CNC加工におけるリーマ加工：加工工程・公差・精密穴の設計指針

機械加工におけるリーマ加工とは？

（AI生成）CNC工作機械でリーマを使用し、金属の精密穴を仕上げている様子

リーマ加工は、あらかじめドリルで加工した穴の寸法精度と表面仕上げを向上させるため、CNC加工で使用される仕上げ工程です。CNC用リーマで穴の内面から少量の材料を除去し、精密な最終穴径に仕上げます。

簡単に言えば、リーマ加工は既存の穴を精密に仕上げる加工です。まず、最終寸法よりわずかに小さな穴をドリルで加工します。その後、リーマを通すことで、最終寸法と、より滑らかな内面を得ます。

この加工は、穴の精度が組立に影響する場合に重要です。軸受、位置決めピン、軸、精密締結部品には、ドリル加工だけでは実現できない厳密なはめあいが求められることがよくあります。このような場合に、リーマ加工が必要になります。

多くのリーマ加工では、部品と材料に応じて、約0.1～0.5 mmの材料だけを除去します。目的は大量の材料除去ではなく、精度と仕上げの向上です。

リーマ加工で得られる代表的な効果は、次のとおりです。

• 穴径精度の向上
• 真円度と軸の整合性の改善
• 滑らかな穴内面
• 複数部品にわたる穴径の一貫性

量産加工では、必要な公差を確実に満たすため、ドリル加工後の最終工程としてリーマ加工を行うことがよくあります。

この段階で、実際にどこへ加工を依頼するかを検討し始める技術者も多くいます。リーマ加工のような工程で安定した結果を得られるかどうかは、加工を担当する工場に大きく左右されます。工具選定、加工順序、工程管理のすべてが、指定公差を実際の生産で実現できるかどうかに関わります。

JLCCNCは、この点で技術チームを支援します。CNC加工の専門知識と、製造性を考慮した設計へのフィードバックを組み合わせ、リーマ穴、軸受穴、位置決め部などの精密形状を、初期試作から量産まで確実に製造できるよう支援します。公差を維持できるか推測するのではなく、早期に加工方法を検証し、後の高コストな再設計を避けられます。

ドリル加工・中ぐり加工・リーマ加工：穴加工の比較

穴の形成方法は、加工方法によって異なります。ドリル加工、中ぐり加工、リーマ加工は、必要な精度と穴品質に応じて、それぞれ異なる役割を担います。

ドリル加工は大部分の材料を除去し、中ぐり加工は軸の整合と直径を補正します。リーマ加工は、穴を最終寸法に仕上げます。

CNC穴あけ加工の仕組みや、穴形成で優先すべき場面については、CNC穴あけ加工工程と穴加工方法のガイドをご覧ください。ドリル加工条件が精度と表面仕上げに与える影響を解説しています。

軸の整合や直径をより精密に補正する必要がある穴では、リーマ加工前にCNC中ぐり加工を行うことがよくあります。表面品質を維持しながら、穴径と真直度を調整します。詳しくは、CNC中ぐり加工と精密部品への用途をご覧ください。

穴加工工程におけるリーマ加工の位置付け

（AI生成）精密穴加工に使用するドリル、ボーリングバー、リーマを取り付けたCNC工作機械のツールホルダー

精密穴が、単一の加工工程だけで完成することはほとんどありません。多くの穴は、短い一連の工程を通じて形成され、各工程で精度を少しずつ高めます。最初の工程で大部分の材料を除去し、後続工程で寸法と表面仕上げを整えます。

この中で、リーマ加工は通常、穴加工の最終工程に位置します。前工程で目標寸法に近い穴を形成し、その後、リーマ加工で正確な穴径に仕上げ、内面を改善します。

ドリル加工で目標に近づけ、必要に応じて中ぐり加工で軸の整合を補正し、リーマ加工で最終精度を得る、という流れです。

この工程は、軸受、位置決めピン、精密軸を保持する穴で一般的です。こうした場合、標準的なドリル穴では精度が不足することがよくあります。CNC用リーマでごく少量の材料を除去し、内面を滑らかにすることで、加工を完了します。

一般的な加工順序

リーマ加工を含む一般的な穴加工の流れは、次のとおりです。

1. スポットドリル加工
   小さな案内部を形成し、ドリルが正しい位置から加工を開始できるようにします。
2. ドリル加工
   大部分の材料を除去し、最初の穴を形成します。通常、最終寸法よりわずかに小さく加工します。
3. 中ぐり加工（必要に応じて）
   仕上げ前に、穴位置や真直度の補正が必要な場合に行います。
4. リーマ加工
   CNC用リーマを穴に通し、薄い材料層を除去して、最終寸法と表面仕上げを達成します。

この方法によって、形状と精度の両方を管理できます。また、リーマに過大な加工負荷をかけず、工具損傷や穴品質の低下を防げます。

CNCリーマ加工の仕組み：穴の仕上げ加工

（AI生成） 切削工具へ切削液を供給しながら、CNC用リーマで精密穴を仕上げている様子

適切なリーマ下穴径の準備

リーマ加工で最も重要な準備は、リーマが部品に触れる前に行います。下穴は、最終穴径よりわずかに小さく加工する必要があります。

この寸法差によって、既存の穴に工具を案内させながら、リーマが切削する材料を確保できます。

リーマ加工の一般的な取り代：

取り代が少なすぎると、CNC用リーマは適切に切削できません。多すぎると、工具がたわんだり、早期に摩耗したりする場合があります。

リーマの進入・送り方法・切削動作

リーマ加工には、一定で管理された動作が適しています。機械は、CNC用リーマを一定の速度で穴へ直接送り込みます。

工程の基本的な指針は、次のとおりです。

• 送り速度は通常、適度な一定値とし、ドリル加工と同程度または低めに設定します
• 主軸回転数は、ドリル加工より低く設定します
• 工具は、途中でためらうような動きをせず、滑らかに穴へ進入させます

リーマは複数の切れ刃で同時に切削するため、穴径と真円度を維持しやすくなります。所定の深さに達したら、穴の内部で停止せずに抜き取ります。穴内で停止すると、表面仕上げを損なう場合があります。

切削液・切りくず排出・安定性

リーマ加工では、切削液が重要な役割を果たします。切れ刃で発生する小さな切りくずを、速やかに穴の外へ排出する必要があります。

切削液には、次の効果があります。

• 切れ刃の摩擦を低減する
• 穴から切りくずを洗い流す
• 穴径を変化させる熱の蓄積を防ぐ

安定性も同じくらい重要です。リーマ加工中の振動は、真円度と表面品質に影響します。そのため、精密なリーマ加工では、高剛性の段取り、鋭利な工具、一定した送りを使用します。

リーマの種類と工具選定：CNC用リーマの選択肢

Facebook (https://www.facebook.com/Sonale.balu/posts/types-of-reamers-and-their-usesreamers-are-precision-cutting-tools-used-in-machi)

すべてのCNC用リーマが同じように加工するわけではありません。工具設計のわずかな違いによって、切削の滑らかさや、最終穴径の一貫性が変わります。

リーマ加工では、多くの材料を除去しません。通常、ドリル加工後に薄い取り代だけを残します。そのため、強い切削よりも安定性が重要です。工具が振動したり、穴内部で切りくずが詰まったりすると、表面仕上げが悪化し、穴径が変動する場合があります。

多くの加工担当者は、被削材、穴径、必要な公差の厳しさの3点に基づいてリーマを選びます。切りくず排出に優れた工具もあれば、長時間の生産で寸法を維持しやすい工具もあります。

JLCCNCは、位置決めピン穴、軸受取付部、精密穴などに安定した公差が必要な技術者向けに、CNC加工を支援します。アップロードされたCADモデルと加工要件を事前に確認し、製造性を改善する調整を提案することで、最終部品が意図したはめあいと性能を満たすよう支援します。

リーマ加工の精度と表面仕上げ

（AI生成）品質検査中にシリンダーゲージで精密リーマ穴の直径を測定する加工担当者

リーマは既存の穴に沿って進むため、安定したリーマ加工の段取りでは、ドリル加工だけの場合よりも、穴径を明らかに厳密に管理できます。表面仕上げも改善します。そのため、軸受取付部、位置決めピン穴、位置合わせ部など、部品同士をがたつきなく組み合わせる必要がある形状に、リーマ加工が広く指定されます。

リーマ穴の一般的な公差範囲

通常の生産条件では、リーマ加工によって、一般に±0.005～±0.02 mm程度（約±0.0002～0.0008インチ）の公差を維持できます。具体的な値は、材料、段取りの剛性、工具の摩耗状態などによって異なります。

実際の加工現場では、次のような要件のある穴にリーマ加工を使用します。

• H7公差の穴
• 位置決めピン用の穴
• 精密な位置合わせ穴

特に数十個から数百個を加工する場合、ドリル加工だけで、これらの公差を安定して維持することは難しくなります。

リーマ加工で達成可能な表面粗さ

リーマ加工は、直径だけを管理するものではありません。穴の内面状態も改善します。一般的なCNC用リーマでは、次の程度の表面仕上げを得られます。

• Ra 0.8–1.6 µm

これは、ドリル加工だけの場合よりも大幅に滑らかです。滑らかな穴壁面は摩擦を減らし、部品の適切な着座を助けます。軸、ブッシュ、圧入部品などで重要になります。

切削液の流れは、想定以上に大きな役割を果たします。切りくずが穴壁面を引きずり始めると、仕上げは急速に悪化します。切削領域から切りくずを継続的に排出することで、明確な改善が得られます。

真円度と円筒度の管理

リーマ加工のもう一つの利点は、幾何形状の一貫性が向上することです。リーマは、工具本体の周囲に均等に配置された複数の切れ刃を備えています。穴を通過する際、これらの刃がドリル加工で残った小さな不均一をならします。

通常、次の項目が改善します。

• 真円度
• 円筒度
• 穴全体の真直度

表面の一貫性は向上しますが、前工程で生じた大きな軸のずれは補正できません。リーマ加工で修正できる範囲には限界があります。下穴が大きく偏心していたり、すでに大きすぎたりする場合、通常、リーマはその経路に沿って進み、修正はしません。つまり、前段階の穴加工も適切に行う必要があります。

リーマ穴の設計指針

リーマ加工で良好な結果を得るための準備は、工具が部品に触れるはるか前から始まります。穴の設計によって、工程が容易で予測可能にも、不要に難しいものにもなります。

適切な取り代を残す、過度に深い穴を避けるといった小さな設計判断が、リーマ加工の安定性維持に大きく役立ちます。

リーマ加工前の推奨取り代

リーマは、大量の材料を除去する工具ではなく、仕上げ工具です。そのため、下穴を最終寸法よりわずかに小さく加工し、リーマで切削する薄い材料層を残す必要があります。

リーマ加工前の一般的な取り代は、次のとおりです。

• 穴径10 mm未満：0.10–0.20 mm
• 穴径10～25 mm：0.20–0.30 mm
• 穴径25 mm超：0.30–0.50 mm

取り代が小さすぎると、リーマは切削せずにこするようになります。大きすぎると切削力が増し、工具が中心からずれて精度に影響する場合があります。

穴深さと直径の比の限界

穴深さも、リーマ加工の安定性に影響します。深くなるほど切りくず排出が難しくなり、工具のたわみも増加します。

加工現場で使用される一般的な目安は、次のとおりです。

• 通常、穴深さが穴径の5～8倍未満であれば、安定した結果を得やすくなります。

それ以上に深くなると、安定した加工を維持するため、特殊工具、ステップ送り、追加の切削液管理が必要になることがよくあります。

止まり穴と貫通穴

可能であれば、貫通穴の方がリーマ加工は容易です。切りくずを穴の底側へ排出できるため、切れ刃を清浄に保ち、切りくず詰まりのリスクを低減できます。

止まり穴は、やや難しくなります。切りくずは溝に沿って上方へ戻るしかないため、切削液の流れと切りくず排出がより重要です。また、工具損傷を防ぐため、穴底に余裕が必要です。

精密部品では、組立上の制約が許せば、貫通穴を選ぶことがよくあります。その方が、リーマ加工を安定させ、結果を予測しやすくなるためです。

リーマ加工でよくある問題と予防方法

リーマ加工・ドリル加工・中ぐり加工の使い分け

機械加工部品の多くの穴は、ドリル加工だけで完成します。多くの用途では、それで十分です。しかし、穴が部品間の位置合わせ、はめあい、運動に影響する場合、通常、ドリル加工だけでは精度が不足します。そこでリーマ加工を使用します。

試作部品の製造方法を比較する場合は、ラピッドプロトタイピングの方法に関するガイドをご覧ください。CNC加工、3Dプリント、その他の工程を選ぶべき場面を解説しています。

リーマ加工が必要な場合

精密なはめあいが必要な用途

2つの部品を非常に精密にはめ合わせる必要がある場合、リーマ加工がよく使われます。リーマは薄い仕上げ層だけを除去するため、ドリルよりも穴径を安定して維持できます。

位置合わせ形状、圧入部品、わずかな寸法差が後の問題につながるアセンブリなどに使用されます。

位置決めピン穴と軸受穴

位置決めピン穴は、最も代表的な例です。位置決めピンは、部品の位置と向きを正確に合わせるために使用するため、穴径を安定させる必要があります。わずかな偏差でも、組立の位置関係がずれる場合があります。

軸受穴も、リーマ加工が有効な用途です。軸受を適切に着座させ、運転中の軸の整合を維持するには、滑らかで正確な寸法の穴が必要です。

中ぐり加工やドリル加工だけで十分な場合

ただし、リーマ加工が常に必要なわけではありません。

標準的なボルトやねじの通し穴、単なる逃げ穴であれば、通常、ドリル加工で十分な精度を得られます。大径穴では、中ぐり加工だけでも精密な結果が得られ、追加の仕上げが不要な場合があります。

実際には、技術者は、部品のはめあいや機能が本当に穴精度に依存する箇所に、リーマ加工を適用します。

JLCCNCは、精密CNC加工、迅速な試作、量産製造によって技術者を支援します。初期試作から完成部品まで、リーマ穴などの形状が設計に必要な精度と一貫性を満たすよう対応します。CADファイルをJLCCNCへアップロードし、生産前に公差の実現性をご確認ください。

よくある質問