「CNCフライス盤用リーマ工具と加工技術の徹底解説」
I. はじめに
CNCフライス盤の加工において、リーマ加工は中仕上げおよび仕上げ穴加工の重要な工程です。適切なリーマ工具の選択と切削パラメータの正確な決定は、加工精度と穴の表面品質を確保する上で非常に重要です。この記事では、CNCフライス盤用リーマ工具の特性、切削パラメータ、クーラントの選定、そして加工技術の要件について詳しく説明します。
CNCフライス盤の加工において、リーマ加工は中仕上げおよび仕上げ穴加工の重要な工程です。適切なリーマ工具の選択と切削パラメータの正確な決定は、加工精度と穴の表面品質を確保する上で非常に重要です。この記事では、CNCフライス盤用リーマ工具の特性、切削パラメータ、クーラントの選定、そして加工技術の要件について詳しく説明します。
II. CNCフライス盤用リーマ工具の構成と特性
標準機械リーマ
標準マシンリーマは、加工部、ネック、シャンクで構成されています。シャンクの形状は、ストレートシャンク、テーパーシャンク、スリーブタイプの3種類があり、様々なCNCフライス盤のクランプ要件に対応します。
リーマの加工部（刃先部）は、切削部と調整部に分かれています。切削部は円錐形で、主な切削作業を担います。調整部は円筒部と逆円錐部で構成されています。円筒部は主にリーマのガイド、加工穴の調整、研磨の役割を果たします。逆円錐部は主にリーマと穴壁間の摩擦を低減し、穴径の拡大を防ぐ役割を果たします。
交換可能な超硬インサートを備えた片刃リーマ
刃先交換式超硬インサートを備えた片刃リーマは、高い切削効率と耐久性を誇ります。インサートは交換可能なので、工具コストを削減できます。
合金鋼、ステンレス鋼などの高硬度材料の加工に適しています。
フローティングリーマー
フローティングリーマは、工作機械のスピンドルとワークの穴との間の中心ずれを自動調整して補正し、リーマ加工の精度を向上させます。
特に穴位置精度が求められる加工に最適です。
標準機械リーマ
標準マシンリーマは、加工部、ネック、シャンクで構成されています。シャンクの形状は、ストレートシャンク、テーパーシャンク、スリーブタイプの3種類があり、様々なCNCフライス盤のクランプ要件に対応します。
リーマの加工部（刃先部）は、切削部と調整部に分かれています。切削部は円錐形で、主な切削作業を担います。調整部は円筒部と逆円錐部で構成されています。円筒部は主にリーマのガイド、加工穴の調整、研磨の役割を果たします。逆円錐部は主にリーマと穴壁間の摩擦を低減し、穴径の拡大を防ぐ役割を果たします。
交換可能な超硬インサートを備えた片刃リーマ
刃先交換式超硬インサートを備えた片刃リーマは、高い切削効率と耐久性を誇ります。インサートは交換可能なので、工具コストを削減できます。
合金鋼、ステンレス鋼などの高硬度材料の加工に適しています。
フローティングリーマー
フローティングリーマは、工作機械のスピンドルとワークの穴との間の中心ずれを自動調整して補正し、リーマ加工の精度を向上させます。
特に穴位置精度が求められる加工に最適です。
III. CNCフライス盤におけるリーマ加工の切削パラメータ
切削深さ
切込み深さはリーマ取り代として扱われます。粗リーマ取り代は0.15～0.35mm、細リーマ取り代は0.05～0.15mmです。切込み深さを適切に制御することで、リーマ加工の加工品質を確保し、過剰な切削抵抗による工具の損傷や穴表面品質の低下を回避できます。
切断速度
鋼部品の粗リーマ加工の場合、切削速度は通常5～7m/分です。精リーマ加工の場合は2～5m/分です。材質に応じて切削速度を調整する必要があります。例えば、鋳鉄部品の加工の場合は、切削速度を適切に下げることができます。
送り速度
送り速度は通常0.2～1.2mmです。送り速度が小さすぎると、滑りやかじり現象が発生し、穴の表面品質に影響を与えます。一方、送り速度が大きすぎると切削抵抗が増加し、工具摩耗が悪化します。実際の加工では、ワーク材質、穴径、加工精度などの要件に応じて、送り速度を適切に選択する必要があります。
切削深さ
切込み深さはリーマ取り代として扱われます。粗リーマ取り代は0.15～0.35mm、細リーマ取り代は0.05～0.15mmです。切込み深さを適切に制御することで、リーマ加工の加工品質を確保し、過剰な切削抵抗による工具の損傷や穴表面品質の低下を回避できます。
切断速度
鋼部品の粗リーマ加工の場合、切削速度は通常5～7m/分です。精リーマ加工の場合は2～5m/分です。材質に応じて切削速度を調整する必要があります。例えば、鋳鉄部品の加工の場合は、切削速度を適切に下げることができます。
送り速度
送り速度は通常0.2～1.2mmです。送り速度が小さすぎると、滑りやかじり現象が発生し、穴の表面品質に影響を与えます。一方、送り速度が大きすぎると切削抵抗が増加し、工具摩耗が悪化します。実際の加工では、ワーク材質、穴径、加工精度などの要件に応じて、送り速度を適切に選択する必要があります。
IV. 冷却剤の選択
鋼のリーマ加工
エマルジョン液は鋼材のリーマ加工に適しています。エマルジョン液は優れた冷却性、潤滑性、防錆性を備えており、切削温度を効果的に下げ、工具の摩耗を軽減し、穴の表面品質を向上させます。
鋳鉄部品のリーマ加工
鋳鉄部品のリーマ加工には灯油が使用されることがあります。灯油は潤滑性に優れており、リーマと穴壁間の摩擦を低減し、穴径の拡大を抑制します。しかし、灯油の冷却効果は比較的低いため、加工中の切削温度管理には注意が必要です。
鋼のリーマ加工
エマルジョン液は鋼材のリーマ加工に適しています。エマルジョン液は優れた冷却性、潤滑性、防錆性を備えており、切削温度を効果的に下げ、工具の摩耗を軽減し、穴の表面品質を向上させます。
鋳鉄部品のリーマ加工
鋳鉄部品のリーマ加工には灯油が使用されることがあります。灯油は潤滑性に優れており、リーマと穴壁間の摩擦を低減し、穴径の拡大を抑制します。しかし、灯油の冷却効果は比較的低いため、加工中の切削温度管理には注意が必要です。
V. CNCフライス盤によるリーマ加工の加工技術要件
穴位置精度
リーマ加工では、一般的に穴の位置誤差を修正することはできません。そのため、リーマ加工を行う前に、前工程で穴の位置精度を確保しておく必要があります。加工中は、ワークの移動による穴の位置精度への影響を避けるため、ワークの位置決めは正確かつ信頼性が高くなければなりません。
処理シーケンス
一般的には、まず荒リーマ加工を行い、次に精リーマ加工を行います。荒リーマ加工では、主に取り代の大部分を除去し、精リーマ加工のための良好な加工基盤を形成します。精リーマ加工により、穴の加工精度と表面品質がさらに向上します。
ツールの取り付けと調整
リーマを取り付ける際は、工具シャンクと工作機械の主軸との接続がしっかりと確実に行われていることを確認してください。リーマ加工精度を確保するには、工具の中心高さがワークの中心高さと一致している必要があります。
フローティングリーマの場合、加工要件に応じてフローティング範囲を調整し、ツールが自動的に中心を調整できるようにします。
処理中の監視と制御
加工中は、切削力、切削温度、穴サイズの変化などのパラメータに細心の注意を払ってください。異常な状態が見つかった場合は、切削パラメータを調整するか、工具を適時に交換してください。
加工品質を確保するために、リーマの摩耗状態を定期的に点検し、摩耗が激しい工具は適時に交換してください。
穴位置精度
リーマ加工では、一般的に穴の位置誤差を修正することはできません。そのため、リーマ加工を行う前に、前工程で穴の位置精度を確保しておく必要があります。加工中は、ワークの移動による穴の位置精度への影響を避けるため、ワークの位置決めは正確かつ信頼性が高くなければなりません。
処理シーケンス
一般的には、まず荒リーマ加工を行い、次に精リーマ加工を行います。荒リーマ加工では、主に取り代の大部分を除去し、精リーマ加工のための良好な加工基盤を形成します。精リーマ加工により、穴の加工精度と表面品質がさらに向上します。
ツールの取り付けと調整
リーマを取り付ける際は、工具シャンクと工作機械の主軸との接続がしっかりと確実に行われていることを確認してください。リーマ加工精度を確保するには、工具の中心高さがワークの中心高さと一致している必要があります。
フローティングリーマの場合、加工要件に応じてフローティング範囲を調整し、ツールが自動的に中心を調整できるようにします。
処理中の監視と制御
加工中は、切削力、切削温度、穴サイズの変化などのパラメータに細心の注意を払ってください。異常な状態が見つかった場合は、切削パラメータを調整するか、工具を適時に交換してください。
加工品質を確保するために、リーマの摩耗状態を定期的に点検し、摩耗が激しい工具は適時に交換してください。
VI. 結論
CNCフライス盤によるリーマ加工は、重要な穴加工方法です。リーマ工具の適切な選定、切削パラメータの決定、クーラントの選定、そして加工技術要件の厳格な遵守は、穴の加工精度と表面品質を確保する上で非常に重要です。実際の加工においては、ワーク材質、穴サイズ、精度要件など、様々な要素を総合的に考慮し、適切なリーマ工具と加工技術を選択することで、加工効率と品質を向上させる必要があります。同時に、加工経験を継続的に蓄積し、加工パラメータを最適化することで、CNCフライス盤による効率的な加工を強力にサポートします。
CNCフライス盤によるリーマ加工は、重要な穴加工方法です。リーマ工具の適切な選定、切削パラメータの決定、クーラントの選定、そして加工技術要件の厳格な遵守は、穴の加工精度と表面品質を確保する上で非常に重要です。実際の加工においては、ワーク材質、穴サイズ、精度要件など、様々な要素を総合的に考慮し、適切なリーマ工具と加工技術を選択することで、加工効率と品質を向上させる必要があります。同時に、加工経験を継続的に蓄積し、加工パラメータを最適化することで、CNCフライス盤による効率的な加工を強力にサポートします。