JP2009269092A - Sheet-like workpiece cutting method and sheet-like workpiece cutting device - Google Patents
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本発明は、金属板などのシート状ワークの切断方法及び装置に係り、さらに詳細には、ワークの切断面に切断継目を生じることなく、切断面を円滑に切断することのできるシート状ワークの切断方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for cutting a sheet-like workpiece such as a metal plate, and more specifically, a sheet-like workpiece capable of smoothly cutting a cut surface without causing a cut seam on the cut surface of the workpiece. The present invention relates to a cutting method and apparatus.
従来、上刃と下刃とを備えた切断機によって薄い金属板を切断(剪断)する場合、一般的にはシャーリングマシンが用いられている。シャーリングマシンにおいては、剪断対象とする板状のワークの幅寸法よりも長い上刃,下刃を必要とするので、大型になるという問題がある。そこで、小型化を図るために、V字形状のブレードを、ワークに対して相対的に切込んでワークの切断を行う構成が提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, when a thin metal plate is cut (sheared) by a cutting machine having an upper blade and a lower blade, a shearing machine is generally used. In a shearing machine, since the upper blade and lower blade longer than the width dimension of the plate-shaped workpiece | work made into shearing object are required, there exists a problem that it becomes large. Therefore, in order to reduce the size, a configuration has been proposed in which a V-shaped blade is cut relative to the workpiece to cut the workpiece (see Patent Document 1).
また、板状のワークを切断する構成として、例えばタレットパンチプレスなどのごときパンチプレスを使用することも行われている。パンチプレスによってワークの切断を行う場合、上下の金型としてのパンチ,ダイを用いてのニブリング加工や追切り加工が行われている。ニブリング加工や追切り加工の場合、ダイに対してパンチの上下動を繰り返す毎に歩進的にワークの切断を繰り返すものであるから、切断面に切断毎の微少継ぎ目が生じ、綺麗な切断面を得ることが難しいという問題がある。 Further, as a configuration for cutting a plate-shaped workpiece, for example, a punch press such as a turret punch press is used. When a workpiece is cut by a punch press, nibbling or additional cutting using punches and dies as upper and lower molds is performed. In the case of nibbling and additional cutting, the workpiece is cut progressively each time the punch is moved up and down with respect to the die. There is a problem that it is difficult to get.
そこで、上下の金型としてのパンチ,ダイにそれぞれ回転刃を回転自在に備え、この上下の回転刃に対してワークの送りを行ってワークを連続的に切断することが提案されている(例えば特許文献2、3参照)。
前記特許文献1に記載の第1実施例に係るブレードは、両刃構成の上刃と下刃とをV字形状に組合せ、このV字形状の部分を板状のワークに対して相対的に送り込み、前記上刃と下刃とによってワークの切断を行う構成である。上記構成によれば、前記ブレードに備えた上刃及び下刃は両刃であり、スクラップを生じることなくワークの切断を行うことができるものの、前記ブレードの上刃,下刃によってワークの切断を行うとき、上刃,下刃がV字形を形成する底部に常にワークが作用するので、ワークを切断する部分の摩耗が激しいと共に、ワークを切断するときには、前記ブレードがワークを押し分けるように送り込まれるので、ワークの切断面は互いに離反する方向へ押圧変形されるという問題がある。
In the blade according to the first embodiment described in
また、特許文献1の第2の実施例に係るブレードは、上刃と下刃とを組合せてV字形状に形成してある。このブレードによってワークの切断を行うと、切断されたワークの一方は下刃に沿って上方向に湾曲され、ワークの他方は上刃に沿って下方向に湾曲されるという問題があると共に、ワークから切断分離された製品の互に反対側の側縁の湾曲方向及びバリの発生方向が逆方向になるという問題がある。
Further, the blade according to the second example of
また、前記特許文献2、3に記載の切断金型を用いてワークを一方向から切断すると、前記特許文献1の場合と同様の問題がある。
Further, when the workpiece is cut from one direction using the cutting dies described in
本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、シート状のワークを支持するワーク支持台に並行に備えた一対の下部ブレード間に上下動可能に係合した上部ブレードに、前記下部ブレードに対して鋭角に傾斜した切断面を備え、前記下部ブレードと上部ブレードとによってワークを切断加工する切断加工方法であって、前記ワーク支持台の前記下部ブレード間に前記上部ブレードを係合した状態に保持し、前記下部ブレードと上部ブレードの切断面との交差部へワークを相対的に送り込み、前記上部ブレードの厚さに等しいスクラップ又は上部ブレードの厚さより幅寸法の小さなスクラップを連続的に発生させつつワークの切断を行うことを特徴とするものである。 The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and an upper blade engaged in a vertically movable manner between a pair of lower blades provided in parallel with a work support base for supporting a sheet-like work, A cutting method comprising a cutting surface inclined at an acute angle with respect to the lower blade, wherein the lower blade and the upper blade cut a workpiece, and the upper blade is engaged between the lower blades of the workpiece support base. The workpiece is fed relatively to the intersection of the lower blade and the cutting surface of the upper blade, and scrap equal to the thickness of the upper blade or scrap having a width smaller than the thickness of the upper blade is continued. The workpiece is cut while being generated automatically.
また、シート状のワークを支持するワーク支持台に並行に備えた一対の下部ブレードと、上記一対の下部ブレード間へ係合可能かつ前記下部ブレードに対して鋭角に傾斜した切断面を備えた上部ブレードと、前記ワーク支持台の下部ブレードと前記上部ブレードの切断面との交差部へワークを相対的に送り込むためのワーク移動手段と、を備えていることを特徴とするものである。 Also, a pair of lower blades provided in parallel to a workpiece support for supporting a sheet-like workpiece, and an upper portion having a cutting surface that is engageable between the pair of lower blades and is inclined at an acute angle with respect to the lower blade. A blade, and a workpiece moving means for relatively feeding the workpiece to an intersection of the lower blade of the workpiece support and the cut surface of the upper blade.
また、前記シート状ワーク切断装置において、前記上部ブレードの下端部は、ワークを切断して貫通可能な鋭角に形成してあることを特徴とするものである。 In the sheet-like workpiece cutting device, the lower end portion of the upper blade is formed at an acute angle through which the workpiece can be cut and penetrated.
また、前記シート状ワーク切断装置において、前記上部ブレードにおいて傾斜した前記切断面の上部側に、スクラップを切断可能なスクラップ切断部を備えていることを特徴とするものである。 In the sheet-like workpiece cutting device, a scrap cutting portion capable of cutting scrap is provided on the upper side of the cutting surface inclined in the upper blade.
また、前記シート状ワーク切断装置において、ワークを前記ワーク支持台の上面へ押圧する板押え手段を備えていることを特徴とするものである。 Further, the sheet-like workpiece cutting device includes a plate pressing means for pressing the workpiece against the upper surface of the workpiece support base.
また、前記シート状ワーク切断装置において、前記ワーク支持台の下部ブレードと前記上部ブレードの切断面とのなす角度は、20°〜40°であることを特徴とするものである。 In the sheet-like workpiece cutting device, an angle formed by the lower blade of the workpiece support and the cut surface of the upper blade is 20 ° to 40 °.
本発明によれば、板状のワークの切断を行うとき、連続したスクラップを下方向に生じるので、製品のバリの発生方向は常に下面になる。そして、スクラップが連続して発生することにより、ワークの切断面に継ぎ目を生じることがなく、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。 According to the present invention, when cutting a plate-like workpiece, continuous scrap is generated in the downward direction, so that the direction of occurrence of burrs on the product is always the lower surface. Further, since the scrap is continuously generated, there is no seam on the cut surface of the workpiece, and the conventional problems as described above can be solved.
図1を参照するに、本発明の実施形態に係るシート状ワーク切断装置1は、概念的、概略的に示すように、シート状のワークWを支持するワーク支持台3を備えており、このワーク支持台3がワークWの下面を支持する部分には一対の下部ブレード5が互いに並行に備えられている。そして、この一対の下部ブレード5の上方には、ワークWを下部ブレード5の上面へ押圧自在なワーク押え手段(板押え手段)7が備えられている。
Referring to FIG. 1, a sheet-like
また、前記ワーク切断装置1には、前記一対の下部ブレード5の間へ係合可能かつ上下動自在な上部ブレード9が備えられている。この上部ブレード9には、前記ワーク支持台3に備えた前記下部ブレード5とのなす傾斜角αが鋭角の切断面11が形成してある。さらに、前記ワーク切断装置1には、前記一対の下部ブレード5の間に上部ブレード9が係合した状態にあるとき、前記下部ブレード5と上部ブレード9の切断面11との交差部へワークWを相対的に送り込むためのワーク移動手段13が備えられている。
The
前記構成においてシート状のワークWの切断を行うには、前記ワーク切断装置1を、例えばパンチプレスなどのごとき適宜のプレス(図示省略)に装着するものである。すなわちプレスに備えた下型ホルダ(図示省略)に前記ワーク支持台3を装着する。そして、下型ホルダの上側に備えた上型ホルダ(図示省略)に前記上部ブレード9を上下動可能に装着すると共にワーク押え手段7を上下動可能に装着する。
In order to cut the sheet-like workpiece W in the above configuration, the
このワーク押え手段7は、ワークWの切断時にワークWがワーク支持台3の上面から上方向に僅かに湾曲することを抑制するものであって、前記ワーク支持台3に対してワークWを移動するとき、ワークWの移動が可能であるように軽く押さえるものである。なお、ワーク押え手段7は必ずしも必要ではなく、場合によっては省略することも可能である。また、下部ブレード5に対して上部ブレード9が水平方向に相対的に移動可能な構成である場合には、前記ワーク押え手段7によってワークWをワーク支持台3に対して不動状態に押圧固定することも可能である。また、ワーク押え手段7と上部ブレード9とが下部ブレード5に対して相対的に一体的に移動可能な構成とすることも可能である。
The work pressing means 7 suppresses the work W from being slightly curved upward from the upper surface of the
上記構成により、一対の下部ブレード5の間に上部ブレード9が係合した状態にあるとき、下部ブレード5と上部ブレード9の切断面11との交差部へ、ワーク移動手段13によってワークWを相対的に送り込むと、ワークWの上部ブレード9における切断面11に対応した部分は、切断面11に沿って下方向へ指向して移動されることとなり、一対の下部ブレード5と上部ブレード9との間においてワークWの切断が行われる。このようにワークWの切断が行われると、図2に示すように、前記上部ブレード9の厚さに幅寸法が等しいスクラップSを生じることとなり、ワークWの切断面の下縁に下向きのバリを生じることになる。
With the above configuration, when the
すなわち、スクラップSの両側には上向きのバリが生じることとなり、ワークWの切断面には下向きのバリが生じることとなるので、ワークWから切断分離された製品においてのバリの発生方向は常に一定であって、製品の表面にバリが生じるようなことがないので、製品の品質向上を図ることができると共に、バリは常に製品の裏面に生じるものであるから、バリ処理も容易に行い得るものである。 That is, upward burrs are generated on both sides of the scrap S, and downward burrs are generated on the cut surface of the workpiece W. Therefore, the direction of occurrence of burrs in a product cut and separated from the workpiece W is always constant. Since there is no burr on the surface of the product, it is possible to improve the quality of the product and the burr always occurs on the back side of the product, so that burr processing can be easily performed. It is.
前記構成において、上部ブレード9における切断面11の傾斜角αとワークWにおける切断面の切断精度の関係を実験的に調べたところ、図3(a),(b)に示す結果が得られた。すなわち、ワークWとして厚さt=0.75mmのSPCCを用い、下部ブレード5と上部ブレード9との間の片側のクリアランス0.1mm,上部ブレード9に対するワークWの相対的な送り込み速度170mm/minで実験を行い、ワークWの切断面の長さ方向の粗さを測定し平均したときの表面粗さRaと前記切断面11の水平に対する傾斜角αとの関係は図3(a)に示すとおりであった。そして、ワークWの切断縁に発生したバリの高さ寸法と傾斜角αとの関係は図3(b)に示すとおりであった。
In the above configuration, when the relationship between the inclination angle α of the
図3(a)の結果からは、傾斜角αは20°〜40°の範囲が望ましく、図3(b)の結果からは、傾斜角αは10°〜40°の範囲が望ましいものである。したがって、表面粗さ、バリの高さ寸法を考慮すると、上部ブレード9における切断面11の傾斜角αは20°〜40°の範囲であることが望ましいものである。
From the result of FIG. 3A, the inclination angle α is preferably in the range of 20 ° to 40 °, and from the result of FIG. 3B, the inclination angle α is preferably in the range of 10 ° to 40 °. . Therefore, in consideration of the surface roughness and the height of the burr, the inclination angle α of the
図4(a)は、ワークWにスロット又はスリットを形成することのできる上部ブレード9Aを示すものである。この上部ブレード9Aは、下端部15を鋭角に形成してワークWを上方向から貫通可能に構成してある。そして、上部ブレード9Aにおける切断面11の上部には、スクラップ切断部17が備えられている。このスクラップ切断部17の下方向への突出端部(下端部)19は前記下端部15よりも高位置に位置しており、かつワークWを切断して貫通可能なように鋭角に形成してある。なお、前記スクラップ切断部17は、ワークWからスクラップを切断分離することができればよいものであり、図4(b)に示すように、ほぼ水平な切断刃に構成することも可能である。
FIG. 4A shows an
上記構成により、上部ブレード9Aの下端部15AをワークWに上方向から突き刺して一対の下部ブレード5の間に係合する。その後、上部ブレード9Aの切断面11に対してワークWを相対的に送り込むと、前述したようにワークWの切断が行われる。ワークWを適宜長さに亘って切断した後、前記上部ブレード9Aをさらに下降してスクラップ切断部17によってワークWを切断すると、ワークWの切断時に生じていたスクラップSはワークWから切断分離されることになる。すなわち、ワークWの適宜範囲に亘ってスロット又はスリットが加工されることになる。
With the above configuration, the lower end 15A of the
図5は、例えばタレットパンチプレスなどのパンチプレスに水平に回転可能に備えられている回転金型に装着するパンチ,ダイにワーク切断装置を適用した場合の構成を示すものである。すなわち、パンチプレスの一例としてのタレットパンチプレスは、公知のように、上部金型支持手段の一例として上部タレット21を備えており、この上部タレット21には上部金型としてのパンチ金型を着脱交換可能かつ上下動可能に支持する上部金型ホルダ23が旋回自在に備えられている。そして、下部金型支持手段の一例としての下部タレット25を備えており、この下部タレット25には下部金型としてのダイ金型を着脱交換可能に支持する下部金型ホルダ27が旋回自在に備えられている。このように、上部金型ホルダ23,下部金型ホルダ27を旋回自在に備えたタレットパンチプレスなどのパンチプレスは既に周知又は公知であるから、パンチプレスの詳細については説明を省略する。
FIG. 5 shows a configuration in the case where a workpiece cutting device is applied to a punch and a die that are mounted on a rotary die that can be horizontally rotated in a punch press such as a turret punch press. That is, a turret punch press as an example of a punch press includes an
さて、前記上部金型ホルダ23に上下動可能に支持されるパンチ金型29には一般的なパンチ金型と同様に筒状のパンチガイド31が備えられており、このパンチガイド31内に上下動可能に嵌合されたパンチボディ33の下部には、前記上部ブレード9Aと同様に切断面11,下端部15,スクラップ切断部17,突出端部19を備えたパンチ刃部35が備えられている。さらに、前記パンチガイド31の下部には、前記下部金型ホルダ27に装着したダイ金型37の上面に対してワークWを押圧自在なワーク押え手段としてローラ又はボールなどの回転手段又は滑り手段などからなる複数の滑動押圧手段39が備えられている。
A punch die 29 supported by the
前記ダイ金型37はワークWを支持する前記ワーク支持台3に相当するものであって、このダイ金型37の上部には、前記下部ブレード5に相当する一対のダイ刃部41を並行に備えている。そして、前記一対のダイ刃部41間の溝の一部の底部には、前記ワークWの切断時に発生したスクラップSをダイ金型37の上面方向へ案内するためのスクラップ案内面43が形成してある。
The die die 37 corresponds to the
上記構成により、パンチプレスに上下動自在に備えたラム(図示省略)によってパンチ金型29を下降すると、パンチガイド31に備えた滑動押圧手段39がワークWをダイ金型37の上面に押圧すると共に、パンチ刃部35に備えた下端部15及び切断面11の一部はダイ金型37に備えた一対のダイ刃部41の間に係合した状態になる。このように、パンチ刃部35をダイ刃部41の間に係合した状態に保持し、パンチプレスにX,Y軸方向へ移動自在に備えたワーククランプなどのワーク移動手段45によってワークWを前記切断面11へ送り込むと、前述した場合と同様に、スクラップSを発生してワークWの切断が行われる。
With the above configuration, when the punch die 29 is lowered by a ram (not shown) provided in the punch press so as to be movable up and down, the sliding
上述のように、ワークWの切断によって生じたスクラップSは、ダイ金型37に備えたスクラップ案内面43に沿ってダイ金型37の上面方向へ案内され、ワークWの切断によって形成されたスリット内に案内される。上述のようにパンチ金型29とダイ金型37との協働によってワークWの切断を行っているときに、上部金型ホルダ23,下部金型ホルダ27を同期して同方向に回動すると共に前記ワーク移動手段45をX,Y軸方向に移動してワークWの送りを行うと、ワークWには図6に示すごとき適宜曲線状のスリットSLを加工することができるものである。
As described above, the scrap S generated by cutting the workpiece W is guided toward the upper surface of the die die 37 along the
ところで、前記説明においては、切断対象のワークWはシート状ワークの場合について説明した。しかし、ワークが図7に示すようにパイプPである場合には、一対の下部ブレード47を平行に備えたマンドレル49を前記パイプP内に嵌入する。そして、前記上部ブレード9を前記マンドレル49における一対の下部ブレード47間に係合した状態に保持し、パイプPを上部ブレード9,マンドレル49に対して相対的に長手方向に移動することにより、パイプPに軸心と平行なスロット又はスリットを加工することができるものである。
By the way, in the above description, the case where the workpiece W to be cut is a sheet-like workpiece has been described. However, when the workpiece is a pipe P as shown in FIG. 7, a
ところで、本発明は前述した実施形態のみに限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態で実施可能なものである。例えば上部ブレード9に上下方向の微振動を付与して振動エネルギーを切断に寄与する構成とすることも可能である。また、ワークWの切断に際しては、ワークWの端縁部を一対の下部ブレード5の間に位置決めしてトリミング加工を行うことも可能である。さらには、上部ブレード9の高さ位置を調節して、ワークWを切断する切断面11の位置を変更して上部ブレード9の長寿命化を図ることも可能である。
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in other forms by making appropriate changes. For example, it is possible to apply a fine vibration in the vertical direction to the
1 シート状ワーク切断装置
3 ワーク支持台
5 下部ブレード
7 ワーク押え手段(板押え手段)
9 上部ブレード
11 切断面
13 ワーク移動手段
15 下端部
17 スクラップ切断部
19 突出端部
29 パンチ金型
35 パンチ刃部
37 ダイ金型
39 滑動押圧手段
41 ダイ刃部
43 スクラップ案内面
45 ワーク移動手段
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