと拡大しろが大きくなるという問題がある。

0020

また、ストレート部24の軸方向長さaは、リーマ直径bの0.05〜0.10倍であることが好ましい。上記長さaが上記範囲よりも短いと加工精度バラツキが生じ易いという問題があり、上記範囲よりも長いと切削抵抗増大による加工特性の低下を引き起こすという問題がある。

0021

切れ刃20の中心には、貫通した穴25が形成されており、この穴25に工具本体10のボス14を挿入することにより、センタリングがなされる。切れ刃20の工具本体10への固着は、例えばろう付け等によって行うことができる。なお、工具本体10の先端面にボス14を突設することなく、工具本体10の先端面と切れ刃20の基端面とを、位置合わせしつつ当接させて、ろう付け等により接合してもよい。

0022

本発明のリーマは、特に高硬度材に好適である。ここで、高硬度材とは、ロックウェル60以上の部材、例えば高硬度鋼、鋳鉄、インコネルハステロイ等を意味する。

0023

本発明の穴仕上加工方法は、上記リーマを用い、周速50〜300m/分の回転速度で加工を行うことを特徴としている。この場合、周速が上記よりも遅いと高速加工が困難となり、周速が上記よりも速いと工具寿命が低下しやすいという問題がある。

0024

また、本発明の穴仕上加工において、送り速度は、1回転当り0.05〜0.30mmが好ましい。送り速度が上記よりも遅いと高速加工のメリットが出せず、送り速度が上記よりも速いと加工精度が低下しやすいという問題がある。

0025

図4には、切れ刃20の形状を変えた他の実施形態が示されている。この実施形態では、切れ刃20の先端面から見た形状が、五角形の一辺を円弧状にした形状をなしている。すなわち、テーパ部23の外周の一箇所に円錐面23a、及びストレート部24の外周の一箇所に円筒面24aが形成されている。

0026

上記のように、多角形の一辺を円弧状にすることにより、リーマ径が細くなっても断面積を広くとって必要とされる剛性を維持でき、円弧状をなす部分が、仕上加工をする穴の内壁に当接して回転ガイドとなるので、高速回転時に発生する微小振動を抑えて、穴の仕上加工精度を向上させることができる。

0027

図1〜3に示したリーマにおいて、直径6mmのものを作製した。このリーマを用い、焼き入れ鋼SKD11)に設けた、直径6mm×深さ7mmの穴の仕上加工を行った。切削条件は、回転速度2700RPM(周速51m/分)、送り速度270mm/分、拡大代2〜5μmとした。

0028

この条件で仕上面の粗さRmax1〜2μmを保てなくなるまで、加工を繰り返しところ、3000穴を加工しても上記仕上精度を維持することができた。

発明の効果

0029

以上説明したように、本発明によれば、基端側にCBN焼結体、先端側に高硬度金属を配置し、これらを接合して切れ刃を構成したので、超硬合金の外周にCBNやダイヤモンドからなる砥粒を電着した従来のリーマに比べて耐久性に優れており、例えば高硬度鋼、鋳鉄などの高硬度材の穴仕上加工を高速切削条件で行っても充分な耐久性が得られる。その結果、例えば高硬度鋼、鋳鉄などの高硬度材を、これまで行われていなかったような高速切削条件で加工を行うことが可能となる。

図面の簡単な説明

0030

図1本発明の一実施形態によるリーマであって、その先端の一部を切り欠いて示す側面図である。
図2同リーマの先端側から見た端面図である。
図3同リーマの切れ刃を取り外して示す斜視図である。
図4切れ刃の形状を変えた他の実施形態を示す、先端側から見た端面図である。

--

0031

10工具本体
11シャンク部
12バックテーパ部
13 先端面
14ボス
20切れ刃
21CBN焼結体
22高硬度金属
23テーパ部
24ストレート部
25 穴
23a円錐面
24a円筒面

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