下穴の加工方法及び穴加工工具
【課題】 穴加工工具の剛性を確保することにより、この穴加工工具を高速回転した際の振れを防止して加工穴を精度良く成形できるとともに、切削抵抗を低減して穴加工工具の折損を防止することができる下穴の加工方法及びこの加工方法に適した穴加工工具を提供する。
【解決手段】 被切削材Ｗに予め形成された下穴に穴加工工具２１を挿入して、該下穴の内壁面を切削加工して加工穴を成形する下穴の加工方法であって、穴加工工具２１は、軸線Ｏ回りに回転されるシャンク部２２とシャンク部２２の先端に配置された先端刃部２３とを有し、先端刃部２３には、先端側から後端側に向けて延びる切屑排出溝２７が形成され、切屑排出溝２７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面と先端刃部２３の外周面との交差稜線部に切刃３０が形成されており、切刃３０の軸線Ｏ方向の長さＣが、前記下穴の長さＨよりも短くされた穴加工工具２１を用いることを特徴とする。
【解決手段】 被切削材Ｗに予め形成された下穴に穴加工工具２１を挿入して、該下穴の内壁面を切削加工して加工穴を成形する下穴の加工方法であって、穴加工工具２１は、軸線Ｏ回りに回転されるシャンク部２２とシャンク部２２の先端に配置された先端刃部２３とを有し、先端刃部２３には、先端側から後端側に向けて延びる切屑排出溝２７が形成され、切屑排出溝２７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面と先端刃部２３の外周面との交差稜線部に切刃３０が形成されており、切刃３０の軸線Ｏ方向の長さＣが、前記下穴の長さＨよりも短くされた穴加工工具２１を用いることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被切削材に予め形成された下穴に穴加工工具を挿入して、該下穴の内壁面を切削して所定の内径の加工穴を成形する下穴の加工方法及びこの加工方法において使用するのに適した穴加工工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の穴加工工具としては、例えば特許文献１に記載されているような長尺円柱状のリーマが知られている。
このリーマは、例えば特許文献２に開示されているような切削工具に装着されて使用されるものであり、この切削工具が工作機械等に主軸端に装着されて、軸線回りに回転されるとともに、被切削材の下穴、例えば、ステムガイド穴やエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴等に挿入され、この下穴の内壁面を切削して所定の内径の加工穴を形成するものである。
【０００３】
従来のリーマを使用した下穴の加工方法の一例を図９に示す。また、従来のリーマの一例を図１０及び図１１に示す。
リーマ１は、図１１に示すように、長尺円柱状をなすシャンク部２と、このシャンク部２の先端側に配置された先端刃部３とで構成されている。
シャンク部２は、鋼材で構成されて概略多段円柱状をなしており、その後端側には、このリーマ１を切削工具に装着するための装着部４が設けられている。このシャンク部２の先端面には、中央部分がシャンク部２後端側に向けて凹んだＶ字溝５が形成されている。
また、このシャンク部２には、図示しないクーラント供給孔が、シャンク部２の先端側から後端側にかけて貫通するように形成されてＶ字溝５に開口されている。
【０００４】
先端刃部３は、超硬合金で構成されて概略円柱状をなしており、その後端面にはシャンク部２先端面に形成されたＶ字溝５に嵌合可能な凸状部６が形成されている。
先端刃部３の先端外周部には、図１０及び図１１に示すように、軸線Ｏ方向後端側に向けて延びて工具回転方向Ｔ前方側に所定の角度で捩れる６条の切屑排出溝７が、周方向に等間隔で軸線Ｏに対して６０度ずつ回転対称に配置されている。ここで、切屑排出溝７の軸線Ｏ方向の長さＳは、図１１に示すように超硬合金で構成された先端刃部３の軸線Ｏ方向の長さＬに比べて短くされている。
【０００５】
これらの切屑排出溝７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面８と工具回転方向Ｔ後方側に連なる外周面９との交差稜線部に切刃１０が形成されている。このように切刃１０を形成することにより、切屑排出溝７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面８がすくい面とされ、工具回転方向Ｔ後方側に連なる外周面９が逃げ面とされる。
【０００６】
切屑排出溝７は、図１０に示すように断面Ｖ字状をなしており、このＶ字のなす角度は概略８０°とされ、すくい面とされる工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面８は、概略先端刃部３の外形の断面がなす円の径方向に沿って延びるように形成されている。また、先端刃部３には、軸線Ｏに沿って延びて後端側（凸状部６）に開口された連通孔（図示せず）が形成されており、この連通孔からそれぞれの切屑排出溝７に延びてその溝底部に開口された吐出孔１１が設けられている。
【０００７】
また、この先端刃部３には、先端側から後端側に向かうにしたがい漸次縮径するバックテーパ部１２が形成されており、このバックテーパ部１２の軸線Ｏ方向の長さＢは、図１１に示すように、切屑排出溝７の軸線Ｏ方向の長さＳに比べて短く設定されている。つまり、バックテーパ部１２の軸線Ｏ方向の長さＢと、切屑排出溝７の軸線Ｏ方向の長さＳと、先端刃部３の軸線Ｏ方向の長さＬとは、Ｌ＞Ｓ＞Ｂの関係を有しているのである。
【０００８】
このリーマ１は、切削工具に装着されて軸線Ｏ回りに回転されるとともに軸線Ｏ方向先端側に向けて送られて、被切削材Ｗに予め形成された下穴に挿入され、この下穴の内壁面を切削加工する。この切削の際、切屑排出溝７が工具回転方向Ｔ前方側に捩れるように形成されているので、切刃１１によって生成した切屑はリーマ１先端側に向けて案内されることになる。また、切削油剤がクーラント供給孔及び連通孔を介して吐出孔１１から吐出されることにより、切屑は、切屑排出溝７を流れる切削油剤に流されるようにしてリーマ１先端側に向けて排出される。
【０００９】
そして、従来の下穴の加工方法では、図９に示すように、下穴の長さＨに比べて先端刃部３の長さＬが長いリーマ１で下穴を加工することになり、下穴の内壁面を加工して成形された加工穴を貫通するように、リーマ１の先端刃部３が配置されることになる。
【特許文献１】特開２０００−２６３３２８号公報
【特許文献２】特開２００２−５９３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、このように下穴の長さＨよりも先端刃部３の長さＬが長いリーマ１を使用した場合には、先端刃部３と加工穴の内壁面とが摺接する部分が大きくなるため、切削抵抗が大きくなってしまう。また、先端刃部３には切屑排出溝７や切削油剤の吐出孔１１が設けられているので、この先端刃部３の長さＬが必要以上に長い場合には、切屑排出溝７の長さも長くなってリーマ１の剛性が低下することとなり、前記切削抵抗によってリーマ１が折損してしまうおそれがあった。また、このリーマ１を高速回転した際には剛性不足のために振れやビビリが生じ、加工穴を精度良く成形することができないといった問題があった。
【００１１】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、穴加工工具の剛性を確保することにより、この穴加工工具を高速回転した際の振れを防止して加工穴を精度良く成形できるとともに、切削抵抗を低減して穴加工工具の折損を防止することができる下穴の加工方法及びこの加工方法に適した穴加工工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、この発明は、被切削材に予め形成された下穴に穴加工工具を挿入して、該下穴の内壁面を切削加工して加工穴を成形する下穴の加工方法であって、 前記穴加工工具は、軸線回りに回転されるシャンク部と該シャンク部の先端に配置された先端刃部とを有し、該先端刃部には、先端側から後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、該切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面と前記先端刃部の外周面との交差稜線部に切刃が形成されており、該切刃の前記軸線方向の長さが、前記下穴の長さよりも短くされた前記穴加工工具を用いることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この下穴の加工方法によれば、被切削材に形成された下穴の長さよりも短い切刃を有する穴加工工具で切削加工するため、切刃や切屑排出溝が必要以上に長くなることがなくこの穴加工工具の剛性を確保することができ、穴加工工具の振れが抑えられて加工穴を精度良く成形することができる。また、加工穴と摺接する部分が少ないので切削抵抗が低減され、切削抵抗により穴加工工具が折損することを防止できる。
【００１４】
さらに、前記先端刃部を、前記シャンク部よりも高い硬度を有する材料で構成し、前記先端刃部の前記軸線方向の長さを、前記下穴の長さよりも短くした穴加工工具を使用することにより、前記切刃の長さを下穴よりも確実に短くすることができるとともに、この先端刃部に形成される切刃の耐摩耗性を向上して寿命の延長を図ることができる。
【００１５】
上記の下穴の加工方法に用いる穴加工工具として、軸線回りに回転されるシャンク部と該シャンク部の先端に配置された先端刃部とを有し、前記先端刃部には、先端側から後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、該切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面と前記先端刃部の外周面との交差稜線部に切刃が形成されており、前記先端刃部の先端面から後端側に向けて漸次外径が小さくなるようにバックテーパ部が形成されており、該バックテーパ部の前記軸線方向の長さが、前記先端刃部の前記軸線方向の長さよりも短くされたものを使用することにより、先端刃部の後端側部分の外径が過度に小さくならず穴加工工具の剛性を確保できるので好ましい。
また、バックテーパ部が形成されているので、先端刃部の先端側外周に設けられた切刃によって成形された加工穴の内壁面と先端刃部の後端側が摺接することがなく、切削加工をスムーズに行うことができる。
【００１６】
さらに、穴加工工具に形成された前記切屑排出溝の前記軸線方向の長さを、前記バックテーパ部の前記軸線方向の長さよりも短くすることにより、この先端刃部を切り欠く部分を少なくすることができ、この穴加工工具の剛性をさらに向上させることができる。
【００１７】
また、前記シャンク部先端側の外径を、前記バックテーパ部の後端側外径よりも０．０２ｍｍ以上小さくすることにより、シャンク部が加工穴の内壁面から離間されて接触が防止されるので、加工穴の内壁面が傷つくおそれがないとともに、このリーマの回転トルクの上昇を防止できる。また、先端刃部が下穴よりも短くても確実に下穴内に先端刃部を挿入できるので、この穴加工工具による下穴の加工を確実に行うことができる。
【００１８】
また、前記切屑排出溝の前記軸線に垂直な断面をＵ字状、すなわち切屑排出溝の前記工具回転方向前方側を向く壁面と、工具回転方向後方を向く壁面とが、前記断面において、凹円弧等の溝底を介して略平行に対向するように形成することにより、例えば、前述した従来のリーマの断面Ｖ字状の切屑排出溝と同じ溝深さで、溝底がなす凹円弧の半径を同じくしたものを形成した場合に、切り欠かれる部分が少なくなり、この穴加工工具の剛性を確保することができる。よって、高速回転時の振れを防止して加工穴を精度良く成形できるとともに、切削抵抗によって折損することを抑制して寿命延長を図ることができる。
【００１９】
また、切屑排出溝の断面積が小さくなるので、切削油剤を切屑排出溝の溝底部に開口された吐出孔から吐出する場合には、この切屑排出溝を通過する切削油剤の流速が大きくなり、切刃によって生成した切屑を、例えば穴加工工具の先端方向に向けて確実に排出することができる。したがって、こうして切屑を先端方向に排出することにより、切屑排出溝の断面積を小さくしても、この切屑排出溝の中に切屑が詰まることがなく、この穴加工工具での加工をスムーズに行うことができる。
【００２０】
さらに、前記外周面に、前記切刃に連なるように形成された第１ランド部と、該第１ランドの工具回転方向後方側に連なり径方向内側に後退した逃げ部と、該逃げ部の工具回転方向後方側に連なるように形成された第２ランド部とを設けることにより、加工穴と摺接する部分を減少させることができ、この穴加工工具での切削時の切削抵抗を小さくすることができる。また、第１ランド部及び第２ランド部が形成されているので、加工穴とこれら第１、第２ランド部とが摺接して加工穴の内壁面を滑らかに仕上げることができる。また、これら第１、第２ランド部がガイドの役割を果たし、この穴加工工具の回転が安定して加工穴を精度良く成形することができる。
【００２１】
このように本発明によれば、穴加工工具の剛性を確保することにより、この穴加工工具を高速回転した際の振れを防止して加工穴を精度良く成形できるとともに、切削抵抗を低減して穴加工工具の折損を防止することができる下穴の加工方法及びこの加工方法に適した穴加工工具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施形態である下穴の加工方法及びこの加工方法に用いられる本発明の第１の実施形態である穴加工工具について添付した図面を参照にして説明する。図１に本発明の実施形態である下穴の加工方法を、図２及び図３にこの下穴の加工方法に使用する穴加工工具としてのリーマを示す。また、図４にこのリーマが装着される切削工具を示す。
【００２３】
リーマ２１は、長尺円柱状をなすシャンク部２２と、このシャンク部２２の先端側（図３において下側）に配置された先端刃部２３とで構成されている。
シャンク部２２は、鋼材等により構成されて概略多段円柱状をなしており、後端側（図３において上側）には、このリーマ２１を切削工具４１に装着するための装着部２４が設けられている。この装着部２４には、軸線Ｏに平行に延びる平坦面２４Ａが設けられている。
【００２４】
シャンク部２２先端側の外径Ｄｓは、装着部２４が設けられた後端側に比べて一段小径とされている。シャンク部２２の先端面には、中央部分がシャンク部２２後端側に向けて凹んだＶ字溝２５が形成されており、このＶ字溝２５のなす角度は、６０°〜１２０°の範囲内とされ、本実施形態では９０°に設定されている。
また、このシャンク部２２には、クーラント供給孔がシャンク部２２の先端側から後端側にかけて貫通するように形成されており、このＶ字溝２５の中央部に開口されている。
【００２５】
先端刃部２３は、シャンク部２２よりも高硬度の例えば超硬合金で構成されて概略円柱状をなしており、その後端面には、シャンク部２２先端面に形成されたＶ字溝２５に嵌合可能な凸状部２６が形成されている。
先端刃部２３の先端外周部には、軸線Ｏ方向後端側に向けて延びて工具回転方向Ｔ前方側に所定の捩れ角（本実施形態では１０°）で捩れる複数の切屑排出溝２７が、周方向に等間隔で軸線Ｏに対して所定角度ずつ回転対称に配置されている。本実施形態では、図２に示すように、６条の切屑排出溝２７が軸線Ｏに対して６０°ずつ回転対称に配置されている。
【００２６】
これらの切屑排出溝２７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２８と工具回転方向Ｔ後方側に連なる外周面２９との交差稜線部に、切刃３０が形成されている。
このように切刃３０を形成することにより、切屑排出溝２７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２８がすくい面とされ、工具回転方向Ｔ後方側に連なる外周面２９が逃げ面とされる。そして、この切刃３０は、切屑排出溝２７と同じく後端側に向かうにしたがい軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔ前方側に所定の捩れ角（本実施形態では１０°）で捩れるらせん状に形成されている。
【００２７】
ここで、切屑排出溝２７の軸線Ｏ方向の長さＳは、超硬合金で構成された先端刃部２３の軸線Ｏ方向の長さＬに比べて短く設定されている。
また、切屑排出溝２７は、図２に示すように断面Ｖ字状をなしており、このＶ字のなす角度は概略８０°とされ、すくい面とされる工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２８は、概略先端刃部２３の外形の断面がなす円の径方向に沿って延びるように形成されている。また、先端刃部２３には、軸線Ｏに沿って延びて凸状部２６に開口された連通孔（図示せず）が形成されており、この連通孔からそれぞれの切屑排出溝２７に延びてその溝底部に開口された吐出孔３１が設けられている。
【００２８】
さらに、この先端刃部２３には、先端側から後端側に向かうにしたがい漸次縮径するバックテーパ部３２が形成されており、このバックテーパ部３２の軸線Ｏ方向の長さＢは、切屑排出溝２７の軸線Ｏ方向の長さＳに比べて短く設定されている。換言すると、バックテーパ部３２の長さＢと切屑排出溝２７の長さＳと先端刃部２３の長さＬとは、Ｌ＞Ｂ＞Ｓの関係を有しているのである。さらに、この切屑排出溝２７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２８と前記外周面２９との交差稜線部に形成された前記切刃３０は、切屑排出溝２７の後端側の切れ上がりを考慮すると、その軸線Ｏ方向の長さＣが切屑排出溝２７の前記長さＳより短くされている。
【００２９】
また、バックテーパ部３２の後端の外径Ｄｂは、シャンク部２２先端側の外径Ｄｓに対して０．０２ｍｍ以上大きくなるように設定されており、本実施形態では０．０２ｍｍ大きくされている。ここで、バックテーパ部３２の長さＢが先端刃部２３の長さＬより短くされた本実施形態では、このバックテーパ部３２より後端側にも超硬合金よりなる先端刃部２３部分が延在し、この部分はバックテーパ部３２の後端から段差を介して一段縮径してシャンク部２２の前記外径Ｄｓと同径となるようにされており、よって、この段差の大きさは０．０１ｍｍ以上（本実施形態では０．０１ｍｍ）とされる。
【００３０】
このリーマ２１は、図４に示す切削工具４１に装着されて使用される。切削工具４１は、軸線Ｍ回りに回転される多段円柱状の工具本体４２を有している。
この工具本体４２の先端面には、軸線Ｍに沿うように延びる装着孔４３が穿設されている。この装着孔４３の後端側に連通するように位置調整ボルト４４が挿入されたクーラント孔４５が設けられており、このクーラント孔４５は工具本体４２後端側に設けられた取付部４６に開口されている。
また、工具本体４２の側面に開口して装着孔４３に連通されたネジ孔４７が形成され、このネジ孔４７にクランプネジ４８が螺着されている。
【００３１】
リーマ２１は、工具本体４２の先端面に穿設された装着孔４３に挿入され、シャンク部２２の後端面が位置調整ボルト４４の先端面に当接させられるとともにシャンク部２２の平坦面２４Ａが工具本体４２のネジ孔４７が設けられた方向に向くように、かつ、リーマ２１の軸線Ｏと工具本体４２の軸線Ｍとが一致するように配置される。そして、工具本体４２のネジ孔４７に螺着されたクランプネジ４８をねじ込んで平坦面２４Ａを押圧することにより、リーマ２１が工具本体４２に固定される。
【００３２】
このようにリーマ２１が装着された切削工具４１は、工作機械の主軸端に取付部４６を介して取り付けられ、リーマ２１の軸線Ｍ方向の位置調整を行った後、軸線Ｍ（軸線Ｏ）回りに回転されるとともに軸線Ｍ（軸線Ｏ）先端方向に向けて送られ、リーマ２１が被切削材Ｗに形成された下穴（例えば、ステムガイド穴等）に挿入され、この下穴の内壁面を切削して所定の内径の加工穴を形成するものである。
【００３３】
リーマ２１による切削加工を行う際には、切削油剤が工作機械からパイプを通じて工具本体４２のクーラント孔４５に供給される。クーラント孔４５に供給された切削油剤は、リーマ２１のシャンク部２２に形成されたクーラント供給孔を通じて先端刃部２３へ供給され、先端刃部２３に形成された連通孔及び吐出孔３１を通じて、切屑排出溝２７の溝底部から下穴の内壁面に向けて吐出される。
【００３４】
下穴の内壁面を切削加工した際に生成する切屑は、切屑排出溝２７が工具回転方向Ｔ前方側に捩れるように形成されているので、リーマ２１の先端側に向けて案内されることになる。また、切削油剤がクーラント供給孔及び連通孔を介して吐出孔３１から吐出することにより、この切削油剤に流されるようにして、切屑はリーマ２１の先端側に向けて排出される。
【００３５】
ここで、本実施形態である下穴の加工方法では、下穴の長さＨに対して先端刃部２３の長さＬが短いリーマ２１が使用され、したがって、この先端刃部２３の外周に形成される切刃３０もその軸線Ｏ方向の長さＣが下穴の長さＨよりも短いリーマ２１が使用される。リーマ２１での加工終了時点では、図１に示すように、加工穴の下側部分に先端刃部２３が位置し、上側部分にはシャンク部２２の一部が配置されることになる。
【００３６】
このようなリーマ２１を使用することにより、加工穴の内壁面と先端刃部２３との摺接部分が小さくなり切削抵抗を抑えることができる。また、切屑排出溝２７や吐出孔３１等が形成された先端刃部２３の長さＬが短いので、このリーマ２１の剛性が確保され、切削抵抗による折損を防止することができる。さらに、剛性向上によって高速回転時の振れやビビリを抑制して加工穴を精度良く成形することができる。
【００３７】
なお、このリーマ２１では先端刃部２３にバックテーパ部３２が形成されているので、リーマ２１の先端が最も外径が大きく後端側は外径が小さくなり、加工穴の内側にリーマ２１を確実に挿入でき、切削加工を確実に行うことができる。
また、このバックテーパ部３２の長さＢが先端刃部２３の長さＬよりも小さくされているので、先端刃部２３の後端側の外径が過度に小さくならずリーマ２１の剛性を確保することができる。
【００３８】
さらに、切屑排出溝２７の軸線Ｏ方向の長さＳが、バックテーパ部３２の軸線Ｏ方向の長さＢよりも短くされているので、この先端刃部２３を切り欠く部分が少なくなり、このリーマ２１の剛性をさらに向上させることができる。
また、シャンク部２２の外径Ｄｓが、前記バックテーパ部３２の後端側外径Ｄｂよりも０．０２ｍｍ小さくされているので、シャンク部２２が加工穴の内壁面から離間され、加工穴の内壁面が傷つくおそれがないとともに、このリーマ２１の回転トルクの上昇を防止できる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施形態である穴加工工具について添付した図面を参照にして説明する。図５及び図６に、本発明の第２の実施形態である穴加工工具としてのリーマを示す。なお、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
この第２の実施形態では、切屑排出溝２７は、図５に示すように断面Ｕ字状をなしており、すくい面をなす工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２８は、概略先端刃部２３の外形の断面がなす円の径方向に沿って延びるように形成されている。本実施形態では、図５に示すように、３条の切屑排出溝２７が軸線Ｏに対して１２０°ずつ回転対称に配置されている。
【００４０】
この切刃３０に連なり逃げ面をなす外周面２９には、切刃３０に連なるように形成された第１ランド部５１と、この第１ランド部５１の工具回転方向Ｔ後方側に連なり径方向内側に後退した逃げ部５２と、この逃げ部５２の工具回転方向Ｔ後方側に連なるように形成された第２ランド部５３とが設けられている。第１ランド部５１及び第２ランド部５３は、軸線Ｏを中心とした同じ半径の円弧状に形成されている。また、逃げ部５２は、軸線Ｏに垂直な断面において前記切屑排出溝２７がなす断面Ｖ字の溝底の半径よりも大きな半径で径方向内側に向けて凸となる、前記切屑排出溝２７よりも幅広の、ただし溝深さの深いＲ溝状に形成されており、この逃げ部５２は前記バックテーパ部３２の後端を越えてシャンク部２２先端の手前まで延設されている。
【００４１】
また、先端刃部２３には、軸線Ｏに沿って延びて凸状部２６に開口された連通孔（図示せず）が形成されており、この連通孔からそれぞれの切屑排出溝２７に向けて延びてその溝底部に開口された吐出孔３１と、それぞれの逃げ部５２に向けて延びて逃げ部５２がなすＲ溝の溝底部に開口された排出孔５４とが設けられている。
【００４２】
また、この第２の実施形態であるリーマ２１においては、切屑排出溝２７が断面Ｕ字状に形成されており、径方向外側に向けて大きく開口しておらず切り欠き部分が少ないので、このリーマ２１の剛性がさらに向上されている。したがって、このリーマ２１を高速回転させた際の振れを防止して加工穴を精度良く成形することができる。また、切削抵抗によってリーマ２１が折損してしまうことを抑制して、このリーマ２１の寿命延長を図ることができる。
【００４３】
また、切屑排出溝２７の断面積が小さくされているので、切削油剤を切屑排出溝２７の溝底部に開口された吐出孔３１から吐出した際に、この切屑排出溝２７を通過する切削油剤の流速が大きくなり、切刃３０によって生成した切屑をリーマ２１の先端方向に向けて確実に排出することができる。したがって、この切屑排出溝２７の中を切屑が通過することがないので、切屑排出溝２７の断面積を小さくしても切屑を確実に排出でき、このリーマ２１での加工をスムーズに行うことができる。
【００４４】
また、逃げ面をなす外周面２９に逃げ部５２が形成されているので、加工穴の内壁面と摺接する部分を調整することができ、このリーマ２１の切削抵抗を小さくすることができる。また、第１ランド部５１及び第２ランド部５３が形成されているので、加工穴とこれら第１、第２ランド部５１、５３とが摺接して加工穴の内壁面を滑らかに仕上げることができる。また、これら第１、第２ランド部５１、５３がガイドの役割を果たし、このリーマ２１の回転が安定して加工穴を精度良く成形することができる。
さらに、切削油剤が、切屑排出溝２７の溝底部に開口された吐出孔３１のみでなく、逃げ部５２がなすＲ溝の溝底部に開口された排出孔５４からも供給されるので、切削油剤による切屑の排出を確実に行うことができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態である下穴の加工方法及びリーマ２１について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、リーマ２１を図３に示す切削工具４１に装着して使用するものとして説明したが、他の切削工具やアダプタ等に装着して使用するものであっても良い。
【００４６】
また、切屑排出溝２７をリーマ２１の後端側に向かうにしたがい工具回転方向Ｔ前方側へ向けて捩れるように形成したもので説明したが、これに限定されることはなく、例えば、図７に示すように、切屑排出溝２７を工具回転方向Ｔ後方側に向けて捩れるように形成したものや、図８に示すように、切屑排出溝２７を捩れのない直線状に形成したものであっても良い。
【００４７】
図７及び図８に示すように切屑排出溝２７を形成した場合には、切刃３０によって生成した切屑がリーマ２１先端側へ向けて案内されることはないが、切削油剤が切屑排出溝２７を大きな流速でリーマ２１先端側に向けて流れることで、切屑をリーマ２１先端側へ排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の下穴の加工方法を示す説明図である。
【図２】図１の加工方法に用いる本発明の第1の実施形態であるリーマの正面図である。
【図３】図２に示すリーマの側面図である。
【図４】図２に示すリーマが装着される切削工具の側面部分断面図である。
【図５】図１の加工方法に用いる本発明の第２の実施形態であるリーマの正面図である。
【図６】図５に示すリーマの側面図である。
【図７】本発明の他の実施形態であるリーマの側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態であるリーマの側面図である。
【図９】従来の下穴の加工方法を示す説明図である。
【図１０】従来のリーマの正面図である。
【図１１】図１０に示すリーマの側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
２１ リーマ（穴加工工具）
２２ シャンク部
２３ 先端刃部
２７ 切屑排出溝
３０ 切刃
３２ バックテーパ部
５１ 第１ランド部
５２ 逃げ部
５３ 第２ランド部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被切削材に予め形成された下穴に穴加工工具を挿入して、該下穴の内壁面を切削して所定の内径の加工穴を成形する下穴の加工方法及びこの加工方法において使用するのに適した穴加工工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の穴加工工具としては、例えば特許文献１に記載されているような長尺円柱状のリーマが知られている。
このリーマは、例えば特許文献２に開示されているような切削工具に装着されて使用されるものであり、この切削工具が工作機械等に主軸端に装着されて、軸線回りに回転されるとともに、被切削材の下穴、例えば、ステムガイド穴やエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴等に挿入され、この下穴の内壁面を切削して所定の内径の加工穴を形成するものである。
【０００３】
従来のリーマを使用した下穴の加工方法の一例を図９に示す。また、従来のリーマの一例を図１０及び図１１に示す。
リーマ１は、図１１に示すように、長尺円柱状をなすシャンク部２と、このシャンク部２の先端側に配置された先端刃部３とで構成されている。
シャンク部２は、鋼材で構成されて概略多段円柱状をなしており、その後端側には、このリーマ１を切削工具に装着するための装着部４が設けられている。このシャンク部２の先端面には、中央部分がシャンク部２後端側に向けて凹んだＶ字溝５が形成されている。
また、このシャンク部２には、図示しないクーラント供給孔が、シャンク部２の先端側から後端側にかけて貫通するように形成されてＶ字溝５に開口されている。
【０００４】
先端刃部３は、超硬合金で構成されて概略円柱状をなしており、その後端面にはシャンク部２先端面に形成されたＶ字溝５に嵌合可能な凸状部６が形成されている。
先端刃部３の先端外周部には、図１０及び図１１に示すように、軸線Ｏ方向後端側に向けて延びて工具回転方向Ｔ前方側に所定の角度で捩れる６条の切屑排出溝７が、周方向に等間隔で軸線Ｏに対して６０度ずつ回転対称に配置されている。ここで、切屑排出溝７の軸線Ｏ方向の長さＳは、図１１に示すように超硬合金で構成された先端刃部３の軸線Ｏ方向の長さＬに比べて短くされている。
【０００５】
これらの切屑排出溝７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面８と工具回転方向Ｔ後方側に連なる外周面９との交差稜線部に切刃１０が形成されている。このように切刃１０を形成することにより、切屑排出溝７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面８がすくい面とされ、工具回転方向Ｔ後方側に連なる外周面９が逃げ面とされる。
【０００６】
切屑排出溝７は、図１０に示すように断面Ｖ字状をなしており、このＶ字のなす角度は概略８０°とされ、すくい面とされる工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面８は、概略先端刃部３の外形の断面がなす円の径方向に沿って延びるように形成されている。また、先端刃部３には、軸線Ｏに沿って延びて後端側（凸状部６）に開口された連通孔（図示せず）が形成されており、この連通孔からそれぞれの切屑排出溝７に延びてその溝底部に開口された吐出孔１１が設けられている。
【０００７】
また、この先端刃部３には、先端側から後端側に向かうにしたがい漸次縮径するバックテーパ部１２が形成されており、このバックテーパ部１２の軸線Ｏ方向の長さＢは、図１１に示すように、切屑排出溝７の軸線Ｏ方向の長さＳに比べて短く設定されている。つまり、バックテーパ部１２の軸線Ｏ方向の長さＢと、切屑排出溝７の軸線Ｏ方向の長さＳと、先端刃部３の軸線Ｏ方向の長さＬとは、Ｌ＞Ｓ＞Ｂの関係を有しているのである。
【０００８】
このリーマ１は、切削工具に装着されて軸線Ｏ回りに回転されるとともに軸線Ｏ方向先端側に向けて送られて、被切削材Ｗに予め形成された下穴に挿入され、この下穴の内壁面を切削加工する。この切削の際、切屑排出溝７が工具回転方向Ｔ前方側に捩れるように形成されているので、切刃１１によって生成した切屑はリーマ１先端側に向けて案内されることになる。また、切削油剤がクーラント供給孔及び連通孔を介して吐出孔１１から吐出されることにより、切屑は、切屑排出溝７を流れる切削油剤に流されるようにしてリーマ１先端側に向けて排出される。
【０００９】
そして、従来の下穴の加工方法では、図９に示すように、下穴の長さＨに比べて先端刃部３の長さＬが長いリーマ１で下穴を加工することになり、下穴の内壁面を加工して成形された加工穴を貫通するように、リーマ１の先端刃部３が配置されることになる。
【特許文献１】特開２０００−２６３３２８号公報
【特許文献２】特開２００２−５９３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、このように下穴の長さＨよりも先端刃部３の長さＬが長いリーマ１を使用した場合には、先端刃部３と加工穴の内壁面とが摺接する部分が大きくなるため、切削抵抗が大きくなってしまう。また、先端刃部３には切屑排出溝７や切削油剤の吐出孔１１が設けられているので、この先端刃部３の長さＬが必要以上に長い場合には、切屑排出溝７の長さも長くなってリーマ１の剛性が低下することとなり、前記切削抵抗によってリーマ１が折損してしまうおそれがあった。また、このリーマ１を高速回転した際には剛性不足のために振れやビビリが生じ、加工穴を精度良く成形することができないといった問題があった。
【００１１】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、穴加工工具の剛性を確保することにより、この穴加工工具を高速回転した際の振れを防止して加工穴を精度良く成形できるとともに、切削抵抗を低減して穴加工工具の折損を防止することができる下穴の加工方法及びこの加工方法に適した穴加工工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、この発明は、被切削材に予め形成された下穴に穴加工工具を挿入して、該下穴の内壁面を切削加工して加工穴を成形する下穴の加工方法であって、 前記穴加工工具は、軸線回りに回転されるシャンク部と該シャンク部の先端に配置された先端刃部とを有し、該先端刃部には、先端側から後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、該切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面と前記先端刃部の外周面との交差稜線部に切刃が形成されており、該切刃の前記軸線方向の長さが、前記下穴の長さよりも短くされた前記穴加工工具を用いることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この下穴の加工方法によれば、被切削材に形成された下穴の長さよりも短い切刃を有する穴加工工具で切削加工するため、切刃や切屑排出溝が必要以上に長くなることがなくこの穴加工工具の剛性を確保することができ、穴加工工具の振れが抑えられて加工穴を精度良く成形することができる。また、加工穴と摺接する部分が少ないので切削抵抗が低減され、切削抵抗により穴加工工具が折損することを防止できる。
【００１４】
さらに、前記先端刃部を、前記シャンク部よりも高い硬度を有する材料で構成し、前記先端刃部の前記軸線方向の長さを、前記下穴の長さよりも短くした穴加工工具を使用することにより、前記切刃の長さを下穴よりも確実に短くすることができるとともに、この先端刃部に形成される切刃の耐摩耗性を向上して寿命の延長を図ることができる。
【００１５】
上記の下穴の加工方法に用いる穴加工工具として、軸線回りに回転されるシャンク部と該シャンク部の先端に配置された先端刃部とを有し、前記先端刃部には、先端側から後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、該切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面と前記先端刃部の外周面との交差稜線部に切刃が形成されており、前記先端刃部の先端面から後端側に向けて漸次外径が小さくなるようにバックテーパ部が形成されており、該バックテーパ部の前記軸線方向の長さが、前記先端刃部の前記軸線方向の長さよりも短くされたものを使用することにより、先端刃部の後端側部分の外径が過度に小さくならず穴加工工具の剛性を確保できるので好ましい。
また、バックテーパ部が形成されているので、先端刃部の先端側外周に設けられた切刃によって成形された加工穴の内壁面と先端刃部の後端側が摺接することがなく、切削加工をスムーズに行うことができる。
【００１６】
さらに、穴加工工具に形成された前記切屑排出溝の前記軸線方向の長さを、前記バックテーパ部の前記軸線方向の長さよりも短くすることにより、この先端刃部を切り欠く部分を少なくすることができ、この穴加工工具の剛性をさらに向上させることができる。
【００１７】
また、前記シャンク部先端側の外径を、前記バックテーパ部の後端側外径よりも０．０２ｍｍ以上小さくすることにより、シャンク部が加工穴の内壁面から離間されて接触が防止されるので、加工穴の内壁面が傷つくおそれがないとともに、このリーマの回転トルクの上昇を防止できる。また、先端刃部が下穴よりも短くても確実に下穴内に先端刃部を挿入できるので、この穴加工工具による下穴の加工を確実に行うことができる。
【００１８】
また、前記切屑排出溝の前記軸線に垂直な断面をＵ字状、すなわち切屑排出溝の前記工具回転方向前方側を向く壁面と、工具回転方向後方を向く壁面とが、前記断面において、凹円弧等の溝底を介して略平行に対向するように形成することにより、例えば、前述した従来のリーマの断面Ｖ字状の切屑排出溝と同じ溝深さで、溝底がなす凹円弧の半径を同じくしたものを形成した場合に、切り欠かれる部分が少なくなり、この穴加工工具の剛性を確保することができる。よって、高速回転時の振れを防止して加工穴を精度良く成形できるとともに、切削抵抗によって折損することを抑制して寿命延長を図ることができる。
【００１９】
また、切屑排出溝の断面積が小さくなるので、切削油剤を切屑排出溝の溝底部に開口された吐出孔から吐出する場合には、この切屑排出溝を通過する切削油剤の流速が大きくなり、切刃によって生成した切屑を、例えば穴加工工具の先端方向に向けて確実に排出することができる。したがって、こうして切屑を先端方向に排出することにより、切屑排出溝の断面積を小さくしても、この切屑排出溝の中に切屑が詰まることがなく、この穴加工工具での加工をスムーズに行うことができる。
【００２０】
さらに、前記外周面に、前記切刃に連なるように形成された第１ランド部と、該第１ランドの工具回転方向後方側に連なり径方向内側に後退した逃げ部と、該逃げ部の工具回転方向後方側に連なるように形成された第２ランド部とを設けることにより、加工穴と摺接する部分を減少させることができ、この穴加工工具での切削時の切削抵抗を小さくすることができる。また、第１ランド部及び第２ランド部が形成されているので、加工穴とこれら第１、第２ランド部とが摺接して加工穴の内壁面を滑らかに仕上げることができる。また、これら第１、第２ランド部がガイドの役割を果たし、この穴加工工具の回転が安定して加工穴を精度良く成形することができる。
【００２１】
このように本発明によれば、穴加工工具の剛性を確保することにより、この穴加工工具を高速回転した際の振れを防止して加工穴を精度良く成形できるとともに、切削抵抗を低減して穴加工工具の折損を防止することができる下穴の加工方法及びこの加工方法に適した穴加工工具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施形態である下穴の加工方法及びこの加工方法に用いられる本発明の第１の実施形態である穴加工工具について添付した図面を参照にして説明する。図１に本発明の実施形態である下穴の加工方法を、図２及び図３にこの下穴の加工方法に使用する穴加工工具としてのリーマを示す。また、図４にこのリーマが装着される切削工具を示す。
【００２３】
リーマ２１は、長尺円柱状をなすシャンク部２２と、このシャンク部２２の先端側（図３において下側）に配置された先端刃部２３とで構成されている。
シャンク部２２は、鋼材等により構成されて概略多段円柱状をなしており、後端側（図３において上側）には、このリーマ２１を切削工具４１に装着するための装着部２４が設けられている。この装着部２４には、軸線Ｏに平行に延びる平坦面２４Ａが設けられている。
【００２４】
シャンク部２２先端側の外径Ｄｓは、装着部２４が設けられた後端側に比べて一段小径とされている。シャンク部２２の先端面には、中央部分がシャンク部２２後端側に向けて凹んだＶ字溝２５が形成されており、このＶ字溝２５のなす角度は、６０°〜１２０°の範囲内とされ、本実施形態では９０°に設定されている。
また、このシャンク部２２には、クーラント供給孔がシャンク部２２の先端側から後端側にかけて貫通するように形成されており、このＶ字溝２５の中央部に開口されている。
【００２５】
先端刃部２３は、シャンク部２２よりも高硬度の例えば超硬合金で構成されて概略円柱状をなしており、その後端面には、シャンク部２２先端面に形成されたＶ字溝２５に嵌合可能な凸状部２６が形成されている。
先端刃部２３の先端外周部には、軸線Ｏ方向後端側に向けて延びて工具回転方向Ｔ前方側に所定の捩れ角（本実施形態では１０°）で捩れる複数の切屑排出溝２７が、周方向に等間隔で軸線Ｏに対して所定角度ずつ回転対称に配置されている。本実施形態では、図２に示すように、６条の切屑排出溝２７が軸線Ｏに対して６０°ずつ回転対称に配置されている。
【００２６】
これらの切屑排出溝２７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２８と工具回転方向Ｔ後方側に連なる外周面２９との交差稜線部に、切刃３０が形成されている。
このように切刃３０を形成することにより、切屑排出溝２７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２８がすくい面とされ、工具回転方向Ｔ後方側に連なる外周面２９が逃げ面とされる。そして、この切刃３０は、切屑排出溝２７と同じく後端側に向かうにしたがい軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔ前方側に所定の捩れ角（本実施形態では１０°）で捩れるらせん状に形成されている。
【００２７】
ここで、切屑排出溝２７の軸線Ｏ方向の長さＳは、超硬合金で構成された先端刃部２３の軸線Ｏ方向の長さＬに比べて短く設定されている。
また、切屑排出溝２７は、図２に示すように断面Ｖ字状をなしており、このＶ字のなす角度は概略８０°とされ、すくい面とされる工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２８は、概略先端刃部２３の外形の断面がなす円の径方向に沿って延びるように形成されている。また、先端刃部２３には、軸線Ｏに沿って延びて凸状部２６に開口された連通孔（図示せず）が形成されており、この連通孔からそれぞれの切屑排出溝２７に延びてその溝底部に開口された吐出孔３１が設けられている。
【００２８】
さらに、この先端刃部２３には、先端側から後端側に向かうにしたがい漸次縮径するバックテーパ部３２が形成されており、このバックテーパ部３２の軸線Ｏ方向の長さＢは、切屑排出溝２７の軸線Ｏ方向の長さＳに比べて短く設定されている。換言すると、バックテーパ部３２の長さＢと切屑排出溝２７の長さＳと先端刃部２３の長さＬとは、Ｌ＞Ｂ＞Ｓの関係を有しているのである。さらに、この切屑排出溝２７の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２８と前記外周面２９との交差稜線部に形成された前記切刃３０は、切屑排出溝２７の後端側の切れ上がりを考慮すると、その軸線Ｏ方向の長さＣが切屑排出溝２７の前記長さＳより短くされている。
【００２９】
また、バックテーパ部３２の後端の外径Ｄｂは、シャンク部２２先端側の外径Ｄｓに対して０．０２ｍｍ以上大きくなるように設定されており、本実施形態では０．０２ｍｍ大きくされている。ここで、バックテーパ部３２の長さＢが先端刃部２３の長さＬより短くされた本実施形態では、このバックテーパ部３２より後端側にも超硬合金よりなる先端刃部２３部分が延在し、この部分はバックテーパ部３２の後端から段差を介して一段縮径してシャンク部２２の前記外径Ｄｓと同径となるようにされており、よって、この段差の大きさは０．０１ｍｍ以上（本実施形態では０．０１ｍｍ）とされる。
【００３０】
このリーマ２１は、図４に示す切削工具４１に装着されて使用される。切削工具４１は、軸線Ｍ回りに回転される多段円柱状の工具本体４２を有している。
この工具本体４２の先端面には、軸線Ｍに沿うように延びる装着孔４３が穿設されている。この装着孔４３の後端側に連通するように位置調整ボルト４４が挿入されたクーラント孔４５が設けられており、このクーラント孔４５は工具本体４２後端側に設けられた取付部４６に開口されている。
また、工具本体４２の側面に開口して装着孔４３に連通されたネジ孔４７が形成され、このネジ孔４７にクランプネジ４８が螺着されている。
【００３１】
リーマ２１は、工具本体４２の先端面に穿設された装着孔４３に挿入され、シャンク部２２の後端面が位置調整ボルト４４の先端面に当接させられるとともにシャンク部２２の平坦面２４Ａが工具本体４２のネジ孔４７が設けられた方向に向くように、かつ、リーマ２１の軸線Ｏと工具本体４２の軸線Ｍとが一致するように配置される。そして、工具本体４２のネジ孔４７に螺着されたクランプネジ４８をねじ込んで平坦面２４Ａを押圧することにより、リーマ２１が工具本体４２に固定される。
【００３２】
このようにリーマ２１が装着された切削工具４１は、工作機械の主軸端に取付部４６を介して取り付けられ、リーマ２１の軸線Ｍ方向の位置調整を行った後、軸線Ｍ（軸線Ｏ）回りに回転されるとともに軸線Ｍ（軸線Ｏ）先端方向に向けて送られ、リーマ２１が被切削材Ｗに形成された下穴（例えば、ステムガイド穴等）に挿入され、この下穴の内壁面を切削して所定の内径の加工穴を形成するものである。
【００３３】
リーマ２１による切削加工を行う際には、切削油剤が工作機械からパイプを通じて工具本体４２のクーラント孔４５に供給される。クーラント孔４５に供給された切削油剤は、リーマ２１のシャンク部２２に形成されたクーラント供給孔を通じて先端刃部２３へ供給され、先端刃部２３に形成された連通孔及び吐出孔３１を通じて、切屑排出溝２７の溝底部から下穴の内壁面に向けて吐出される。
【００３４】
下穴の内壁面を切削加工した際に生成する切屑は、切屑排出溝２７が工具回転方向Ｔ前方側に捩れるように形成されているので、リーマ２１の先端側に向けて案内されることになる。また、切削油剤がクーラント供給孔及び連通孔を介して吐出孔３１から吐出することにより、この切削油剤に流されるようにして、切屑はリーマ２１の先端側に向けて排出される。
【００３５】
ここで、本実施形態である下穴の加工方法では、下穴の長さＨに対して先端刃部２３の長さＬが短いリーマ２１が使用され、したがって、この先端刃部２３の外周に形成される切刃３０もその軸線Ｏ方向の長さＣが下穴の長さＨよりも短いリーマ２１が使用される。リーマ２１での加工終了時点では、図１に示すように、加工穴の下側部分に先端刃部２３が位置し、上側部分にはシャンク部２２の一部が配置されることになる。
【００３６】
このようなリーマ２１を使用することにより、加工穴の内壁面と先端刃部２３との摺接部分が小さくなり切削抵抗を抑えることができる。また、切屑排出溝２７や吐出孔３１等が形成された先端刃部２３の長さＬが短いので、このリーマ２１の剛性が確保され、切削抵抗による折損を防止することができる。さらに、剛性向上によって高速回転時の振れやビビリを抑制して加工穴を精度良く成形することができる。
【００３７】
なお、このリーマ２１では先端刃部２３にバックテーパ部３２が形成されているので、リーマ２１の先端が最も外径が大きく後端側は外径が小さくなり、加工穴の内側にリーマ２１を確実に挿入でき、切削加工を確実に行うことができる。
また、このバックテーパ部３２の長さＢが先端刃部２３の長さＬよりも小さくされているので、先端刃部２３の後端側の外径が過度に小さくならずリーマ２１の剛性を確保することができる。
【００３８】
さらに、切屑排出溝２７の軸線Ｏ方向の長さＳが、バックテーパ部３２の軸線Ｏ方向の長さＢよりも短くされているので、この先端刃部２３を切り欠く部分が少なくなり、このリーマ２１の剛性をさらに向上させることができる。
また、シャンク部２２の外径Ｄｓが、前記バックテーパ部３２の後端側外径Ｄｂよりも０．０２ｍｍ小さくされているので、シャンク部２２が加工穴の内壁面から離間され、加工穴の内壁面が傷つくおそれがないとともに、このリーマ２１の回転トルクの上昇を防止できる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施形態である穴加工工具について添付した図面を参照にして説明する。図５及び図６に、本発明の第２の実施形態である穴加工工具としてのリーマを示す。なお、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
この第２の実施形態では、切屑排出溝２７は、図５に示すように断面Ｕ字状をなしており、すくい面をなす工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２８は、概略先端刃部２３の外形の断面がなす円の径方向に沿って延びるように形成されている。本実施形態では、図５に示すように、３条の切屑排出溝２７が軸線Ｏに対して１２０°ずつ回転対称に配置されている。
【００４０】
この切刃３０に連なり逃げ面をなす外周面２９には、切刃３０に連なるように形成された第１ランド部５１と、この第１ランド部５１の工具回転方向Ｔ後方側に連なり径方向内側に後退した逃げ部５２と、この逃げ部５２の工具回転方向Ｔ後方側に連なるように形成された第２ランド部５３とが設けられている。第１ランド部５１及び第２ランド部５３は、軸線Ｏを中心とした同じ半径の円弧状に形成されている。また、逃げ部５２は、軸線Ｏに垂直な断面において前記切屑排出溝２７がなす断面Ｖ字の溝底の半径よりも大きな半径で径方向内側に向けて凸となる、前記切屑排出溝２７よりも幅広の、ただし溝深さの深いＲ溝状に形成されており、この逃げ部５２は前記バックテーパ部３２の後端を越えてシャンク部２２先端の手前まで延設されている。
【００４１】
また、先端刃部２３には、軸線Ｏに沿って延びて凸状部２６に開口された連通孔（図示せず）が形成されており、この連通孔からそれぞれの切屑排出溝２７に向けて延びてその溝底部に開口された吐出孔３１と、それぞれの逃げ部５２に向けて延びて逃げ部５２がなすＲ溝の溝底部に開口された排出孔５４とが設けられている。
【００４２】
また、この第２の実施形態であるリーマ２１においては、切屑排出溝２７が断面Ｕ字状に形成されており、径方向外側に向けて大きく開口しておらず切り欠き部分が少ないので、このリーマ２１の剛性がさらに向上されている。したがって、このリーマ２１を高速回転させた際の振れを防止して加工穴を精度良く成形することができる。また、切削抵抗によってリーマ２１が折損してしまうことを抑制して、このリーマ２１の寿命延長を図ることができる。
【００４３】
また、切屑排出溝２７の断面積が小さくされているので、切削油剤を切屑排出溝２７の溝底部に開口された吐出孔３１から吐出した際に、この切屑排出溝２７を通過する切削油剤の流速が大きくなり、切刃３０によって生成した切屑をリーマ２１の先端方向に向けて確実に排出することができる。したがって、この切屑排出溝２７の中を切屑が通過することがないので、切屑排出溝２７の断面積を小さくしても切屑を確実に排出でき、このリーマ２１での加工をスムーズに行うことができる。
【００４４】
また、逃げ面をなす外周面２９に逃げ部５２が形成されているので、加工穴の内壁面と摺接する部分を調整することができ、このリーマ２１の切削抵抗を小さくすることができる。また、第１ランド部５１及び第２ランド部５３が形成されているので、加工穴とこれら第１、第２ランド部５１、５３とが摺接して加工穴の内壁面を滑らかに仕上げることができる。また、これら第１、第２ランド部５１、５３がガイドの役割を果たし、このリーマ２１の回転が安定して加工穴を精度良く成形することができる。
さらに、切削油剤が、切屑排出溝２７の溝底部に開口された吐出孔３１のみでなく、逃げ部５２がなすＲ溝の溝底部に開口された排出孔５４からも供給されるので、切削油剤による切屑の排出を確実に行うことができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態である下穴の加工方法及びリーマ２１について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、リーマ２１を図３に示す切削工具４１に装着して使用するものとして説明したが、他の切削工具やアダプタ等に装着して使用するものであっても良い。
【００４６】
また、切屑排出溝２７をリーマ２１の後端側に向かうにしたがい工具回転方向Ｔ前方側へ向けて捩れるように形成したもので説明したが、これに限定されることはなく、例えば、図７に示すように、切屑排出溝２７を工具回転方向Ｔ後方側に向けて捩れるように形成したものや、図８に示すように、切屑排出溝２７を捩れのない直線状に形成したものであっても良い。
【００４７】
図７及び図８に示すように切屑排出溝２７を形成した場合には、切刃３０によって生成した切屑がリーマ２１先端側へ向けて案内されることはないが、切削油剤が切屑排出溝２７を大きな流速でリーマ２１先端側に向けて流れることで、切屑をリーマ２１先端側へ排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の下穴の加工方法を示す説明図である。
【図２】図１の加工方法に用いる本発明の第1の実施形態であるリーマの正面図である。
【図３】図２に示すリーマの側面図である。
【図４】図２に示すリーマが装着される切削工具の側面部分断面図である。
【図５】図１の加工方法に用いる本発明の第２の実施形態であるリーマの正面図である。
【図６】図５に示すリーマの側面図である。
【図７】本発明の他の実施形態であるリーマの側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態であるリーマの側面図である。
【図９】従来の下穴の加工方法を示す説明図である。
【図１０】従来のリーマの正面図である。
【図１１】図１０に示すリーマの側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
２１ リーマ（穴加工工具）
２２ シャンク部
２３ 先端刃部
２７ 切屑排出溝
３０ 切刃
３２ バックテーパ部
５１ 第１ランド部
５２ 逃げ部
５３ 第２ランド部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被切削材に予め形成された下穴に穴加工工具を挿入して、該下穴の内壁面を切削加工して加工穴を成形する下穴の加工方法であって、
前記穴加工工具は、軸線回りに回転されるシャンク部と該シャンク部の先端に配置された先端刃部とを有し、該先端刃部には、先端側から後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、該切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面と前記先端刃部の外周面との交差稜線部に切刃が形成されており、
該切刃の前記軸線方向の長さが、前記下穴の長さよりも短くされた前記穴加工工具を用いることを特徴とする下穴の加工方法。
【請求項２】
前記先端刃部は、前記シャンク部よりも高い硬度を有する材料で構成されており、前記先端刃部の前記軸線方向の長さが、前記下穴の長さよりも短くされた前記穴加工工具を用いることを特徴とする請求項１に記載の下穴の加工方法。
【請求項３】
請求項２に記載の下穴の加工方法に用いる穴加工工具であって、
前記先端刃部には、先端面から後端側に向けて漸次外径が小さくなるようにバックテーパ部が形成されており、該バックテーパ部の前記軸線方向の長さが、前記先端刃部の前記軸線方向の長さよりも短くされていることを特徴とする穴加工工具。
【請求項４】
前記切屑排出溝の前記軸線方向の長さが、前記バックテーパ部の前記軸線方向の長さよりも短くされていることを特徴とする請求項３に記載の穴加工工具。
【請求項５】
前記シャンク部先端側の外径が、前記バックテーパ部の後端側外径よりも０．０２ｍｍ以上小さくされていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の穴加工工具。
【請求項６】
前記切屑排出溝は、前記軸線に垂直な断面がＵ字状に形成されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の穴加工工具。
【請求項７】
前記外周面には、前記切刃に連なるように形成された第１ランド部と、該第１ランドの工具回転方向後方側に連なり径方向内側に後退した逃げ部と、該逃げ部の工具回転方向後方側に連なるように形成された第２ランド部とが備えられていることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載の穴加工工具。
【請求項１】
被切削材に予め形成された下穴に穴加工工具を挿入して、該下穴の内壁面を切削加工して加工穴を成形する下穴の加工方法であって、
前記穴加工工具は、軸線回りに回転されるシャンク部と該シャンク部の先端に配置された先端刃部とを有し、該先端刃部には、先端側から後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、該切屑排出溝の工具回転方向前方側を向く壁面と前記先端刃部の外周面との交差稜線部に切刃が形成されており、
該切刃の前記軸線方向の長さが、前記下穴の長さよりも短くされた前記穴加工工具を用いることを特徴とする下穴の加工方法。
【請求項２】
前記先端刃部は、前記シャンク部よりも高い硬度を有する材料で構成されており、前記先端刃部の前記軸線方向の長さが、前記下穴の長さよりも短くされた前記穴加工工具を用いることを特徴とする請求項１に記載の下穴の加工方法。
【請求項３】
請求項２に記載の下穴の加工方法に用いる穴加工工具であって、
前記先端刃部には、先端面から後端側に向けて漸次外径が小さくなるようにバックテーパ部が形成されており、該バックテーパ部の前記軸線方向の長さが、前記先端刃部の前記軸線方向の長さよりも短くされていることを特徴とする穴加工工具。
【請求項４】
前記切屑排出溝の前記軸線方向の長さが、前記バックテーパ部の前記軸線方向の長さよりも短くされていることを特徴とする請求項３に記載の穴加工工具。
【請求項５】
前記シャンク部先端側の外径が、前記バックテーパ部の後端側外径よりも０．０２ｍｍ以上小さくされていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の穴加工工具。
【請求項６】
前記切屑排出溝は、前記軸線に垂直な断面がＵ字状に形成されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の穴加工工具。
【請求項７】
前記外周面には、前記切刃に連なるように形成された第１ランド部と、該第１ランドの工具回転方向後方側に連なり径方向内側に後退した逃げ部と、該逃げ部の工具回転方向後方側に連なるように形成された第２ランド部とが備えられていることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載の穴加工工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−９８５１７（Ｐ２００７−９８５１７Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９２１０２（Ｐ２００５−２９２１０２）
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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