JP2005111613A - 金属製コイルの幅整形方法及び装置 - Google Patents
金属製コイルの幅整形方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005111613A JP2005111613A JP2003349709A JP2003349709A JP2005111613A JP 2005111613 A JP2005111613 A JP 2005111613A JP 2003349709 A JP2003349709 A JP 2003349709A JP 2003349709 A JP2003349709 A JP 2003349709A JP 2005111613 A JP2005111613 A JP 2005111613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- metal coil
- cutting
- metal
- width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Milling Processes (AREA)
Abstract
【課題】金属製コイルの端面を幅整するにあたり、「かえり」、「カブリ」、「ダレ」、などの現象を起こさないで、正確に且つ精度良くその端面を切削し得るコイル幅の切削方法及び切削装置を提供することを課題とする。
【解決手段】金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイル1の端面をコイル状のままで切削する方法において、上記金属製コイルを回転させながら切削手段3を自転させるか、あるいは上記金属製コイルを回転させず停止した状態で上記切削手段を自転させながら上記金属製コイルの端面上を公転させて、上記金属製コイルの一回転あるいは上記切削手段の公転一回転について上記金属製コイルの外周から内周方向あるいはその逆方向へ、上記切削手段の上記金属製コイルの半径方向への移動速度を制御しつつ上記金属製コイル端面を切削することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイル1の端面をコイル状のままで切削する方法において、上記金属製コイルを回転させながら切削手段3を自転させるか、あるいは上記金属製コイルを回転させず停止した状態で上記切削手段を自転させながら上記金属製コイルの端面上を公転させて、上記金属製コイルの一回転あるいは上記切削手段の公転一回転について上記金属製コイルの外周から内周方向あるいはその逆方向へ、上記切削手段の上記金属製コイルの半径方向への移動速度を制御しつつ上記金属製コイル端面を切削することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、所定の厚みに圧延された金属製の長尺板を捲いたコイル状(以下、単に金属製コイルという)のままでその側面を切削し整形する金属製コイルの幅整形方法及び幅整形装置に関する。
金属製コイルは、図8(a)、(b)に図示のごとく、その端面が凹凸部1a、1bのように不揃となり整形する必要があることは良く知られている。従来の整形方法の一つとして、捲き戻した板をトリーマ・スリッターと称する設備を通して、2枚の円形回転刃によって切断することにより、所定の幅の長尺板を製造していた。
この方法は、2枚の回転刃で切断するため幅方向両端において切断のために片側3〜30mm必要であり前工程では最終製品幅よりその分、幅の広い製品を製造する必要があり製品の歩留まりが悪かった。また、薄板と呼ばれる板厚が0.15〜0.05mmの製品では、いわゆる製品の粗悪品の原因となる「かえり」、「カブリ」、「ダレ」などを出さずに正確に切断するためには切断用2枚刃の間のクリアランスを特に精度良く調整し、刃の摩耗に対する種々の対策を取る必要があり改善策が望まれていた。
このような背景のもと、金属製コイルを捲き戻さないでコイル状のままでその端面を研削する方法が提案され開示されている(特許文献1参照)。
この特許文献1に記載された研削法は、熱間圧延時に発生している耳割れの除去を容易とし、且つ冷間圧延しても耳割れや破断を生じさせない金属製コイルの研削法として提案され、金属製コイルの圧延方向に沿って、つまり研削目が圧延方向と略平行となるように、金属製コイルを捲き戻しながら研削するか、あるいは金属製コイルを捲き戻さずにコイル状のままで回転させ、研削刃物を金属製コイルの半径方向に移動させて金属製コイルの端面を研削するものとして説明されている。
上述した特許文献1では、金属製コイルの中心を回転軸として回転させ、研削刃物を金属製コイルの半径方向に移動させて金属製コイルの端面を回転方向に研削するものであり、研削目は略圧延方向に平行になるものとして説明されているが、研削工具は板の厚み方向に回転しているものであるから、真の研削目は圧延方向とは直角方向になるものと考えられるが、回転研削工具の送り目が圧延方向に見えるものを研削目としているものとも考えられ、そして板の耳割れの発生が防止できるのは一度に研削する量が格段に小さい場合にのみ成り立つものと考えられる。従って研削速度が遅いという問題がある。研削速度を速めれば板の端面にいわゆる「かえり」、「カブリ」、「ダレ」などの現象が発生するという不都合を避けることができないという問題もあった。
この発明は、係る事情に鑑み、従来の研削法とは異なり従来の欠点を解消し、いわゆる「かえり」、「カブリ」、「ダレ」、などの現象を起こさないで、正確に且つ精度良くその端面を切削し得るコイル幅の切削方法及び切削装置を提供することを課題とする。
本発明は、上記の課題を解決するため、以下に示す手段を採用する。
第1の手段に係る金属製コイルの幅整形方法は、金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイルの端面をコイル状のままで切削する方法において、上記金属製コイルを回転させながら切削手段を自転させるか、あるいは上記金属製コイルを回転させず停止した状態で上記切削手段を自転させながら上記金属製コイルの端面上を公転させて、上記金属製コイルの一回転あるいは上記切削手段の公転一回転について上記金属製コイルの外周から内周方向あるいはその逆方向へ、上記切削手段の上記金属製コイルの半径方向への移動速度を制御しつつ上記金属製コイル端面を切削することを特徴とする。
第1の手段に係る金属製コイルの幅整形方法は、金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイルの端面をコイル状のままで切削する方法において、上記金属製コイルを回転させながら切削手段を自転させるか、あるいは上記金属製コイルを回転させず停止した状態で上記切削手段を自転させながら上記金属製コイルの端面上を公転させて、上記金属製コイルの一回転あるいは上記切削手段の公転一回転について上記金属製コイルの外周から内周方向あるいはその逆方向へ、上記切削手段の上記金属製コイルの半径方向への移動速度を制御しつつ上記金属製コイル端面を切削することを特徴とする。
第2の手段に係る金属製コイルの幅整形方法は、金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイルの端面を、次式により切削手段の上記金属製コイルの半径方向への移動速度dを決定し切削することを特徴とする。
L=θM 2・R{1+R/(r・cosα)}/[2・{1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N)}2]
0.5L<d<L
但し、上式において、Rは切削手段角部の当接位置のコイル半径、rは切削手段角部の工具半径、Nは金属製コイルの回転数、nは切削手段の回転数、αは切削手段と金属製コイルとの傾斜角、θMは切削手段の切削刃先の侵入角度限界値、Lは移動速度限界値である。
L=θM 2・R{1+R/(r・cosα)}/[2・{1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N)}2]
0.5L<d<L
但し、上式において、Rは切削手段角部の当接位置のコイル半径、rは切削手段角部の工具半径、Nは金属製コイルの回転数、nは切削手段の回転数、αは切削手段と金属製コイルとの傾斜角、θMは切削手段の切削刃先の侵入角度限界値、Lは移動速度限界値である。
第3の手段に係る金属製コイルの幅整形方法は、上記第1又は2の手段において、上記金属製コイルの端面をコイル状のままで金属製コイルの外周から内周方向あるいはその逆方向に、複数の上記切削手段を用いて切削することを特徴とする。
第4の手段に係る金属製コイルの幅整形方法は、上記第1ないし3のいずれかの手段において、上記金属製コイルをコイル状のままで、所定の幅を有する複数の金属製コイルに切断分割するとともに、上記金属製コイルの端面をコイル状のまま切削することを特徴とする。
第5の手段に係る金属製コイルの幅整形方法は、上記第1ないし4のいずれかの手段において、上記金属製コイルの長尺板の板厚が0.05〜30mmであることを特徴とする。
第6の手段に係る金属製コイルの幅整形方法は、上記第1ないし4のいずれかの手段において、上記金属製コイルの端面をコイル状のままで、厚み0.15〜3.2mm、幅0.5〜5mm、長さ15〜70mmに切削し、金属繊維を製造することを特徴とする。
第7の手段に係る金属製コイルの幅整形方法は、上記第6の手段において、上記金属繊維がコンクリート補強材であることを特徴とする。
第8の手段に係る金属製コイルの幅整形方法は、上記第1ないし7のいずれかの手段において、上記金属製コイルの端面をコイル状のままで切削するに当たり、上記切削手段切削の近傍に設けられたストレーナにより切削屑の曲がりを防止しつつ切削することを特徴とする。
第9の手段に係る金属製コイルの幅整形装置は、金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイルを支持する金属製コイル支持手段と、上記金属製コイルの端面を切削する切削手段と、該切削手段を上記金属製コイルの半径方向に移動させる移動手段と、該移動手段の移動速度を制御する送り速度制御手段を備えてなることを特徴とする。
第10の手段に係る金属製コイルの幅整形装置は、金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイルを支持する金属製コイル支持手段と、上記金属製コイルの端面をコイル状のままで切削する切削手段と、該切削手段を上記金属製コイルの半径方向及び幅方向に移動する移動手段と、該切削手段の切削量を決定し金属製コイルの幅を調整するコイル幅調整手段と、上記切削手段のコイル半径方向の切削位置を調整する移動速度調整手段とを備えてなることを特徴とする
第1の手段に係る金属製コイルの幅整形方法によれば、金属製コイルをコイル状のままで、切削方向を略圧延方向に一致させて、片面あるいは両端面を金属製コイルの半径方向への切削手段の移動速度を所定の値の範囲内になるように制御しながら切削されるので、「かえり」、「カブリ」、「ダレ」及び「端部の逃げ」など発生を防止することができると共に所定幅の良好な金属製コイルを得ることができる。そして、従来は所定幅の金属製コイルを得るためには、両端の切削代として3mmから30mmの幅を必要としていたが、本発明によれば前の工程に起因する幅の変動の範囲に切削代を減らすことができ、通常1mmから10mmで可能となり、製品の歩留まりを1%以上向上させることができる。
第2の手段に係る金属製コイルの幅整形方法によれば、切削手段の送り速度を、切削手段の角部が切削している金属製コイルの半径方向の位置に応じた適正な移動速度に設定できるので、精度の良い切削を行うことができ、「かえり」、「カブリ」、「ダレ」及び「端部の逃げ」など発生を防止することができると共に所定幅の良好な金属製コイルを得ることができる。そして、従来は所定幅の金属製コイルを得るためには、両端の切削代として3mmから30mmの幅を必要としていたが、本発明によれば前の工程に起因する幅の変動の範囲に切削代を減らすことができ、通常1mmから10mmで可能となり、製品の歩留まりを1%以上向上させることができる。
第3の手段に係る金属製コイルの幅整形方法によれば、金属製コイルに捲かれた金属板の板幅のばらつきにより、切削代が一定せず一台の切削手段では不十分な場合に、最大削り幅を想定した上で切削手段一台当たりの切削代を決めて、複数の切削手段により所定の板幅になるよう迅速且つ正確に切削することができるため、一度に大量の切削を行うことができ切削効率を上げることができる。
第4の手段に係る金属製コイルの幅整形方法によれば、コイル状に捲かれた1つの幅広の金属製コイルをその幅方向に複数に分割し、その後に分割された金属製コイルをコイル状のままで、その端面を切削するものであるから、狭幅且つ所定幅の精度良く整形された金属製コイルを大量に得ることができる。
第5の手段に係る金属製コイルの幅整形方法によれば、現在薄板として使用されている0.05mm程度の板厚まで良好に切削することができる。
第6の手段に係る金属製コイルの幅整形方法によれば、板厚さ0.15〜3.2mmの金属板が捲き取られた金属製コイルをコイル状のままで、幅0.5〜5mm、長さ15〜70mmに切削し金属繊維を製造することができ、所定寸法のコンクリート補強材などの金属繊維を製造することができる。
第7の手段に係る金属製コイルの幅整形方法によれば、所定幅の良好な金属製コイルが得られると同時に所定寸法のコンクリート補強材などの金属繊維を製造することができる。
第8の手段に係る金属製コイルの幅整形方法によれば、コイル状のままで切削するに際し、特に薄板の場合において、ストレーナを設けることにより端面切削時の切り屑の反りが防止され、複数の切削手段を用いて切削する場合には切削屑の干渉を防止することができるとともに、所定幅の良好な金属製コイルが得られると同時に所定寸法のコンクリート補強材などの金属繊維を製造することができる。
第9の手段に係る金属製コイルの幅整形装置によれば、切削手段を用いて金属製コイルの端面をコイル状のまま切削するに当たり、金属製コイルの幅方向に幅制御すると共に金属製コイル外周から内周方向へ最適条件になるように移動速度を制御できるものであるから、所定の速度で且つ所定の切削軌跡を描くように制御することができ、トラブルもなく確実に切削できる安価な装置を提供できる。
第10の手段に係る金属製コイルの幅整形装置によれば、切削手段を用いて金属製コイルの端面をコイル状のまま切削するに当たり、コイル幅調整手段によりコイル幅方向に幅制御すると共に、移動速度調整手段により金属製コイルの外周から内周方向へ最適条件になるように移動速度を制御できるものであるから、所定の速度で且つ所定の切削軌跡を描くように制御することができ、トラブルもなく確実に切削できる安価な装置を提供できる。
次に図面を参照して、本発明における金属製コイルの幅整形方法及び幅整形装置の一実施形態について説明する。
図1は本発明の実施の第1形態に係る幅整形装置の全体斜視図である。
図2は金属製コイルを削る切削工具の一例である。
図3は本発明の実施の第1形態に係る工具軸を傾斜させて金属製コイルの両側面を切削する状態を説明する側面図、図4は図3の解析例を示す説明図である。
図5は図3の正面図、図6は図5の解析例を示す説明図である。図7は本発明の実施の第2形態における複数の切削工具を用いて金属繊維を製造する切削する状況を示す説明図である。
図1は本発明の実施の第1形態に係る幅整形装置の全体斜視図である。
図2は金属製コイルを削る切削工具の一例である。
図3は本発明の実施の第1形態に係る工具軸を傾斜させて金属製コイルの両側面を切削する状態を説明する側面図、図4は図3の解析例を示す説明図である。
図5は図3の正面図、図6は図5の解析例を示す説明図である。図7は本発明の実施の第2形態における複数の切削工具を用いて金属繊維を製造する切削する状況を示す説明図である。
先ず、本発明に係る金属製コイル(所定の厚みに圧延された金属製の長尺板が捲かれたコイル状のもの)の幅整形装置の一実施形態について、図1を用いて説明する。
図1に示すように、コイル回転装置18にコイル回転軸2が突出して設けられ、そのコイル回転軸2の先端は、金属製コイル1に挿入されている。そして、コイル回転軸2及び金属製コイル1は、コイル回転装置18により回転させられるようになっている。
一方、コイル回転軸2の近傍に、且つコイル回転軸2と平行に軸受ロッド9が配設されている。
そして、この軸受ロッド9には、金属製コイル1の両側面まで伸びる一対の旋回アーム5、5が設けられている。この旋回アーム5、5は、軸受ロッド9に対し旋回自在且つ横方向にスライドするようになっている。
そして、この軸受ロッド9には、金属製コイル1の両側面まで伸びる一対の旋回アーム5、5が設けられている。この旋回アーム5、5は、軸受ロッド9に対し旋回自在且つ横方向にスライドするようになっている。
そして、一対の旋回アーム5、5の先端部には、各々金属製コイル1の側面を研削する切削工具3、切削工具3を回転させるモータ4及びこれらを取付ける取付け台が取付けられている。また、切削工具3の回転軸は、後記するように、金属製コイル1の回転軸に対して傾斜している。
なお、切削工具の一例を図2に示す。
なお、切削工具の一例を図2に示す。
旋回アーム5は、径の太い下部旋回アーム5aと、径の小さい上部旋回アーム5bとで構成されている。
そして、上部旋回アーム5bの下端部は下部旋回アーム5aの上端部に挿入され、両者は内部に設置されているコイルバネ等の弾性手段10を介して接続されており、旋回アーム5に過度の力が加わった時に、旋回アーム5が伸縮できるようになっている。
なお、旋回アーム5が伸縮自在とすれば、旋回アーム5先端の切削工具3の軌跡を半径方向に定めるためにはガイドが必要であるが、上述のごとく過度な力が加わった時伸縮できる形の場合は、旋回アーム5の先端軌跡が略半径方向になるよう回転中心を決めておけばガイドは必要ない。
そして、上部旋回アーム5bの下端部は下部旋回アーム5aの上端部に挿入され、両者は内部に設置されているコイルバネ等の弾性手段10を介して接続されており、旋回アーム5に過度の力が加わった時に、旋回アーム5が伸縮できるようになっている。
なお、旋回アーム5が伸縮自在とすれば、旋回アーム5先端の切削工具3の軌跡を半径方向に定めるためにはガイドが必要であるが、上述のごとく過度な力が加わった時伸縮できる形の場合は、旋回アーム5の先端軌跡が略半径方向になるよう回転中心を決めておけばガイドは必要ない。
各旋回アーム5、5には、ピストンロッド6bおよびピストンロッド6bを伸縮させる幅調整シリンダ6aからなる幅調整装置6がコイル回転軸2の方向に向くように連結されており、幅調整装置6により旋回アーム5、5を金属製コイル1の軸方向に移動させて、切削工具3、3間の幅を調整できるようになっている。なお、ピストンロッド6bの先端は、図示しない接続ピンを介して各旋回アーム5、5に連結されると共に、幅調整シリンダ6aの基部も図示しない接続ピンを介して幅整形装置の支柱等に連結されている。
また、少なくとも一方の旋回アーム5の中央部には、コイル回転軸2と直角方向に向くように移動速度調整装置8も設けられている。その移動速度調整装置8は、旋回アーム5に固定されたアーム8d、アーム8dに支軸8cを介して連結されているピストンロッド8b、ピストンロッド8bを伸縮させる旋回用シリンダ8aにより構成されている。なお、旋回用シリンダ8aの基部は図示しない接続ピンを介して幅整形装置の支柱等に連結されている。
更に、左右一対の旋回アーム5、5は、長さが調整可能な2組の連結ロッド14により連結されている。そして、移動速度調整装置8により左側の旋回アーム5が旋回させられると、右側の旋回アーム5も連結ロッド14を介して連動して旋回させられる。
上述の金属製コイルの幅整形装置において、先ず、図8に示すように端面が凹凸部1a、1bのように不揃いな金属製コイル1が、コイル回転軸2にセットされる。次に、幅調整装置6により、金属製コイル1の完成品としての幅に合わせて旋回アーム5、5間の距離が設定される。その後、左右一対の切削工具3を、旋回アーム5、5、移動速度調整装置8及び連結ロッド14により連動して旋回させ、金属製コイル1の外周から内周方向またはその逆方向に所定の速度でもって且つ所定の軌道を描くように自由に移動し、金属製コイル1の両側面を末端まで切削する。
なお、切削された切削屑は、切削工具3の下方の旋回アーム5に設けられた切削受け皿13により回収される。
また、図示しないが良く知られている数値制御工作機械の切削工具のように、数値制御によって所定の位置に来るように制御しながら金属製コイル1の端面を切削することが本発明を実施する上で有効である。
また、図示しないが良く知られている数値制御工作機械の切削工具のように、数値制御によって所定の位置に来るように制御しながら金属製コイル1の端面を切削することが本発明を実施する上で有効である。
次に、図3〜図6に基づき、本発明の実施の第1形態に係る工具軸を傾斜させて金属製コイルの両側面を切削する場合の切削モデルを説明する。
図3、図5に示すように、外径寸法がR0の円筒状の金属製コイル1は、コイル回転軸2に取り付けられており、図1に示すコイル回転装置18によりコイル回転中心軸16を中心にして所定のコイル回転数Nで回転する。
一方、半径がrの切削工具3は、その工具回転中心軸17がコイル回転中心軸16に対して傾斜角αで傾斜するように、モータ4或いは旋回アーム5に配設されている。
図3、図5に示すように、外径寸法がR0の円筒状の金属製コイル1は、コイル回転軸2に取り付けられており、図1に示すコイル回転装置18によりコイル回転中心軸16を中心にして所定のコイル回転数Nで回転する。
一方、半径がrの切削工具3は、その工具回転中心軸17がコイル回転中心軸16に対して傾斜角αで傾斜するように、モータ4或いは旋回アーム5に配設されている。
この切削工具3は金属製コイル1の回転方向と逆の方向に回転するように回転数nで回転する。
また、切削工具3は、金属製コイル1回転当りの切削工具角部の径方向移動距離(切削工具の送り速度)dの速度で、金属製コイル1の端面を切削しながら金属製コイル1の中心に向って移動する。
また、切削工具3は、金属製コイル1回転当りの切削工具角部の径方向移動距離(切削工具の送り速度)dの速度で、金属製コイル1の端面を切削しながら金属製コイル1の中心に向って移動する。
この場合、金属製コイル1の一回転について、金属製コイル1の内周方向(または外周方向)に対する切削工具3の送り速度dの最適条件は以下に示すようにして求められる。
なお、本実施の形態では金属製コイル1を回転させているが、金属製コイル1を回転させないで静止した状態で切削を行う場合には、切削工具3を自転させながら金属製コイル1の端面上を公転させることによって、同様の効果が得られることは容易に理解できることである。
なお、本実施の形態では金属製コイル1を回転させているが、金属製コイル1を回転させないで静止した状態で切削を行う場合には、切削工具3を自転させながら金属製コイル1の端面上を公転させることによって、同様の効果が得られることは容易に理解できることである。
金属製コイル1は切削工具3と反対方向に回転しており、切削工具3の切削刃の相対回転速度を考慮すると切削刃の進入角度が大きくなるのでそれを算定する必要がある。
切削工具3の切削刃先の金属製コイル1外側への傾斜の場合について解析する。
切削工具3の切削刃先の金属製コイル1外側への傾斜の場合について解析する。
切削工具3の角部の金属製コイル1との当接位置のコイル半径をR、切削工具3の角部の工具の半径をr、コイル幅方向切込量をh、金属製コイルの1回転当りの切削工具3の角部の径方向移動距離(切削工具の送り速度)をd、金属製コイルの回転数をN、切削工具の回転数をnとすると、実際の切削刃先移動における切込開始点の座標x、y、zは、図4に示すように、次式で表される。
x=cosα・y2/(2・r) (1)
z=sinα・y2/(2・r) (2)
d=y2/(2・r・cosα)+y2/(2・R) (3)
y=√[2・d/{1/R+1/(r・cosα)}] (4)
x=cosα・y2/(2・r) (1)
z=sinα・y2/(2・r) (2)
d=y2/(2・r・cosα)+y2/(2・R) (3)
y=√[2・d/{1/R+1/(r・cosα)}] (4)
また、x−y平面上での切削工具3の速度vtx、vty、および金属製コイル1の速度vcx、vcyは、切削工具3の内切込開始角をφ、金属製コイル1の内切込開始角をψとして、次式により求められる。
sinφ=y/r (5)
vty=π・r・n・cosφ (6)
vtx=π・r・n・sinφ・cosα (7)
sinψ=y/R (8)
vcy=π・R・N・cosψ (9)
vcx=π・R・N・sinψ (10)
sinφ=y/r (5)
vty=π・r・n・cosφ (6)
vtx=π・r・n・sinφ・cosα (7)
sinψ=y/R (8)
vcy=π・R・N・cosψ (9)
vcx=π・R・N・sinψ (10)
そして、x−y平面上での切削工具3の切刃切込角θに対し真の進入角θTは、次式により求められる。
θ=ψ+tan−1(cosα・tanφ) (11)
θT=ψ+tan−1{(vtx+vcx)/(vty−vcy)}
=ψ+tan−1{(r・n・sinφ・cosα+R・N・sinψ)/(r・n・cosφ−R・N・cosψ)} (12)
θ=ψ+tan−1(cosα・tanφ) (11)
θT=ψ+tan−1{(vtx+vcx)/(vty−vcy)}
=ψ+tan−1{(r・n・sinφ・cosα+R・N・sinψ)/(r・n・cosφ−R・N・cosψ)} (12)
ここで、角度をラジアン表示として近似すると、真の進入角θTは、次式のように近似される。
y=√[2/{1/R+1/(r・cosα)}]・√d=H・√d (14)
φ<>y/r (13)
ψ<>y/R=(H/R)・√d (14)
θT=ψ+tan−1{(r・n・sinφ・cosα+R・N・sinψ)/(r・n・cosφ−R・N・cosψ)}
<>((H/R)・√d)(1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N))
=(√d)・(√[2/{1/R+1/(r・cosα)}]/R)・(1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N)) (15)
y=√[2/{1/R+1/(r・cosα)}]・√d=H・√d (14)
φ<>y/r (13)
ψ<>y/R=(H/R)・√d (14)
θT=ψ+tan−1{(r・n・sinφ・cosα+R・N・sinψ)/(r・n・cosφ−R・N・cosψ)}
<>((H/R)・√d)(1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N))
=(√d)・(√[2/{1/R+1/(r・cosα)}]/R)・(1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N)) (15)
上記の(15)式において、第1項は金属製コイルの1回転当り径移動の平方根に比例することを示し、第2項はコイル径が大きいと反比例的に小さくなる要素であり、第3項はコイル径が大きいと大きくなる要素である。
そして、真の進入角θTの進入角度上限値をθMとすれば、次式のように表現できる。
(√d)・(√[2/{1/R+1/(r・cosα)}]/R)・(1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N))<θM (16)
そして、真の進入角θTの進入角度上限値をθMとすれば、次式のように表現できる。
(√d)・(√[2/{1/R+1/(r・cosα)}]/R)・(1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N))<θM (16)
従って、切断工具15の角部がコイル半径Rに位置にあるときの金属製コイルの1回転当りの移動速度限界値Lは次式により求められる。
L=θM 2・R{1+R/(r・cosα)}/[2・{1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N)}2] (17)
そして、切削工具の送り速度dは、次式の条件を満たすように設定すればよいことが判る。
0.5L<d<L (18)
L=θM 2・R{1+R/(r・cosα)}/[2・{1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N)}2] (17)
そして、切削工具の送り速度dは、次式の条件を満たすように設定すればよいことが判る。
0.5L<d<L (18)
即ち、切削工具3の角部が金属製コイル1の半径Rの位置にあるときの、金属製コイル1の1回転あたりの切削工具3の送り速度dを小さくすれば、切削方向を金属製コイル1の圧延方向に対し、略平行にすることができるが、切削作業に要する時間が大きくなる。
これに対し、上記の(17)、(18)式の条件を満たすように送り速度dを設定すれば、金属製コイル1の端面をより精度良く切削でき且つ切削作業に要する時間も過大とならない。
なお、送り速度dはLに近い方ほど切削作業時間を短縮でき、より好ましくは、0.9L<d<Lとする方が良い。
これに対し、上記の(17)、(18)式の条件を満たすように送り速度dを設定すれば、金属製コイル1の端面をより精度良く切削でき且つ切削作業に要する時間も過大とならない。
なお、送り速度dはLに近い方ほど切削作業時間を短縮でき、より好ましくは、0.9L<d<Lとする方が良い。
例えば、切削工具角部の工具半径r=200mm、金属製コイルの回転数N=1rps、切削工具の回転数n=10rps、工具の傾斜角α=45°、侵入角度上限値θM=10°=0.1745ラジアン、コイルの外形の半径R0=1200mmの条件において、切削工具角部の当接位置のコイル半径がR=1200mmの時(開始時)、R=1000mmの時(途中)、R=800mmの時(途中)、Rが終了間際の時の各々の位置における移動速度限界値L、および送り速度dは、上記の式(17)、(18)により、各々次のようになる。
R=1200mmの時:L=1.01mm、0.91<d<1.01
R=1000mmの時:L=1.50mm、1.35<d<1.50
R= 800mmの時:L=1.99mm、1.79<d<1.99
R= 500mmの時:L=2.54mm、2.29<d<2.54
R=1200mmの時:L=1.01mm、0.91<d<1.01
R=1000mmの時:L=1.50mm、1.35<d<1.50
R= 800mmの時:L=1.99mm、1.79<d<1.99
R= 500mmの時:L=2.54mm、2.29<d<2.54
このように、金属製コイル1の軸中心に移動するにつれて、送り速度dを大きくすることが可能となるので切削作業時間が短縮できると共に、金属製コイル1の端面に「かえり」、「カブリ」、「ダレ」等を起こすこともない。
なお、上記の各送り速度dの範囲内に収まるような直線式を導き出し、その直線式に基づき減少させるべく制御することも可能である。
なお、上記の各送り速度dの範囲内に収まるような直線式を導き出し、その直線式に基づき減少させるべく制御することも可能である。
次に、上述した金属製コイル1の内側への刃先傾斜の場合の計算例を示す。
切削工具角部の当接位置のコイル半径R=250〜750mm、切削工具角部の工具の半径r=200mm、コイル回転数N=60rpm=1rps、工具回転数n=600rpm=10rps、切削工具3の傾斜角α=45°の条件において、
sinφ=y/r
sinψ=y/R
θT=ψ+tan−1{(r・n・sinφ・cosα+R・N・sinψ)/(r・n・cosφ−R・N・cosψ)}<15°
切削工具角部の当接位置のコイル半径R=250〜750mm、切削工具角部の工具の半径r=200mm、コイル回転数N=60rpm=1rps、工具回転数n=600rpm=10rps、切削工具3の傾斜角α=45°の条件において、
sinφ=y/r
sinψ=y/R
θT=ψ+tan−1{(r・n・sinφ・cosα+R・N・sinψ)/(r・n・cosφ−R・N・cosψ)}<15°
コイル半径Rが250mm、500mm及び750mmの場合についてそれぞれ計算すれば次のようになる。その計算結果を表1に表す。
R=250mmの場合、
y=13.44√d
sinφ=0.0672√d
sinψ=0.0538√d
θT=ψ+tan−1{(7.07・y+1・y)/(10・√(2002−y2)−1・√(2502−y2))}
=ψ+tan−1{8.07・y/(10・√(2002−y2) −1・√(2502−y2))}<15°
y=13.44√d
sinφ=0.0672√d
sinψ=0.0538√d
θT=ψ+tan−1{(7.07・y+1・y)/(10・√(2002−y2)−1・√(2502−y2))}
=ψ+tan−1{8.07・y/(10・√(2002−y2) −1・√(2502−y2))}<15°
R=500mmの場合、
y=14.85√d
sinφ=0.0742√d
sinψ=0.0297√d
θT=ψ+tan−1{(7.07・y+1・y)/(10・√(2002−y2)−1・√(5002−y2))}
=ψ+tan−1{8.07・y/(10・√(2002−y2) −1・√(5002−y2))}<15°
y=14.85√d
sinφ=0.0742√d
sinψ=0.0297√d
θT=ψ+tan−1{(7.07・y+1・y)/(10・√(2002−y2)−1・√(5002−y2))}
=ψ+tan−1{8.07・y/(10・√(2002−y2) −1・√(5002−y2))}<15°
R=750mmの場合、
y=15.43√d
sinφ=0.0771√d
sinψ=0.0206√d
θT=ψ+tan−1{(7.07・y+1・y)/(10・√(2002−y2)−1・√(7502−y2))}
=ψ+tan−1{8.07・y/(10・√(2002−y2) −1・√(7502−y2))}<15°
y=15.43√d
sinφ=0.0771√d
sinψ=0.0206√d
θT=ψ+tan−1{(7.07・y+1・y)/(10・√(2002−y2)−1・√(7502−y2))}
=ψ+tan−1{8.07・y/(10・√(2002−y2) −1・√(7502−y2))}<15°
上述のように、コイル半径が250mm〜750mmの場合、切刃切込角θに対し、真の進入角θTが6.28〜6.89の場合は切削工具の送り速度dを1mm程度とし、真の進入角θTが20.06〜22.02の間では同10mm程度とすれば良いことがわかる。
以上説明した条件で金属板をコイル状のままでその端面を切削すれば、板の粗悪品の原因となる「かえり」、「カブリ」、「ダレ」などを発生させることなく迅速且つ正確に切削することができる。また、切削工具を金属製コイル1の外周から内周方向へ移動させ切削する場合、金属製コイル1の最内周において、金属製コイル1の端部の逃げが問題となることがあるが、この場合は金属製コイル1の内周近傍まで切削した後、切削工具3を金属製コイル1の最内周を通過させて、今度は逆方向へ切削工具を移動させるようにすれば、コイル最内周の逃げを防止することが可能である。勿論最内周の端部の逃げが問題とならない場合には外周から内周に向けてそのまま切削すれば良い。金属製コイル1を支承する軸は、図示していないが、その長手方向端部の径が小さくなっていて、切削工具3が軸に当たらないように工夫されている。
(実施の第2形態)
図7に複数の切削工具を用いて切削する場合の実施の第2形態の例を示す。切削量が多い場合、補強用金属繊維を製造する場合に適用して有効である。
切削工具20a、20b、20cは金属製コイル1の半径方向、適宜の場所に設けられ、それぞれ決められた切削量になるように切削後、切断刃21a、21b、21cにより所定の長さに切断される。
図7に複数の切削工具を用いて切削する場合の実施の第2形態の例を示す。切削量が多い場合、補強用金属繊維を製造する場合に適用して有効である。
切削工具20a、20b、20cは金属製コイル1の半径方向、適宜の場所に設けられ、それぞれ決められた切削量になるように切削後、切断刃21a、21b、21cにより所定の長さに切断される。
板厚0.15〜3.2mmの範囲では切削幅0.5〜5mm、長さ15〜70mmに調整することにより、コンクリート補強材を製造することが可能である。この場合、切削屑が立ち上がる近傍にストレーナ22a、22b、22cを備えているので切削屑は曲がらず切削に支障をきたすことはない。
更に、図示していないがコイル状に捲かれた金属製長尺板をコイル状態のまま、レーザ光線や回転刃などによって、複数個の所定の幅を有する金属製コイル1に分割した後、上述の金属製コイルの幅整形装置を用いて、金属製コイル1の片面あるいは両端を切削し狭幅の複数の金属製コイルを得ることができる。
(試験例1)
外径1200mm、内径500mmに捲き取られた板厚0.15mmの金属製コイルを本発明に係る幅整形装置にセットして、コイル状のままで両端面を切削したところ、金属製コイル1の端面は「かえり」、「カブリ」、「ダレ」等を起こすこともなく、また金属製コイルの端部の逃げもなく良好に切削することができた。
また、板厚10mm及び30mmについても同様に切削することができた。
外径1200mm、内径500mmに捲き取られた板厚0.15mmの金属製コイルを本発明に係る幅整形装置にセットして、コイル状のままで両端面を切削したところ、金属製コイル1の端面は「かえり」、「カブリ」、「ダレ」等を起こすこともなく、また金属製コイルの端部の逃げもなく良好に切削することができた。
また、板厚10mm及び30mmについても同様に切削することができた。
(試験例2)
金属製コイル1の両端面に複数の切削工具をセットして外径1200mm、内径500mm、板厚3.2mmの金属製コイル1を幅3mm、長さ50mmに切削及び切断した。金属製コイル端面は「かえり」などの問題もなく所定の幅に切削でき、且つ切削屑はコンクリート補強材として十分使用可能であることが分った。
金属製コイル1の両端面に複数の切削工具をセットして外径1200mm、内径500mm、板厚3.2mmの金属製コイル1を幅3mm、長さ50mmに切削及び切断した。金属製コイル端面は「かえり」などの問題もなく所定の幅に切削でき、且つ切削屑はコンクリート補強材として十分使用可能であることが分った。
(試験例3)
外径900mm、内径400mm、板厚0.15mmの金属製コイル1をスリッタにより幅300mmに3分割した後、それぞれの金属製コイル1を本発明に係る幅整形装置にセットしてコイル状のままで両側面を切削した。3個の金属製コイルとも目的を十分達成することができた。
外径900mm、内径400mm、板厚0.15mmの金属製コイル1をスリッタにより幅300mmに3分割した後、それぞれの金属製コイル1を本発明に係る幅整形装置にセットしてコイル状のままで両側面を切削した。3個の金属製コイルとも目的を十分達成することができた。
1 金属製コイル
2 コイル回転軸
3 切削工具
4 モータ
5 旋回アーム
5a 下部旋回アーム
5b 上部旋回アーム
6 コイル幅調整装置
6a 幅調整シリンダ
6b ピストンロッド
8 移動速度調整装置
8a 旋回用シリンダ
8b ピストンロッド
8c 支軸
8d アーム
9 軸受ロッド
10 弾性手段
13 切削受け皿
14 連結ロッド
15 切断工
16 コイル回転中心軸
17 工具回転中心軸
18 コイル回転装置
20a、20b、20c 切削工具
21a、21b、21c 切断刃
22a、22b、22c ストレーナ
d コイル1回転当りの切削工具角部の径方向移動距離(切削工具の送り速度)
h コイル幅方向切込量
L 移動速度限界値
N 金属製コイルの回転数
n 切削工具の回転数
R0 コイルの外径
R 切削工具角部の当接位置のコイル半径
r 切削工具角部の工具の半径
α 傾斜角
φ 切削工具の内切込開始角
ψ コイルの内切込開始角
θ 切削工具の切刃切込角
θT 真の進入角
θM 進入角度上限値
x、y、z 切込開始点の座標
vtx、vty x−y平面上での切削工具の速度
vcx、vcy 金属製コイルの速度
2 コイル回転軸
3 切削工具
4 モータ
5 旋回アーム
5a 下部旋回アーム
5b 上部旋回アーム
6 コイル幅調整装置
6a 幅調整シリンダ
6b ピストンロッド
8 移動速度調整装置
8a 旋回用シリンダ
8b ピストンロッド
8c 支軸
8d アーム
9 軸受ロッド
10 弾性手段
13 切削受け皿
14 連結ロッド
15 切断工
16 コイル回転中心軸
17 工具回転中心軸
18 コイル回転装置
20a、20b、20c 切削工具
21a、21b、21c 切断刃
22a、22b、22c ストレーナ
d コイル1回転当りの切削工具角部の径方向移動距離(切削工具の送り速度)
h コイル幅方向切込量
L 移動速度限界値
N 金属製コイルの回転数
n 切削工具の回転数
R0 コイルの外径
R 切削工具角部の当接位置のコイル半径
r 切削工具角部の工具の半径
α 傾斜角
φ 切削工具の内切込開始角
ψ コイルの内切込開始角
θ 切削工具の切刃切込角
θT 真の進入角
θM 進入角度上限値
x、y、z 切込開始点の座標
vtx、vty x−y平面上での切削工具の速度
vcx、vcy 金属製コイルの速度
Claims (10)
- 金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイルの端面をコイル状のままで切削する方法において、上記金属製コイルを回転させながら切削手段を自転させるか、あるいは上記金属製コイルを回転させず停止した状態で上記切削手段を自転させながら上記金属製コイルの端面上を公転させて、上記金属製コイルの一回転あるいは上記切削手段の公転一回転について上記金属製コイルの外周から内周方向あるいはその逆方向へ、上記切削手段の上記金属製コイルの半径方向への移動速度を制御しつつ上記金属製コイル端面を切削することを特徴とする金属製コイルの幅整形方法。
- 金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイルの端面を、次式により切削手段の上記金属製コイルの半径方向への移動速度dを決定し切削することを特徴とする金属製コイルの幅整形方法。
L=θM 2・R{1+R/(r・cosα)}/[2・{1+(n・cosα+N)/(r・n/R−N)}2]
0.5L<d<L
但し、上式において、Rは切削手段角部の当接位置のコイル半径、rは切削手段角部の工具半径、Nは金属製コイルの回転数、nは切削手段の回転数、αは切削手段と金属製コイルとの傾斜角、θMは切削手段の切削刃先の侵入角度限界値、Lは移動速度限界値である。 - 上記金属製コイルの端面をコイル状のままで金属製コイルの外周から内周方向あるいはその逆方向に、複数の上記切削手段を用いて切削することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の金属製コイルの幅整形方法。
- 上記金属製コイルをコイル状のままで、所定の幅を有する複数の金属製コイルに切断分割するとともに、上記金属製コイルの端面をコイル状のまま切削することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の金属製コイルの幅整形方法。
- 上記金属製コイルの長尺板の板厚が0.05〜30mmであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の金属製コイルの幅整形方法。
- 上記金属製コイルの端面をコイル状のままで、厚み0.15〜3.2mm、幅0.5〜5mm、長さ15〜70mmに切削し、金属繊維を製造することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の金属製コイルの幅整形方法。
- 上記金属繊維がコンクリート補強材であることを特徴とする請求項6記載の金属製コイルの幅整形方法。
- 上記金属製コイルの端面をコイル状のままで切削するに当たり、上記切削手段切削の近傍に設けられたストレーナにより切削屑の曲がりを防止しつつ切削することを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の金属製コイルの幅整形方法。
- 金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイルを支持する金属製コイル支持手段と、上記金属製コイルの端面を切削する切削手段と、該切削手段を上記金属製コイルの半径方向に移動させる移動手段と、該移動手段の移動速度を制御する送り速度制御手段を備えてなることを特徴とする金属製コイルの幅整形装置。
- 金属製長尺板がコイル状に捲かれた金属製コイルを支持する金属製コイル支持手段と、上記金属製コイルの端面をコイル状のままで切削する切削手段と、該切削手段を上記金属製コイルの半径方向及び幅方向に移動する移動手段と、該切削手段の切削量を決定し金属製コイルの幅を調整するコイル幅調整手段と、上記切削手段のコイル半径方向の切削位置を調整する移動速度調整手段とを備えてなることを特徴とする金属製コイルの幅整形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003349709A JP2005111613A (ja) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | 金属製コイルの幅整形方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003349709A JP2005111613A (ja) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | 金属製コイルの幅整形方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005111613A true JP2005111613A (ja) | 2005-04-28 |
Family
ID=34541506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003349709A Withdrawn JP2005111613A (ja) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | 金属製コイルの幅整形方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005111613A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2277649A1 (de) * | 2009-07-23 | 2011-01-26 | Hydro Aluminium Deutschland GmbH | Verfahren zur Herstellung einer Metallbandkante |
-
2003
- 2003-10-08 JP JP2003349709A patent/JP2005111613A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2277649A1 (de) * | 2009-07-23 | 2011-01-26 | Hydro Aluminium Deutschland GmbH | Verfahren zur Herstellung einer Metallbandkante |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10024005B2 (en) | Self-propelled road milling machine for working road surfaces, as well as method for working road surfaces with a road milling machine | |
US10702931B2 (en) | Dimple processing method using rotary cutting tool | |
JP2019511379A (ja) | 歯端縁で材料除去を創成する方法およびそのために設計された装置 | |
JPH068032A (ja) | 取付刃 | |
JP6717106B2 (ja) | ツルーイング装置及びツルーイング方法 | |
JP2006263868A (ja) | スクリューポイントの製造装置及びスクリューポイントの製造方法及びスクリューポイント | |
JP6076301B2 (ja) | 軸肥大成形装置および軸肥大成形方法 | |
JP2005111613A (ja) | 金属製コイルの幅整形方法及び装置 | |
JP4255662B2 (ja) | ねじ研削盤 | |
JP2003519576A (ja) | 連続鋳造型のキャビティの加工方法及び装置 | |
US6347980B1 (en) | Method for grinding traction surface of half-toroidal-type continuously variable transmission disk | |
JP2000180154A (ja) | 位相合わせ方法 | |
JPH11254277A (ja) | 内面研削装置 | |
US4597226A (en) | Apparatus for sharpening end mills | |
JP2003117716A (ja) | 加工装置および加工方法 | |
TWI632027B (zh) | Grinding wheel, surface grinder | |
JP5647510B2 (ja) | 切削加工装置及び切削加工方法 | |
JP6718221B2 (ja) | 円筒研削盤による加工方法 | |
US5178498A (en) | X-Z-Theta cutting method | |
JP7103277B2 (ja) | シリコン単結晶インゴットの研削方法 | |
JPH0615146B2 (ja) | カムの線織面を作るための方法および装置 | |
JP7509547B2 (ja) | ねじ研削盤用のドレス研削装置及び方法 | |
JP2019093493A (ja) | クランクシャフトの製造方法 | |
CN209206559U (zh) | 旋铣刀结构 | |
JP2004268198A (ja) | 研削加工方法、研削加工装置及び研削加工具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070109 |