CN105209200B - 修边工具 - Google Patents

Abstract

在切削线材的表层的修边模中，具备：环状的切刀，其供线材插入而切削该线材的表层；以及多个突起，其设于切刀的周围，且设于与被切刀切削掉的线材的表层接触的位置。

Description

修边工具

技术领域

本发明涉及一种切削钢线材的表面的修边工具。

背景技术

在热轧工序结束后的钢线材(以下简称为线材)的表面有时残留有氧化皮、轧痕等缺陷。以该缺陷为原因而有时在线材的表面存在许多凹凸。

因此，在线材的制造工序中，出于使凸凹的表面平滑而改善线材的表面质量的目的，进行通过修边工具在线材的整周上切削去除其表面层(表层)的修边。该修边是也被称作削皮的线材的精加工工序，使线材通过具备切削用的切刀的模具而切掉线材的表面。通过该修边来去除线材的表面瑕疵，增加线材的金属光泽。

如专利文献1以及专利文献2所公开的那样，开发出各种与这样的修边相关的技术。

专利文献1所公开的线材的修边方法的特征在于，将能够调整喷嘴的朝向的多个喷射装置固定于相互不同的位置，一边从所述的多个喷射装置向模具的刀尖喷射冷却液一边进行修边。

另外，专利文献2所公开的修边模的特征在于，采用由以重量比计C 1.8～2.3％、Si 1.0％以下、Mn 1.0％以下、Cr 3～6％、W 8～15％、Mo 5～10％(其中，W+2Mo 24～30％)、V 4.5～8％、Co 7～13％、N 0.02～0.1％、其余为Fe以及不可避免的杂质构成的粉末高速工具钢。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－283432号公报

专利文献2：日本特开平5－228729号公报

专利文献1的修边方法在于，出于抑制模具的刀尖的损伤的目的，通过从多个喷射装置向模具的刀尖喷射冷却液，想要冷却修边中的模具并抑制其发热。这样，在专利文献1的修边方法中需要使冷却液与模具的刀尖直接接触的强制冷却装置，实现该修边方法的装置的结构变得复杂，与模具的冷却相伴的修边的动作变得繁琐。

另外，专利文献2的修边模将具备以铜、铜合金为代表的比较软的金属线用的修边模所要求的耐磨损性与韧性作为目的。该修边模不一定需要以往必需的涂敷，而是将相对于线材的前角设为40～50°，将从线材起的后角设为3～10°。由此，能够将修边模确保为不产生修边时的切削力所引起的缺口、破裂那样的刀尖强度，并且顺利地排出切削粉。

这样，专利文献2主要从工具磨损的观点出发，公开了将铜、铜合金等比较软的金属线作为对象的修边模的刀尖形状，没有将比铜、铜合金硬的钢线材作为对象。

但是，无论使用哪个专利文献所公开的技术，若为了提高生产率而加快通过模具的线材的速度，则切削热量增加，因此，因切削而产生的切屑形成为呈锥状柔软地延伸的状态，难以断开。柔软且难以断开的切屑形成连续相连的长切屑，绕线材卷绕，因此在修边时，长切屑有时咬入模具中而损坏模具。在此基础上，为了排出绕线材卷绕的切屑，必须频繁地停止修边的工序，成为线材的生产率降低的原因。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种能够强制断开因线材的修边而产生的切屑的修边工具。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明采用以下技术手段。

本发明的修边工具用于切削线材的表层，其特征在于，具备：环状的切刀，其供所述线材插入而切削该线材的表层；以及多个突起，其设于所述切刀的周围，且设于与被所述切刀切削掉的所述线材的表层接触的位置。

优选的是，所述多个突起设于如下位置：在将从所述切刀的刀尖到所述突起的距离设为突起距离时，所述突起距离是所述线材的被切削掉的表层的厚度的110％以下。

优选的是，所述多个突起设于如下位置：在将从所述切刀的刀尖到所述突起的距离设为突起距离时，所述突起距离是50μm以上且110μm以下。

优选的是，所述多个突起中的相邻的所述突起的一方与另一方隔开间隔地设于从所述环状的切刀的中心观察时的绕该中心的角度为10°以上且40°以下的位置。

优选的是，所述多个突起位于所述突起距离相同的位置，且沿着所述环状的切刀的周向等间隔地设置。

发明效果

根据本发明的修边工具，能够强制断开因线材的修边而产生的切屑。

附图说明

图1A是示出本发明的实施方式的修边模的结构的图，且是示意性地示出修边模的主视图与剖视图的说明图。

图1B是示出本发明的实施方式的修边模的结构的图，且是示出修边中的修边模的状态的说明图。

图2A是示出以往的修边模的结构的图，且是示意性地示出修边模的主视图与剖视图的说明图。

图2B是示出以往的修边模的结构的图，且是示出修边中的修边模的状态的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，以下说明的实施方式是将本发明具体化的一例，并非将本发明的结构仅限定于该具体例。因此，本发明的技术范围并非仅限定于本实施方式的公开内容。

在对本发明的实施方式的修边工具进行说明之前，参照图2A、图2B对钢线材的修边的概要进行说明。

图2A是示出以往使用的修边工具即修边模10的结构的图。图2A在面朝纸面的左侧示出沿着轴心方向观察圆柱形状的修边模10时的主视图(在贯通孔看起来呈贯通状的方向上观察到的图)，同样地在右侧示意性地示出以包括轴心的平面剖切修边模10时的剖视图(侧剖视图)。另外，图2B示意性地示出从修边模10的切刀12侧观察修边中的修边模10以及切屑11的状态时的主视图。

钢线材(以下简称为线材)13例如是吊桥用的线缆、弹簧等所使用的金属线，由不锈钢或者铜、铜合金等构成。在热轧工序刚结束后的线材中，有时在表面残留氧化皮、轧痕等缺陷。将这样的表面具有缺陷的线材13的表面层(表层)以例如数十～数百μm左右的厚度在整周上切削(剥皮)进行去除，由此能够使线材13的凸凹的表面平滑，改善该线材13的表面质量。也可以将线材13的表层的切削(剥皮)称作修边，在该修边中使用修边工具即修边模10。

图2A、图2B所示的以往的修边模10例如是圆柱形状的外形且具有比直径小的高度的模具状的构件。圆柱形状的修边模10具有沿着该修边模10的轴心形成的贯通孔，贯通孔与修边模10大致同心。该贯通孔在一方的开口的周缘部分形成环状的切刀12。

如图2A所示，线材13的供给装置(未图示)向修边模10供给线材13，将供给的线材13从形成有切刀12的开口向贯通孔插入。于是，线材13被夹着修边模10配置在供给装置的相反侧的线材13的卷绕装置(未图示)卷起。线材13在基于卷取机的卷起的牵引力的作用下通过修边模10，环状的切刀12在整周上切削其表层而去除表面缺陷。在这一系列的被称作修边工序的线材13的精加工中，被修边模10切削掉的线材13的表层成为薄的锥状的切屑11。

图2B示出锥状的切屑11的状态，如图2B所示，在以往的修边模10中，以不规则的形状产生锥状的切屑11。由于该锥状的切屑11必须在向线材13缠绕之前被从线材13的周围去除，因此，通过例如绕修边模10环绕或者回旋的旋转杆等去除切屑11的装置将切屑11断开并去除。

但是，若提高线材13通过修边模10的速度(线速)，则线材13与切刀12的摩擦所带来的切削热量增加，因此，因切削而产生的切屑11的温度上升。温度上升后的切屑11形成为呈锥状柔软地延伸的状态，容易变形且难以断开。由于柔软且难以断开的切屑11形成连续相连的长切屑11并卷绕于线材13，因此，有时切屑11在修边时咬入修边模的切刀12而损坏修边模。在此基础上，为了将卷绕于线材13的切屑11排出而必须频繁地停止修边工序，成为线材13的生产率降低的原因。

若代替上述以往的修边模10而使用以下说明本实施方式的修边模1，即便在提高线速的情况下切屑也容易断开，因此能够抑制切屑向线材13卷绕。

参照图1A、图1B，对本实施方式的修边模1进行说明。

图1A、图1B是示出本实施方式的修边工具即修边模1的结构的图。图1A在面对纸面的左侧示出沿着轴心方向观察圆柱形状的修边模1时的主视图(在贯通孔看起来呈贯通状的方向上观察时的图)，同样地在右侧示意性地示出通过上层表示的修边模1的A－A线剖视图(侧剖视图)。另外，图1B示意性地示出从修边模1的切刀2侧观察修边中的修边模1以及切屑3的状态时的主视图。

图1A所示的修边模1是例如圆柱形状的外形且具有比直径小的高度、例如由硬合金、高速工具钢或者陶瓷形成的模具状的构件。该圆柱形状的修边模1具有沿着该修边模1的轴心与修边模1大致同心地形成的贯通孔6。另外，修边模1具有在贯通孔6的一方的开口的周缘部分的整体上形成的环状的切刀2、在切刀2的周围形成的前倾面4、以及形成于前倾面4的多个突起5。

在图1A的主视图中，由圆形表示的修边模1在其圆形的中心附近具有贯通孔6。贯通孔6如图1A的剖视图所示，形成随着从修边模1的正面侧朝向作为相反面的背面侧而内径逐渐增大的所谓圆锥台形状的空间。因此，贯通孔6的直径不同的两个开口中的、小径的开口形成在修边模1的正面侧，大径的开口形成在修边模的背面侧。

切刀2形成为在贯通孔6的小径的开口的周缘部分遍布该周缘的整体。因此，切刀2形成为环状，故而能够在整周上同时切削从修边模1的正面侧向贯通孔6插入的线材的表层。在此，被切刀2切削掉的线材通过贯通孔6内向修边模1的背面侧移动，但由于贯通孔6形成为圆锥台形状，因此贯通孔6中的线材不与贯通孔6的壁面平行。也将该贯通孔6的壁面称作后隙面。线材越是向修边模的背面侧移动，线材与后隙面之间的距离越大。此时，将线材与后隙面所成的角称作后角，为了避免线材与贯通孔6的壁面接触的二次碰撞而需要该后角。

如图1A所示，前倾面4是在环状的切刀2的周围呈同心状形成、且限定切刀2的前角的环状的面。在此，前角是指，前倾面4相对于与被切刀2切削的线材的表面垂直的面的角度，前角的大小考虑到切削阻力、切屑的厚度等修边模1应发挥的特性、性能而决定。

在此，也可以认为在前倾面4与贯通孔6的后隙面交叉的部分形成切刀2。此时，前倾面4与贯通孔6的后隙面形成的角度、即图1A所示的剖视图中的切刀2的角度可以是锐角也可以是钝角。

需要说明的是，前倾面4的面积是任意的，但在本实施方式中，求出至少形成后述的突起5所需的面积。

多个突起5以包围环状的切刀2的方式配置在前倾面4上，并朝向前倾面4的上方突出。多个突起5均具有大致相同的形状以及大小。

本实施方式的修边模1的特征在于具有在该前倾面4上形成的多个突起5，以下，对多个突起5的配置以及结构进行详细说明。

多个突起5分别具有大致相同的形状以及大小，例如具有圆柱、棱柱或者球形状等，是配置于前倾面4时呈凸状突出的构件。通过在前倾面4上的适当位置设置多个该突起5，被切刀2切削出的切屑3与突起5接触或者碰撞。

如图1B所示，切屑3因该接触、碰撞而发生被强制卷起(打卷)或以在切屑3的宽度方向上描绘出弧的方式弯曲这样的变形。切屑3在被强制卷起时容易自动断开。另外，由于弯曲的切屑3的刚性提高，因此通过设置在修边模1的周围的旋转杆而容易使其断开，变得细长且容易断开。

为了像这样容易地断开切屑3，必须在前倾面4上的适当位置配置多个突起5。因此，在本实施方式中，关于多个突起5的配置，使用突起距离L以及突起间隔θ这两个参数进行规定。

如图1A的剖视图所示，突起距离L是从切刀2的刀尖到突起5的距离。若配置突起5的位置发生变化而使突起距离L变化，则切屑3朝向突起5的接触、碰撞的状态发生变化，因此将适于断开切屑3的突起距离L规定为相对于被切削的表层的厚度(与切屑3的厚度大致相同)的比率。

若突起距离L不足被切削的表层的厚度的50％，则切刀2的前端与突起5的距离过近，因此，刚切削后的切屑3的厚度方向的剖面与突起5发生干扰。若切刀2的前端与突起5的距离过近，则无法获得使切屑3卷起或弯曲这样的突起5的效果。

另外，若突起距离L是被切削的表层的厚度的120％以上，则切刀2的前端与突起5的距离过远，因此被切削出的切屑3在与突起5接触之前弯曲而远离修边模1。若切刀2的前端与突起5的距离过远，则切屑3无法与突起5接触，无法获得突起5的效果。

如图1A的主视图所示，突起间隔θ是从环状的切刀2的中心观察以包围切刀2的方式配置在前倾面4上的多个突起5中的、相邻的突起5的一方与另一方时的绕该中心的角度。具体而言，连结一方的突起5和切刀2的中心的直线与连结另一方的突起5和切刀2的中心的直线所成的角度是突起间隔θ。

若将突起间隔θ设为60度(°)以上，则能够配置的突起5的数量过少，因此产生无法与突起5接触的切屑3，难以获得上述的突起5的效果。另外，若突起间隔θ不足10°，则突起5的数量过多，因此接近突起5与突起5之间不存在供切屑3进入的缝隙、所谓的平滑的前倾面4的状态，难以获得突起5的效果。

若根据以上述观点设定的突起距离L以及突起间隔θ而在前倾面4上设置多个突起5，则能够细微地断开切屑3。由此，即便切屑3向线材卷绕也不会咬入切刀2，因此能够抑制切刀2的缺口。在此基础上，细微地断开的切屑3能够通过吸引或搬出而容易地去除，因此不需要为了去除切屑3而停止修边工序，还能够提高生产率。

【实施例】

以下，通过实施例对使用不具备上述实施方式所说明的突起5的以往的修边模(无突起)来切削线材时的结果、以及使用具备突起5的修边模(有突起)进行切削时的结果进行说明。以下的表1汇总了“无突起”的情况的结果与“有突起”的情况的结果。

【表1】

首先，关于作为切削对象的材料，准备直径4mm且表面硬度为JIS Z 2244：2009所规定的维氏硬度HV140的、由JIS G 4805：2008所规定的高碳铬轴承钢材SUJ2钢构成的线材。准备多种用于将该线材的表层切掉厚度100μm的超硬制的修边模。多种修边模中的一种是未形成突起5的“无突起”的修边模，其他种类是多个突起5的突起距离L与突起间隔θ的组合各自不同的“有突起”的修边模。

使线材通过修边模的速度、即线速在“无突起”的修边模中设为80m/分以及120m/分，在“有突起”的修边模中设为120m/分。其结果是，如表1所示，对于“无突起”的修边模，在80m/分的线速下切屑断开，没有产生朝向线材的卷绕。

另一方面，对于“无突起”的修边模，若使线速上升至120m/分，则切屑不会断开，产生朝向线材的卷绕。在修边模没有突起的情况下，无法以120m/分的线速对线材进行修边加工。

因此，对于“有突起”的修边模，以120m/分的线速对线材实施修边加工。结果如表1所示。在表1中，作为与“有突起”的修边模相关的结果，针对突起距离L与突起间隔θ的组合进行表示。关于各组合的结果通过符号“○”或者符号“×”表示，符号“○”表示切屑断开，修边加工良好。符号“×”表示切屑未断开，修边加工不合格。

着眼于表1中标注有符号“○”的组合可知，在突起距离L为60μm～100μm的范围内良好地进行了修边加工。在突起距离L为比100μm大的120μm时，修边加工不合格，标注符号“×”。但是，并非突起距离L超过100μm而修边加工立刻不合格。鉴于该情况，本申请的发明人已经确认到，只要保持适当的突起间隔θ，则突起距离L的上限容许至110μm。

另一方面，也并非突起距离L低于60μm的情况下修边加工立刻不合格。如上所述，若突起距离L不足被切削的表层的厚度的50％，则切刀的前端与突起5的距离过近，修边加工不合格。换句话说，若突起距离L比被切削的表层的厚度的50％即50μm小(不足50μm)，则修边加工不合格，但本申请的发明人已经确认到，只要保持适当的突起间隔θ，则突起距离L的下限容许至50μm。

综合以上的结果，若多个突起5在前倾面上设置于突起距离L为50μm以上且110μm以下的位置，可以认为在120m/分这样的高线速下也能够良好地进行修边加工。能够使在被切削的表层的厚度为100μm时突起距离L为110μm以下即可的本结果如下所述地一般化。换句话说，多个突起5设置于突起距离L为被切削的线材的表层的厚度的110％以下的位置即可。

接下来，关于突起间隔θ，着眼于表1中标注有符号“○”的组合可知，在突起间隔θ为15°～30°的范围内良好地进行了修边加工。在突起间隔θ是比30°大的45°时，修边加工不合格，标注有符号“×”。但是，若突起间隔θ超过30°，并非修边加工立刻不合格。鉴于该情况，本申请的发明人已经确认到，只要保持适当的突起距离L，突起间隔θ的上限能够容许至40°。

另一方面，在突起间隔θ低于15°的情况下，也并非修边加工立刻不合格。但是，若如上述那样突起间隔θ不足10°，则接近突起5与突起5之间不存在供切屑进入的间隙的、所谓平滑的前倾面的状态，修边加工不合格。因此，本申请的发明人确认到，只要保持适当的突起距离L，突起间隔θ的下限能够容许至10°。

综合以上的结果，若多个突起5在前倾面上隔开间隔地设置于突起间隔θ为10°以上且40°以下的位置，可以认为能够在120m/分这样的高线速下良好地进行修边加工。

如上所述，若将突起距离L选择为50μm以上且110μm以下的范围，并且将突起间隔θ选择为10°以上且40°以下的范围，配置多个突起5，则所述的多个突起5位于突起距离L相同的位置，并且沿着环状的切刀的周向等间隔地设置。

对于具有这样配置的突起5的修边模，在因高线速下增加的切削热量而使得切屑的温度上升，切屑柔软且难以断开的情况下，也能够抑制连续相连的切屑朝向线材卷绕，并且能够容易地断开切屑。由此，在高线速下的修边中，也能够避免切屑向切刀咬入而发生的修边模的破损、用于将卷绕于线材的切屑排出的修边工序的停止，因此能够实现高线速下的高生产率。

然而，应当认为此次公开的实施方式在全部方面仅是例示，不起限制性作用。特别是，在此次公开的实施方式中，未明确公开的事项、例如动作条件、测定条件、各种参数、构成物的尺寸、重量、体积等能够采用在不脱离本领域技术人员通常实施的范围内通常的本领域技术人员能够容易想到的值。

本申请基于2013年5月8日申请的日本专利申请(特愿2013－98473)主张优先权，在此通过参照而援引其内容。

附图标记说明

1：修边模

2：切刀

3：切屑

4：前倾面

5：突起

6：贯通孔

Claims (3)

1.一种修边工具，其切削线材的表层，其特征在于，

所述修边工具具备：

环状的切刀，其供所述线材插入而切削该线材的表层；以及

多个突起，其设于所述切刀的周围，且设于与被所述切刀切削掉的所述线材的表层接触的位置，

所述多个突起设于如下位置：在将从所述切刀的刀尖到所述突起的距离设为突起距离时，所述突起距离是50μm以上且110μm以下。

2.根据权利要求1所述的修边工具，其特征在于，

所述多个突起中的相邻的所述突起的一方与另一方隔开间隔地设于从所述环状的切刀的中心观察时的绕该中心的角度为10°以上且40°以下的位置。

3.根据权利要求2所述的修边工具，其特征在于，

所述多个突起位于所述突起距离相同的位置，且沿着所述环状的切刀的周向等间隔地设置。