JP2010537830A

JP2010537830A - リーマ

Info

Publication number: JP2010537830A
Application number: JP2010522262A
Authority: JP
Inventors: クレス，ディーター
Original assignee: マパルファブリックフュールプラツィジョンズベルクゼウグドクトル．クレスカーゲー
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-12-09
Also published as: KR101487246B1; US20100196110A1; EP2200775B1; EP2200775A1; WO2009030455A1; ATE516909T1; KR20100066502A

Abstract

基体(3)と、リーマ(1)の前端面(11)に実質的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、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、切刃(13)に貫入する締付けねじ(39)によって、リーマ(1)の基体(3)の支持面(19)に保持され、底面図で多角形の切刃(13)の裏面(17)が、支持面(19)に当接し、調節装置が、切刃(13)に作用する調節ねじを備え、調節ねじが、加力領域で、切刃(13)の側面に調節力を付与するリーマが提案される。このリーマは、切刃(13)の裏面(17)の側縁部(41、41'、45、45')に接する仮想内接円(53)の直径(55)と切刃(13)の厚さ(d)との比が、1.0〜1.5の範囲内、好ましくは、1.2〜1.5の範囲内にあることを特徴とする。
【選択図】図１

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1μ〜3μ、好ましくは1μ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、冒頭に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。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と、少なくとも一つの幾何的に画定された副刃とを設けられる。切刃は、その裏面で、リーマの基体に設けられた支持面に当接する。切刃は、底面図で見て多角形に構成される。切刃は、切刃に貫入する締付けねじによって、支持面に押圧される。調節装置により、リーマの前端面に着設された切刃の位置を調整することができる。このとき、規定の加工直径を保証するために、切刃の主刃及び副刃の半径方向突出距離が、所望の量に調整される。その際、切刃が支持面上で摺動する。切刃が良好に且つ確実に支持面に載置するように、裏面のサイズは、できるだけ大きく選択される。リーマは、切刃の側縁部に接する仮想内接円の直径と切刃の厚さとの比が1.0〜1.5の範囲内にあることを特徴とする。内接円の直径と板厚との比が少なくとも1.2であると、特に好ましいことが判明しており、上限値として1.5が選択される。

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。

リーマの正面斜視図である。図１によるリーマの正面図である。リーマの側面図である。

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、1μ/mm〜3μ/mm、好ましくは、1μ/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1μ/mm〜3μ/mm、好ましくは、1μ/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23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、図１によるリーマを正面図で示し、すなわち、リーマ1の前端面11が図2の紙面内にある。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、上述した説明を参照する。

切刃13は、リーマ1の基体3、すなわち凹部45に嵌め込まれる。このとき、切刃は、その前面15と反対側の裏面(ここでは見えない)で、リーマ1の基体3に設けられた支持面19(同様にほぼ完全に見えない)に載置する。切刃13に、締付けねじ39が貫入され、締付けねじ39は、切刃13の凹部35に受け入れられ、基体3にねじ込まれて、切刃13をリーマの基体3に固定する。

リーマ1及び切刃13の平面図は、切刃13が多角形に構成され、実質的に平行四辺形を有することを示す。好ましくは、切刃13は菱形に実現され、第１の側面41が、矢印21によって示されるリーマ1の回転方向に向いている。反対側の側面41'は、凹部43の端壁49に当接し、それにより切刃13が確実に支持される。リーマ1の周面5の領域内にある外側長手面45は、切断領域で、第１の側面41と共に、切刃13の刃先部分23を成す。長手面45と反対側の長手面45'は、凹部43の内壁47に当接し、内壁47は、端壁49に対して鋭角で延在する。凹部43の壁が成すこの鋭角により、切刃13は、リーマ1の基体3において、正確に向きを定めて保持される。

刃先部分23と対角の位置に刃先部分23'があり、刃先部分23'は、図２に示される実働中の刃先部分23が摩耗した場合に、締付けねじ39の中心軸を中心として切刃13を回転させることによって、加工対象の加工物と係接することができる。

刃先部分23と直に接して、長手面45の一部である自由面51が見られる。

図２による正面図から、矢印21によって示される回転方向で見て、第１の案内条片は、刃先部分23から約75°遅れ、第２の案内条片は、刃先部分23と180°ずれた位置に配置されていることを読み取ることができる。90°ずれた位置に第３の案内条片があり、第３の案内条片は、刃先部分23に対して、回転方向と逆に270°ずらされ、すなわち、他の案内条片と同様に、刃先部分23から遅れる。角度の提示は、仮想線52に関するものであり、ここでは、例として、三つの案内条片のうちの一つのみに関して仮想線52が示されている。

図２に、直径55を有する内接円53が破線で示される。直径55は、凹部35の中心点57を中心として描かれた内接円53が切刃13の側面41、41'、45、45'に接するように選択される。

図３は、リーマ1を側面図で示し、ここでは、リーマ1は、切刃13の第１の側面41が手前に見えるように配置されている。したがって、第１の面41は、図3の紙面に平行である。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、反復を避けるために上述した説明を参照する。

ここで、切刃13が、リーマ1の前端面11にほぼ正接して着設されることが明瞭に見られる。切刃13の前面15に平行に、上述した裏面17が延在し、裏面17は、リーマ1の基体3にある支持面19に載置する。

切刃13の刃先部分23は、二重矢印25によって示される前進方向に傾斜された主刃27を有し、主刃27は、曲折点61を介して、反対方向に傾斜された副刃29に移行する。副刃29は、上述したのと同様に、1μ/mm〜3μ/mm、好ましくは1μ/mmだけ傾斜され、それにより、曲折点61から中心軸9の方向に後傾する。これを実現するために、それに対応して、支持面19がリーマ1の前端面11に対して傾斜され、それにより、副刃23が切刃13の裏面17に直角に延在することができる。

図３に、切刃13の厚さdが示され、この厚さdは、切刃13の前面15及び裏面17に垂直に延在する仮想線に沿って測定される。

主刃27の長さ及び副刃29の長さを仮想線63上に投影すると、切刃13の前面15から測って、1.3mmの主刃27の長さl₁と、3mmの副刃29の長さl₂とが得られる。

長さl₁は、約0.5〜1.8mmの範囲内で変えることができるが、1.3mmの長さが最適であると判明している。

それと同様のことが副刃29の長さl₂についても言える。長さl₂は、2〜5mmの範囲内で変えることができるが、長さl₂=3mmが特に好適と判明している。

図３から、主刃27と副刃29との長さの和から厚さdが得られることが分かる。すなわち、l₁+l₂=dが成り立つ。

リーマ1の刃先部分23によって加工される穴表面の最適な加工品質を達成するために、切刃13は、リーマ1の基体13にある支持面19に確実に当接しなければならない。これは、上述した締付けねじ39によって実現される。調節装置(ここには図示せず)により、リーマ1の周面5を越える刃先部分23の突出距離を調整することができる。このとき、切刃13の裏面17が、支持面19に沿って摺動する。切刃13がずらされた場合にも正確なテーパ、すなわち曲折点61から中心軸9に向かう副刃29の後傾を保証するために、この支持面19への切刃13の確実な当接が必要である。

内接円の直径55と切刃13の長さdとが特定の比であるとき、リーマ1の基体3に切刃13を最適に据え付けられることが示されている。

直径55と厚さdとの比が、少なくとも約1.2から、最大で1.5であると特に好適と判明している。

切刃13の板厚dは、上述したように、主刃27の長さl₁と副刃29の長さl₂とによって決定される。したがって、少なくとも4.3mmの厚さdが得られる。

リーマ1は、任意の様式で、工具機械、アダプタ、及び/又は中間部品に固定することができ、好ましくは円錐シャフト65を用いて固定される。工具機械などへのリーマ1の固定は公知であるので、ここで詳細に取り上げる必要はない。この場合、本明細書で説明した切刃13は穴表面の精密加工に利用され、本明細書で論じたテーパが特に重要であるので、リーマ1と工具機械との非常に正確な結合が必要である。

本明細書で上述した切刃13の設計は、特に内接円の直径55と切刃13の厚さdとの比が少なくとも1.2であるときに、非常に良好な加工条件をもたらす。ここで、主刃27が二重切削構成を有する、すなわち、矢印25によって示される前進方向に異なる角度で傾斜された、曲折点61から延びる二つの領域を有するときにも、特に1.3mmの主刃27の長さl₁が好適と判明している。このとき、3mmの副刃27の長さl₂が選択され、それにより、4.3mmの板厚dが得られる。

Claims

基体(3)と、
実質的にリーマ(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、底面図で見て多角形の前記切刃(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)に作用する調節ねじを備え、前記調節ねじが、加力領域で、前記切刃(13)の側面に調節力を付与するリーマにおいて、
前記切刃(13)の前記裏面(17)の側縁部(41、41'、45、45')に接する仮想内接円(53)の直径(55)と前記切刃(13)の厚さ(d)との比が、1.0〜1.5の範囲内、好ましくは、1.2〜1.5の範囲内にある
ことを特徴とするリーマ。
前記切刃(13)が、多角形、好ましくは四角形に構成されることを特徴とする請求項１に記載のリーマ。
前記切刃(13)が、平面図で見て、平行四辺形、好ましくは菱形に構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のリーマ。
前記副刃(29)の長さ(l₂)が、2mm〜5mm、好ましくは、3mmであることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のリーマ。
前記切刃(13)の前記主刃(29)が、0.5mm〜1.8mm、好ましくは、1.3mmの長さ(l₁)を有することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のリーマ。
前記主刃(29)が、二重切削構成を実現するための二つの刃先部分を有することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のリーマ。