CN103476553B - 切断装置 - Google Patents

Abstract

提供一种切断装置10，该切断装置10具有：被加工件固定夹具2，其支撑被加工件1，借助旋转驱动单元3的运转来旋转，一边固定被加工件1一边使被加工件1旋转；旋转驱动单元3，其驱动被加工件固定夹具2以使其旋转；支撑单元4a～4c，其一边与被加工件固定夹具2一起旋转，一边支撑被加工件1；割刀5a、5b，其在被加工件1的轴向上的至少两端部切断进行旋转的被加工件1：滑动单元6，其使割刀滑动。该切断装置10具有简单的装置结构，且不因切断而产生切削粉末，尺寸偏差小，切断面的平面性高。

Description

切断装置

技术领域

本发明涉及用于切断吹塑（blow molding）成形后的树脂成形体的切弃部等的切断装置。

背景技术

近年来，在汽车的各种传感器以及布线部等上使用用于覆盖这些的波纹管。如图10所示，例如用于覆盖氧传感器的波纹管100包括中径的圆筒部101、大径的圆筒部102以及位于中径的圆筒部101和大径的圆筒部102之间的折皱部103，质量轻，弯曲性、耐热性高，因此能够长时间地保护氧传感器。

在制造波纹管时，如图11所示，通过由加热单元熔化直线状的管且向内部送入高压空气来复制成成形金属模具的形状，因此在两端部上形成有用于密封高压空气的密封部201、202。由于不需要这样的密封部201、202部分，因此要切弃这样的密封部201、202部分。即，需要以与轴向203垂直的方式切断波纹管1的轴向上的两端的两个部位a、b。

以往，作为用于切断橡胶成形体的方法，已知如下的切断装置，即，具有：固定装置主体，其具有载置作为弹性工件的切断对象物并使其旋转的功能，并且将所述切断对象物的中心对准旋转中心来载置；两个以上的固定臂，设置在该固定装置主体上；接触检测传感器，其设置在该固定臂上，用于检测与该固定臂接触的情况；可动式的切断机，其与所述固定装置主体分开设置（日本特开2006－159326号公报）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－159326号公报（权利要求1）

发明内容

发明所要解决的问题

但是，日本特开2006－159326号公报记载的切断装置存在如下的问题，即，在固定臂上设置接触检测传感器并把持弹性工件的装置结构、在可动臂上设置距离传感器并伸缩切断刃的装置结构都复杂。另外，由于切断刃为锯刃状，因此存在因切断而产生切削粉末而需要切削粉末除去工序的问题。另外，在波纹管的情况下，在轴向上的两端被切断之后的切断面和用于安装该波纹管的对象构件的嵌合性，影响该波纹管的作用即保护氧传感器的保护性能，因此要求尺寸的偏差小且平面性高的波纹管。因此，希望如下的切断装置，即，能够将作为树脂成形体的波纹管的轴向的两端部，以不产生切削粉末、尺寸偏差小、成为平面性（planarity）优异的切断面的方式切断。

因此，本发明的目的在于提供一种，具有简单的装置结构且不因切断而产生切削粉末、尺寸偏差小、能够得到平面性优异的切断面的切断装置。

用于解决问题的手段

在该情况下，本发明者进行专心研究之后发现，只要是如下的切断装置，就具有简单的装置结构，在切断长且中空的由树脂制的成形体时，不因切断而产生切削粉末、尺寸偏差小、能够得到平面性优异的切断面，从而完成了本发明，该切断装置具有：被加工件固定夹具，其支撑被加工件，借助旋转驱动单元的运转来旋转，一边固定该被加工件一边使该被加工件旋转；旋转驱动单元，其驱动该被加工件固定夹具以使其旋转；支撑单元，其一边与该被加工件固定夹具一起旋转，一边支撑该被加工件；割刀，其将旋转的被加工件在该被加工件的轴向上的至少两端部进行切断；滑动单元，其使该割刀滑动。

即，本发明提供如下的切断装置，即，该切断装置具有：被加工件固定夹具，其支撑被加工件，借助旋转驱动单元的运转来旋转，一边固定该被加工件一边使该被加工件旋转；旋转驱动单元，其驱动该被加工件固定夹具以使其旋转；支撑单元，其一边与该被加工件固定夹具一起旋转，一边支撑该被加工件；割刀，其将旋转的被加工件在该被加工件的轴向上的至少两端部进行切断；滑动单元，其使该割刀滑动。

发明的效果

根据本发明，具有简单的装置结构，且在切断长且中空的由树脂制成的成形体时，不因切断而产生切削粉末，能够得到平面性优异的切断面。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的切断装置的概略左视图。

图2是本发明的实施方式中的切断装置的概略主视图。

图3是用于说明在图1的切断装置中安装被加工件的安装方法的图。

图4是图3的右视图。

图5是沿着图3的X－X线观察的剖视图。

图6是用于说明在图1的切断装置中安装支撑单元的安装方法的图。

图7是示出在图6的切断装置中安装有支撑单元的状态的图。

图8是图7的切断装置的主视图。

图9是示出切断结束而卸下支撑单元以及被加工件固定夹具而得到加工件（产品）的状态的图。

图10是波纹管（产品）的剖视图。

图11是波纹管（被加工件）的剖视图。

具体实施方式

接着，参照图1至图11，对于本发明的实施方式中的切断装置进行说明。切断装置10具有：被加工件固定夹具2，其支撑被加工件1，借助旋转驱动单元3的运转来旋转，一边固定被加工件1一边使被加工件1旋转；旋转驱动单元3，其驱动被加工件固定夹具2以使其旋转；支撑单元4a～4c，其一边与被加工件固定夹具2一起旋转，一边支撑被加工件1；割刀5a、5b，其在被加工件1的轴向上的两端部a以及b切断进行旋转的被加工件1；滑动单元6，其使割刀滑动。

图10示出了切断被加工件1而得到的加工件（产品）的一例。图10是用于覆盖作为汽车部件的氧传感器的波纹管，该波纹管由中径的圆筒部101、大径的圆筒部102、位于中径的圆筒部101和大径的圆筒部102之间的折皱部103形成，形成为全长为45mm左右的中空状，并且质量轻且弯曲性高，耐热性、耐久性优异。

在本发明中，作为图10的产品的中间构件的被加工件1是长且中空的由树脂制成的成形体，尤其由PTFE（聚四氟乙烯，Polytetra Fluoro Ethylene）制成。如图11所示，被加工件1是通过由加热单元熔化直线状的管且向内部送入高压空气来被复制成成形金属模具的形状的，因此在被加工件1的两端部上形成有用于密封高压空气的密封部201、202。由于不需要这样的密封部201、202部分，因此要切弃这样的密封部201、202部分。在本发明中，作为被加工件的波纹管1的轴向上的两端的两个部位a、b大致同时被切断，从而能够得到加工件100（产品）。

被加工件固定夹具2只要借助驱动单元3的运转来进行旋转且一边固定被加工件1一边使被加工件1旋转即可，而未特别地限制，在本例中，用两个对半分开的圆筒构件2a、2b从两侧夹持作为被加工件的波纹管1的除了轴向上的两端a、b之外的部位的外周面（参照图3以及图4）。如图5所示，对半分开的圆筒构件2a、2b分别具有用于在内部容置被加工件1的径向上空间的1/2的空间24a、24b，并且在对半分开的圆筒构件2a、2b的外周面上沿着周向以规定的间距形成有多个啮合齿23a、23b。用于形成内部的空间24a、24b的内壁的结构具有：第一抵接部21a、21b，在组装后与被加工件1的中径的圆筒部101的外周面相抵接；第二抵接部22a、22b，在组装后与大径的圆筒部102的外周面相抵接。即，在用两个对半分开的圆筒构件2a、2b夹持被加工件1时，被加工件1和第一抵接部21a、21b之间以及被加工件1和第二抵接部22a、22b之间以被加工件1不发生变形的程度的小的接触强度进行接触。这样，即使夹持力小，由于被加工件1质量轻且割刀切断的切断阻力也小，因此被加工件1随着被加工件固定夹具2的旋转而旋转，而不会停止，即使进行切断也能够同样地维持旋转。

两个对半分开的圆筒构件2a、2b通过在相互的接触面设置定位用销或者形成凹窝（in low）的结构，彼此不偏离地连接，两者通过夹持来固定被加工件1，且相互固定。

旋转驱动单元3只要驱动被加工件固定夹具2使其旋转即可，而未特别地限制，在本例中，旋转驱动单元3是在外周面上形成有啮合齿32的一对齿轮，该啮合齿32与被加工件固定夹具2的外周齿相啮合。旋转轴（齿轮轴）31与未图示的马达轴相连接。一对齿轮分别形成在与被加工件固定夹具2相对应的位置上。即，通过马达的驱动使齿轮32旋转，由此使与该齿轮32的齿相啮合的被加工件固定夹具2进行旋转。

支撑单元4a～4c只要一边与被加工件固定夹具2一起旋转一边支撑被加工件1即可，未特别地限制。在本例中，支撑单元4a～4c是在外周面上分别形成有与被加工件固定夹具2的外周齿相啮合的啮合齿的3个构件。即，在3个旋转轴和旋转驱动单元3的一个旋转轴共计4个旋转轴，相对于被加工件固定夹具2处于将从周向的4个方向夹持被加工件固定夹具2的位置。具体地说，4个轴的相邻的旋转轴和被加工件固定夹具2的旋转轴所形成的角度（从侧面观察）（在图1中，连接4个轴的相邻的旋转轴各自与被加工件固定夹具2的旋转轴所得到的两条直线所成的角度）为大概90度左右。此外，为了确保割刀5插入的空间，在割刀5的两侧相邻配置的两个旋转轴和被加工件固定夹具2的旋转轴所形成的角度（从侧面观察）（在图1中，将旋转驱动单元3的旋转轴和支撑单元4a的旋转轴各自与被加工件固定夹具2的旋转轴所得到的两条直线所成的角度）大于90度。通过如上述那样配置支撑单元4a～4c的旋转轴（齿轮轴）以及旋转驱动单元3的旋转轴（齿轮轴），能够稳定地支撑被加工件固定夹具2，并且能够使被加工件固定夹具2可靠地旋转。

割刀5（5a、5b）在被加工件1的轴向上的两端部切断进行旋转的被加工件1。因此，割刀5具有：第一割刀5a，其切断被加工件1的轴向上的一个端部；第二割刀5b，其切断被加工件1的轴向上的另一端部。第一割刀5a以及第二割刀5b各刀的基端侧形成为一体，由此一体地进行滑动。即，第一割刀5a以及第二割刀5b被预先调节距基端部51的长度，以便能够大致同时切断被加工件1。

割刀5能够使用形成有直线刃的公知的刀具。割刀5相对于被加工件1的吃刀角度，优选为10～25度，尤其优选为15度。另外，割刀5的刃的厚度，优选为0.1～0.4mm，尤其优选为0.1～0.35mm，更优选为0.2～0.33mm。若刃的厚度过大，则具有尺寸偏差变大的倾向。另外，优选直线刃的高度为20～30mm，优选直线刃的宽度为35～45mm。作为材质，可举出钢板或者不锈钢钢板。

滑动单元6只要使割刀5滑动即可，未特别地限制，例如可举出气缸。通过连接第一割刀5a以及第二割刀5b的基端部51和气缸的活塞筒或者活塞杆的端部，连接气缸和割刀。由此，只要使气缸运转，就能够使割刀5相对于被加工件1前进或者后退。

接着，参照图3至图9，对于切断装置10的使用方法的一例进行说明。首先，切断装置10以相隔规定间隔地配置固定旋转驱动单元3和支撑单元4a，其中，所述旋转驱动单元3具有一个旋转轴31和附设在旋转轴31的轴向上的规定部位的齿轮32，所述支撑单元4a具有一个旋转轴41a和附设在旋转轴41a的轴向上的规定的部位的齿轮42a。此时，旋转驱动单元3的齿轮32和支撑单元4a的齿轮42a处于相面对的位置。接着，将构成被加工件固定夹具2的对半分开形状的固定夹具2a（在图中为下侧的固定夹具），以位于两侧的齿轮32和齿轮42a的齿分别与对半分开形状的固定夹具2a的齿轮的齿23a相啮合的方式，安装在旋转驱动单元3的齿轮32和支撑单元4a的齿轮42a之间。

接着，将被加工件1安装在对半分开形状的固定夹具2a上。此时，被加工件1的中径的圆筒部101的外周面与对半分开形状的固定夹具2a的第一抵接部21a相抵接，大径的圆筒部102的外周面与对半分开形状的固定夹具2a的第二抵接部22a相抵接（图3以及图4）。

接着，从载置于对半分开形状的固定夹具2a的被加工件1的上方安装上侧的对半分开形状的固定夹具2b。此时，被加工件1的中径的圆筒部101的外周面与对半分开形状的固定夹具2b的第一抵接部21b相抵接，大径的圆筒部102的外周面与对半分开形状的固定夹具2b的第二抵接部22b相抵接（图5）。然后，下侧的对半分开形状的固定夹具2a和上侧的对半分开形状的固定夹具2b借助配置在相互的接触面上的定位用的销以不偏离的方式被固定。通过固定下侧的对半分开形状的固定夹具2a和上侧的对半分开形状的固定夹具2b，两者的齿轮的齿呈在周向上以规定的间距连续的齿形状，从而外观上构成为一个齿轮（图6）。

接着，将构成支撑单元4的两个支撑单元4b、4c，以与被加工件固定夹具2的啮合齿23b相啮合的方式，从被加工件固定夹具2的上方安装。即，两个支撑单元4b、4c是与另外一个支撑单元4a同样的支撑单元，具有一个旋转轴和附设在旋转轴的轴向上的规定的部位的齿轮。并且，使附设在旋转轴的轴向上的规定的部位的齿轮的齿和被加工件固定夹具2的齿23b相啮合。此外，构成支撑单元4的两个支撑单元4b、4c被气缸7驱动而从上方向下方（附图标记Q所示的方向）下降（图6至图8）。另外，通过气缸下降至下方的两个支撑单元4b、4c朝向下侧的对半分开形状的固定夹具2a的方向按压上侧的对半分开形状的固定夹具2b，因此上侧的对半分开形状的固定夹具2a和下侧的对半分开形状的固定夹具2b以在被驱动而旋转时也不偏离的牢固的力接合。这样，被加工件1以小的夹持力被被加工件固定夹具2固定，被加工件固定夹具2在一个旋转驱动单元3和3个支撑单元4a～4c共计4个齿轮支撑，并且以啮合状态与4个齿轮相连接。

在这样的组装体中，首先，使旋转驱动单元3驱动。则，被加工件固定夹具2向与一个旋转驱动单元3相反的方向旋转，与被加工件固定夹具2的旋转连动，3个支撑单元4a～4c向与被加工件固定夹具2相反的方向旋转。由于被加工件固定夹具2的旋转，被加工件1也向与被加工件固定夹具2相同的旋转方向以与被加工件固定夹具2相同的旋转速度旋转。由于被加工件1为中空的树脂成形体，质量轻，因此即使被加工件固定夹具2的支撑力小，被加工件1也会旋转，而且不会发生变形。被加工件1的切断时的旋转速度为大概100～1000rpm。

接着，在切断装置10中，在使被加工件1旋转的状态下，例如使与割刀5相连接的气缸6（滑动单元）运转，使割刀5向朝向被加工件1的方向（附图标记P）滑动。割刀5的前端与被加工件1接触，使割刀5进一步滑动，从而能够容易地切断被加工件1（图1以及图2）。即，第一割刀5a切断被加工件1的一端部11（保护罩，boot cap），第二割刀5b切断被加工件1的另一端部13（流道（runner）部）。构成割刀5的第一割刀5a以及第二割刀5b大致同时切削被加工件1，但是并不限定于此，也可以存在短的时间差。割刀的切断速度（滑动速度），优选为0.1～1.0mm/秒，尤其优选为0.2～0.6mm／秒。

被加工件1的切断结束后，旋转驱动单元3停止旋转。接着，通过气缸7的驱动，使位于上方侧的两个支撑单元4b、4c从下方后退至上方。然后，使上侧的对半分开形状的固定夹具2b与下侧的对半分开形状的固定夹具2a分离来卸下对半分开形状的固定夹具2b。然后，取出两个部位被切断的加工件（产品）。由于本发明的切断装置一边使被加工件1旋转一边用割刀5进行切断，因此在加工件的切断面上不产生切削粉末，尺寸偏差小，切断面的平面性显著提高。

在本发明的切断装置中，被加工件固定夹具2的内部结构以及夹持方法并不限定于上述实施方式例，可以是支撑折皱部分的结构，也可以是抵接部21a、21b的宽度比图5所示的抵接部21a、21b的宽度更窄的肋结构的构件。另外，被加工件固定夹具2的外周面并不限定于上述实施方式例，也可以仅使啮合的部分呈齿形状，而其它部分为圆筒外周面。另外，能够适当地决定被加工件固定夹具2的旋转速度、割刀的切断速度等切断条件。而且，被加工件的切断部位并不限定于两个部位，可以根据被加工件的切断部位数量来进行变更。

接着，举出实施例来具体地说明本发明，但是这些仅仅为例示，而并不限制本发明。

（第一实施例）

通过图1以及图2所示的切断装置以及下述方法的切断条件来切断图11所示的波纹管，观察了20次（20个样本）的切断中的切断面以及是否产生了切削粉末。此外，波纹管的切断部位是图11所示的附图标记a以及b这两个部位。

＜切断条件＞

（波纹管）

是PTFE制的中空管。长度为58mm，大径部的外径为13.8mm，中径部的外径为9.3mm，管的壁厚为0.6mm。

（切断位置）

从波纹管的中央向端部方向47.8mm的两个部位。

（切断条件）

被加工件固定夹具2的旋转速度为300rpm，割刀的切断速度（滑动速度）为0.4mm／秒。

（割刀）

直线刃的高度为25mm，刃尖的角度为15度，刃的厚度为0.3mm。

＜评价结果＞

不产生切断粉，切断部和处于在长度方向上从切断部偏移5mm的位置的外周侧突起部的长度尺寸的标准偏差σ为0.02mm，另外，即使将切断部放在平台上观察确认也不存在间隙，因此尺寸偏差非常小，由此表现出高的平面性。

第一比较例

将与第一实施例相同的波纹管固定在公知的固定装置上，使旋转刀一边旋转一边移动，这样实施了20次的切断。结果，“长度σ”为0.10mm，尺寸精度变低。

第二比较例

将与第一实施例相同的波纹管切削一次，然后，用特殊刀具切削至规定尺寸。结果，在切削掉的部位的内外周上产生了毛刺（burr）。另外，还可能切削掉产品的内径。

第三比较例

用激光烧掉与第一实施例相同的波纹管。结果，在烧掉的面上附着了白色的粉末（PTFE的低分子化物）。该白色的粉末不能容易地除去。

产业上的可利用性

根据本发明，由于装置结构简单，因此能够由装置厂家提供故障少的安全的装置。另外，不会由使用者切断而产生切削粉末，尺寸偏差小，切断面的平面性高，因此不需要切削粉末除去工序，从而能够提供品质高的装置。

附图标记的说明

1：被加工件（波纹管）

2：被加工件固定夹具

3：旋转驱动单元

4a～4c：支撑单元

5a、5b：割刀

6：滑动单元

10：切断装置

Claims (5)

1.一种切断装置，其特征在于，具有：

被加工件固定夹具，其以通过两个对半分开的圆筒构件从两侧夹持的方式支撑作为被加工件的长且中空的由树脂制成的成形体的轴向上的除了两端以外的部位的外周面，借助旋转驱动单元的运转来旋转，一边固定该被加工件一边使该被加工件旋转；

旋转驱动单元，其驱动该被加工件固定夹具以使其旋转；

支撑单元，其一边与该被加工件固定夹具一起旋转，一边支撑该被加工件；

割刀，其将旋转的被加工件在该被加工件的轴向上的至少两端部进行切断；

滑动单元，其使该割刀滑动。

2.根据权利要求1所述的切断装置，其特征在于，通过该旋转驱动单元的齿轮和该被加工件固定夹具的齿轮的啮合，来连接该旋转驱动单元和该被加工件固定夹具。

3.根据权利要求1或2所述的切断装置，其特征在于，通过该支撑单元的齿轮和该被加工件固定夹具的齿轮的啮合，来连接该支撑单元和该被加工件固定夹具。

4.根据权利要求1所述的切断装置，其特征在于，该被加工件由聚四氟乙烯制成。

5.根据权利要求1所述的切断装置，其特征在于，该割刀的吃刀角度为10～25度，刃的厚度为0.2～0.33mm。