【徹底解説】リーマ加工とは？リーマの特徴とトラブル対策を紹介

　 　 　

金属材料に穴を開けその穴に棒状の材料を通すとき、穴の精度が一定でなければブレが生じます。
ドリルで空けた穴は内径が揃った精度の良い穴とはいえないため、リーマで加工して精度を公差内に入れる必要があります。
本コラムでは、リーマによる加工について、紹介します。

リーマ加工とは

リーマ加工とは、ドリルの下穴の精度を求める公差内に入るようにするための切削加工です。
ボール盤に取付けたドリルでワークに開けた穴（下穴）を、表面粗さ良く仕上げます。
手作業でもリーマ加工はできますが、本コラムではボール盤を使用した加工を主に取り上げます。

図1は、リーマ加工のイメージ図です。

ドリルで開けた穴（下穴。図面上の円の径よりやや小さく開ける）に、ドリルの径よりやや大きい径のリーマで加工して、図面に示された公差通りの滑らかな穴に仕上げます。

リーマ加工手順

図2は、リーマ加工の開始から終了までのイメージを表しています。

リーマ加工ではリーマの先端の刃先でワークの下穴を切削し、切削部分を硬いリーマの刃部で押し付けて磨く「バニッシュ」と呼ばれる加工をします。下穴を少し削って磨きをかけるようなイメージです。
バニッシュによって、滑らかな仕上げ面になります。

切削とバニッシュを繰り返しながら下穴の下方へと徐々に進み、加工を終えた下穴は、精度が維持できた穴として、穴を利用した製造に移行します。

リーマ加工の寸法精度

ドリルによる下穴だけでは凸凹によって寸法精度が悪いため、穴の精度が必要な製造には適しません。
例えばそれぞれの下穴を通してシャフトを接続するときにはブレが生じてしまいます。
穴の精度が必要な製造では、リーマ加工で下穴の凸凹を取り除き寸法精度を維持します。

穴の径と許容寸法公差は図面から決まっているため、リーマ加工後の公差は、リーマの公差の許容内で、指示通りになる必要があります。

リーマの形状

ここではリーマの構造についてご紹介します。

図3はリーマの概略形状図です。
図では、人の手で作業するハンドリーマと、ボール盤などの機械で作業するマシンリーマについて表しています。
リーマの刃は真っすぐな直刃と、刃がねじれたねじり刃があります。直刃とねじり刃は、用途によって使い分けられます。

リーマは刃部、首部、シャンク部から構成されています。

図3の上側は、ストレートシャンク形式で、手回し、電動工具で使用でき、チャックを使えばボール盤に据付けて使用できます。
図3の下側は、テーパシャンク形式で、タング部をボール盤に差込み、リーマを据付けます。

図4ではリーマの形状を紹介します。

リーマの特徴

ここではリーマの特徴として、リーマ加工穴の精度とリーマ欠損について説明します。

リーマ加工穴の精度

リーマの加工穴の精度には、次の5つの要素があります。

リーマの精度に及ぼす要因をあげると次のようなものがあります。

AからDはひとつだけで精度に影響するのではなく、いくつかの要因が複合して精度に影響が出ます。
例えば、次のようなことが考えられます。
直径測定時の最大と最小の差、短い食付き部やバラツキのある食付き部、下穴とリーマの中心のズレ、クーラントの高い油含有率、摩耗した工具の使用、リーマ加工の切削が小さいこと、切削条件による工具の振れなど。

リーマ損傷

リーマの損傷については、次のようなことがあげられます。

以上のような損傷が生じると正常な加工ができないため、取替が必要です。

リーマの種類

ここではリーマの種類についてご紹介します。
リーマの種類を分けようとすると、いろいろな切り口から種類が分かれてきます。リーマ材質による分類、構造による分類、取付方式による分類、最後の用途による分類を紹介します。

①刃部材料と表面処理による分類

②構造による分類

ろう付けは、刃先の先端の一部の長さだけ硬質刃部材をろう付けしたものです。
組み立て式はシャンクに刃部を組み付けるものです。

③取付方法による分類

シャンクタイプと、取付け用穴がありアーバに取付けて使用するボアタイプがあります。

④機能や用途による分類

手回し作業用と機械作業用に、大きく分別できます。
手回し用はシャンクに四角部があり、個々にハンドルを付けて手回し加工を行います。
機械用は、ボール盤・旋盤・フライス盤・マシニングセンタの機械に取付け加工します。

リーマ加工トラブル対策

リーマ加工に当たっては、工具の損傷や精度不足など、いろいろなトラブルが起こります。
トラブルの種類とそれらがどのようにして起こるかの原因、そして、その対策についてご紹介します。

工具折損対策

工具に掛かる負荷を減少します。

切込み量調整

下穴を大きくして切込み量を調整します。下穴が小さいと、リーマの取り代が大きく、リーマの負荷が大きくなるためです。

下穴加工精度向上

下穴の曲りや位置ずれをなくして、高い精度の加工を行います。

リーマ負荷調整

リーマ負荷を下げます。そのためには、回転速度、送り速度を落とします。

堅いワークや小径リーマでは、切削抵抗の減少、リーマの剛性とワークの材質から適切な切削条件を選定します。

クーラント供給

加工点にクーラントを供給できるように量と圧力を調整し、切粉を流し出します。

切粉対策

切粉を穴底に詰まり易いため、油穴付きリーマ使用して、切粉を排出します。

面粗さ対策

リーマの振れをなくすよう調整します。

適切マージン幅

ワークに合わせた適切なマージン幅を取ります。
軟材質（アルミ、銅合金、鋳鉄）には厚めのマージン、高硬度鋼には薄めのマージン幅とします。

ツール選定

ツールホルダの選定として、焼きばめチャックを使用します。

食付き振れ抑制

加工しはじめにワークに触れるのは食付きの切れ刃です、ツールホルダの使用や、リーマ最先端の再研磨によって振れを止めます。

穴径精度不良対策

工具の振れや下穴の精度の悪さやばらつき。下穴の精度維持には、温度管理が大切です。

温度調整

加工には金属と金属が擦れ合うため、高温状態となり、精度不良や金属の溶着を引き起こします。温度の調整をします。

クーラント供給

十分なクーラントによって、潤滑性と冷却性を良い状態に保持します。