精密機械加工と製造 正確な寸法の穴を加工する必要があるため、特殊な切削工具が必要であり、その過程で達成される高い表面仕上げもある。
リーマ工具は、現代の製造部門において最も重要な要素となっており、これにより、同部門の機械工は±0.0002インチの公差内で部品を製造できるようになりました。機械加工で使用される14種類のリーマ工具を理解することは、精密穴仕上げ加工で最適な結果を求める製造専門家にとって極めて重要です。
切削工具の市場は、全世界の生産者がより精密で効率的な工具を要求しているため、上昇を続けると予想されており、2023年には89億ドルになると推定されている。リーマ工作機械はこの市場のかなりの部分を占めると考えられ、用途には航空宇宙、自動車、医療機器、一般製造業が含まれる。
リーマー工具とは?
リーマ工具は、正確な表現で達成されると見なされる仕様の穴の以前の存在を拡大するために使用される微細な切削装置である。中実の材料に穴を開けるドリル・ビットとは対照的に、リーマーは、あらかじめ開けられた穴、打ち抜かれた穴、または鋳造された穴を滑らかにする。これらの工具は、0.005~0.015インチの材料しか削らない傾向があり、削る材料の量ではなく、寸法値に重点を置いて行われる。
の主な機能 リーマ加工用工具 を含む:
- これにより、穴径の精度はそれぞれ±0.0001インチと0.0005インチの公差内に収まった。
- 高品質の表面仕上げ(Ra値32~125マイクロインチ)の製造
- 穴の真直度と同心度精度穴の真直度と同心度の確保
- ピン、ボルト、ベアリングのような細かい寸法の部品を受け入れるための穴加工
機械加工に使用される14種類のリーマ工具:包括的な概要
1.ハンドリーマー
最もシンプルなリーマ工具は、手動で操作するハンドリーマである。この工具はストレートシャンクで、先端はレンチを取り付けるための四角形をしており、寸法は1/8インチから2インチの間である。ハンドリーマーは、Ra32~63マイクロインチの表面仕上げで、ほとんど材料を残しません(0.001~0.005インチ)。
主な用途
- 現場の修理とメンテナンス
- 少量生産
- プロトタイプ開発
- 金型製作
2.マシンリーマ
マシンリーマは、ボール盤、旋盤、フライス盤で使用するために設計されています。この工具は、モーステーパーシャンクまたはストレートシャンクを持ち、ハンドリーマに比べて速い切削速度を維持できる。マシンリーマは通常、公差とRa16~32マイクロインチの仕上げに使用されます。
技術仕様:
- 切断速度 50~200面フィート/分
- 送り速度0.002-0.010インチ/回転
- 材料の深さ材料除去の深さは0.005~0.015インチ。
3.チャッキングリーマ
チャッキングリーマー 工作機械のチャック取り付け用に設計されたストレートシャンクが特徴。この多用途工具は、一般的に次のような用途に使用される。 CNCリーマー加工 および一般的な機械加工用途に適しています。チャッキングリーマは柔軟性に優れ、異なる加工間で簡単に交換できます。
4.シェルリーマー
シェルリーマは、取り外し可能なカッティングヘッドをアーバーに取り付けたもので、大口径の用途に費用対効果の高い製品です。ハウジングにより、刃先が磨耗した場合でも破損することなく交換でき、高価なアーバはそのまま残ります。この工具は、特に大量生産に役立ちます。 経済的メリット:
- 工具在庫コストの削減
- 交換コストの低減
- 標準化されたアーバーシステム
- 工具寿命管理の改善
5.エキスパンション・リーマー
エキスパンション・リーマーは、切削径の調整が可能で、穴の寸法を正確に制御できます。これらの工具は、ネジ式アジャスターやテーパーインサートなどの拡張機構を利用し、切削径を特定の範囲内(通常0.005~0.020インチ)で変更します。
6.調整可能リーマ
調整可能なリーマ は、交換可能なブレードシステムにより、可変切削径を提供します。これらの工具は、特注の穴サイズに優れた柔軟性を提供し、摩耗補正に対応できます。調整可能なリーマは、非標準寸法が要求される工具や金型の用途で特に重宝されます。
7.テーパーリーマ
テーパーリーマは、一般的にテーパーピン、モールステーパー、機械スピンドルの用途に使用される、特定の角度の精密なテーパー穴を作成します。標準的なテーパー角度には、1:50、1:20、モールステーパーシリーズがあります。これらの工具は、適切なテーパー形状を得るために慎重なセットアップと操作が必要です。
一般的なテーパー仕様:
- モールステーパーMT0~MT6まで
- ヤルノ・テーパー自己保持設計
- ブラウン&シャープ テーパー精密アプリケーション
8.ステップリーマー
ステップリーマは、1つの工具で複数の切削径を持つリーマであり、その結果、1回のパスで段付き穴が形成される。このような特殊工具は、複数の穴径や穴の軸方向の正確な位置が必要な場合、段取り時間を短縮し、生産性を向上させます。
9.ブリッジリーマー
橋梁リーマーは、橋梁の建設や重構造の作業で穴のリーミングを行う工具です。これらの工具は、構造用鋼の製造に存在する困難な条件下での高い要求に耐えることができる、厚い構造の頑丈な工具です。
10.車用リーマ
自動車リーマーは、自動車産業で使用される特殊工具の一種であり、具体的には、エンジンブロック、トランスミッションケース、シャーシ、および自動車のその他の部品に穴をあけるために使用される。これらの工具の精度は、自動車産業の品質レベルをさらに上回るものでなければならず、高い生産需要に対応できるものでなければならない。
11.ローズリーマー
ローズリーマー 端面にのみ切れ刃があり、荒いリーマ加工に適している。これらの工具は、より多量の材料を除去するため、他のタイプで仕上げリーマ加工を行う前の荒加工用工具として使用されることが多い。
12.フルーテッドリーマ
ヘリカルまたはストレートフルーテッドリーマは、切り屑を除去し、力を最小限に抑えるためにフルートを使用します。工具の性能はフルートデザインに大きく影響され、ヘリカルフルートは切削時に非常に滑らかで、優れた仕上げ面を得ることができます。
フルートの設計に関する考察:
- ヘリックス角度:5~45度
- フルートの数4~12本(偶数が望ましい)
- フルート深さ:工具径の15~25%
- チップ排出効率
13.スパイラルフルートリーマ
スクリューヘッドリーマは、螺旋刃リーマと同様にヘリカル切削工具を使用しますが、スクリューヘッドには螺旋状のフルートがあり、切りくずを排出し、ストレートフルーテッドリーマよりも切削負荷を低減します。特に深穴や切りくずが筋状になっている被削材に効果的です。
14.超硬リーマ
超硬リーマーはまた、工具寿命を延ばし、切削速度を向上させるために、超硬の切れ刃を備えています。これらの工具は、高速度鋼リーマーの3~5倍の切削速度で使用でき、ほとんどの高速度鋼リーマーでは到達できない摩耗特性を備えています。
パフォーマンスの優位性:
- 工具寿命:HSSの5~10倍
- 切断速度最大毎分1000面フィート
- 優れた耐摩耗性
- 一貫した寸法精度
最適性能のためのリーマ工具選択基準
適切な選択 リーマ加工用工具 は、パフォーマンスと費用対効果に直接影響する複数の要因を慎重に検討する必要がある。
素材に関する考察
被削材の材質はリーマの選択に大きく影響する。 工業用切削工具 は、特定の材料特性に合わせる必要がある:
鋼鉄と鉄:
- 一般用高速度鋼リーマ
- 高速加工用超硬リーマ
- 寿命延長のためのコーティング工具
アルミニウムと非鉄金属:
- シャープな刃先は、エッジの蓄積を防ぐ
- 切屑排出用ポリッシュ仕上げフルート
- ソフトマテリアル用の特殊形状
硬化素材:
- 超硬またはセラミック刃
- 正のすくい角
- 硬質ツールホルダー
精度要件
精密穴加工 の用途では、特定のリーマ特性が要求される:
公差要件:
- ±0.0001″:プレミアムグレードリーマ
- ±0.0002″:標準精密リーマ
- ±0.0005″:汎用リーマ
表面仕上げの仕様:
- Ra 16マイクロインチ:ファインフィニッシュリーマ
- Ra 32マイクロインチ:標準リーマ
- Ra 63マイクロインチ:ラフリーマ
業界におけるリーマ工具の一般的な使用例
CNCリーマー加工 多くの業界にまたがり、それぞれに特有の要件や課題がある:
航空宇宙産業
- エンジン部品製造
- ランディング・ギア・アセンブリー
- 構造部品製造
- 精密ベアリングの取り付け
統計によると、航空宇宙メーカーが重要な部品に要求する穴の公差は±0.0001インチで、表面仕上げはRa32マイクロインチ以上である。
自動車製造
- エンジンブロック加工
- トランスミッション部品製造
- ブレーキシステム製造
- サスペンション部品加工
自動車産業は年間8000万台以上の車両を加工しており、安定した品質で何十億個もの精密な穴を必要とする。
医療機器製造
- 手術器具製造
- インプラント部品加工
- 診断機器製造
- 精密部品加工
医療機器の製造には最高の精度基準が要求され、多くの部品が±0.00005インチの公差を必要とします。
メンテナンスと工具寿命の最適化
の適切なメンテナンス リーマーツール 性能と費用対効果に大きな影響を与える:
工具検査手順
- 摩耗パターンの目視検査
- 精密ゲージによる寸法検証
- 表面仕上げ測定
- 最先端の状態評価
リコンディショニング・ガイドライン
- プロフェッショナルな再研磨サービス
- コーティングの修復
- 寸法復元
- 性能検証テスト
業界の統計によると、リーマーは手入れが行き届いていれば、工具の期待寿命の150~300%もの性能を発揮する。
結論
機械加工に使用される14種類のリーマ工具を理解することで、製造の専門家は特定の用途に最適なソリューションを選択することができます。シンプルなハンドリーマであれ、高級な超硬工具であれ、これらの工具のそれぞれの種類は、現代の産業におけるさまざまな用途に適合します。
リーマ加工工具の開発は、性能を向上させ、工具寿命を延ばす新しい材料、コーティング、形状により、さらに進化しています。製造業がより高い精度と効率を要求し続ける中、これらの専門的な産業用切削工具は、現代の競争社会で必要とされる寸法精度と表面仕上げの生産において、重要な役割を果たし続けるでしょう。
機械システムには穴を精密に仕上げる能力があり、それは工具の選択、運転パラメーター、一定のメンテナンス方法に基づいて成功する。これらの原則を適用することで、メーカーはより良い結果を得て工具寿命を改善し、製造コストを下げることができる。
よくある質問(FAQ)
1.ドリリングとリーミングはどのように違うのですか?
ドリル加工は固い材料に穴を開けるのに対し、リーマ加工は既存の穴を特定の寸法まで拡大する。リーマ工具は通常、0.005~0.015インチの材料を研磨するだけで、材料の除去とは対照的に、表面仕上げと寸法精度を重視します。ドリル加工の公差が-++ 0.005インチであるのに対し、リーマ加工の公差は-++ 0.0002インチまたはそれ以上です。
2.リーマーの種類によって、どのような切削速度を使えばよいですか?
リーマーの材質とワークの切削速度によって、切削速度は大きく異なる。高速度鋼リーマーの切削サイズは毎分50~200面フィート、超硬リーマーは300~1000SFMである。CNCリーマー加工は控えめな低速で開始し、廃材の発生と表面仕上げの質に注意しながら、後で速度を上げるべきである。
3.なぜリーマ加工をすると表面仕上げが悪くなるのですか?
仕上げ面の不良は通常、切削速度の上げすぎ、送り速度の不一致、潤滑不足、または刃先の摩耗が原因である。精密な穴仕上げを達成する鍵は、クーラントの使用、送り速度(0.002~0.010 IPR)、および切れ刃の精巧なセットである。表面品質は、切れ刃やびびりの蓄積によっても悪影響を受ける。
4.超硬と高速度鋼、どちらのリーマーを使うべきですか?
超硬リーマーは、大量加工、研磨材、高速加工に最適です。超硬リーマーは、ハイスよりも工具寿命が5~10倍長いが、初期費用は3~5倍高い。HSSリーマーは、少量生産、破断加工、工具の柔軟性が利点となる汎用用途で、より経済的になる。
5.リーミングを行うために、穴あけ後にどれくらいの材料を残す必要がありますか?
最適なリーマ加工代は、多くの場合0.005~0.015インチである。不十分な取り代は、工具の摩耗を引き起こし、粗い加工面を形成します。一方、取り代が大きいと、切削力が増大し、工具が破損することもあります。生産終了まで比較的一定の取り代があれば、リーマ加工用工具が最も効果的です。