JP2010000520A - Cutting device for protrusion of unfinished casting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋳型から取り出した粗鋳物に存在している押湯、湯口等の突起物を切断する粗鋳物の突起物切断装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a projection cutting apparatus for a rough casting that cuts projections such as feeders and gates present in a rough casting taken out from a mold.
従来の技術として、特許文献1があった。即ち、昇降部によって上下動される回転軸に円板状の砥石からなる切断刃を取り付け、前記回転軸に対して直行方向に移動される治具に、湯口及びゲートが連結されたワーク(粗鋳物)を取り付け、昇降部によって前記切断刃を切断位置に降下させた後、治具を介してワークを前記切断刃方向に移動させることにより、該切断刃でゲートを切断し、該ゲート及び湯口を製品部から除去するようにしたものがあった。
There existed
前記特許文献1の切断刃は、円板状の砥石であったため、ワークがアルミ合金のように軟質材であると、目詰まりを起こして切断性能が低下したり、ワークが焼きついたりするものであった。
本発明は、鋳物の材質が軟質であっても、表面に突出している押湯、湯口等の突起物を安定して切断する粗鋳物の突起物切断装置を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to provide a projection cutting device for a rough casting that stably cuts a projection such as a feeder or pouring gate that protrudes from the surface even if the casting material is soft.
本発明は、前記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項1に係る発明は、ワーク支持台に表面に押湯、湯口等の突起物を有する粗鋳物を固定し、工具支持台に前記突起物の突出方向と並行する軸心を中心として回転する円板状の回転カッターを設け、前記回転カッターは、円板状の台金の外周に半径方向外方に突出する刃台と半径方向内方に凹む凹部とを交互に形成し、前記刃台に超硬質材料からなる平刃形の主チップと、該主チップの刃先側部のエッジの食い込み量を所定値以下に規制する保護突起とを円周方向に間隔をおいて設けてなり、前記ワーク支持台と工具支持台との一方を前記突起物の突出方向に対して直交する方向に移動させて前記回転カッターにより前記突起物を切断する構成にしたものである。
請求項2に係る発明は、前記保護突起による主チップの刃先側部のエッジの食い込み量を1.0mm未満に規制したものである。
請求項3に係る発明は、主チップの刃先側部を面取りしたものである。
請求項4に係る発明は、一部の刃台に主チップよりも高い山形チップを設けたものである。
The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, the invention according to claim 1 fixes a rough casting having protrusions such as feeders and pouring gates on the surface of the work support, and the tool support is centered on an axis parallel to the protruding direction of the protrusions. A rotating disk-shaped rotating cutter is provided, and the rotating cutter alternately forms a blade base protruding radially outward and a recess recessed radially inward on the outer periphery of the disk-shaped base metal, The blade base is provided with a flat-blade main tip made of a super-hard material and protective protrusions that regulate the amount of biting of the edge of the main tip edge to a predetermined value or less at intervals in the circumferential direction. In addition, one of the work support base and the tool support base is moved in a direction orthogonal to the protruding direction of the protrusions, and the protrusions are cut by the rotary cutter.
According to a second aspect of the present invention, the amount of biting of the edge of the main tip edge of the main tip by the protective protrusion is restricted to less than 1.0 mm.
According to a third aspect of the present invention, the blade tip side portion of the main tip is chamfered.
According to a fourth aspect of the present invention, a chevron tip that is higher than the main tip is provided on a part of the blade.
本発明の請求項1に係る発明は、例えば、工具支持台を移動させて回転カッターを粗鋳物の突起物に向けて送ると、該回転カッターの主チップが前記突起物の設定された箇所に接触してこの部を切削するとともに、該切削した切り屑は凹部から外部に排出されることになる。このため、前記主チップは、切り屑に邪魔されることなく突起物の切削が安定し、該突起物の切断が迅速に行えることになる。
In the invention according to
また、前記突起物が切断される終期に、該突起物が自重等によって傾斜してその一部が主チップの刃先角部に衝突することがある。この衝突は突起物の自重によるものであるため、主チップへの衝撃が大きくなるが、該主チップは刃先側部のエッジの切削量が保護突起によって所定値以下に規制されることになるため、該エッジに大きな負荷が発生しなくなり、該エッジが損傷し難くなる。 In addition, at the end of cutting the protrusion, the protrusion may be inclined due to its own weight or the like, and a part of the protrusion may collide with the edge of the edge of the main tip. Since this collision is due to the weight of the protrusion, the impact on the main tip increases, but the cutting amount of the edge on the side of the cutting edge of the main tip is regulated to a predetermined value or less by the protective protrusion. , A large load is not generated at the edge, and the edge is hardly damaged.
請求項2に係る発明は、保護突起によって前記エッジの食い込み量を1.0mm未満に規制したので、特にアルミ合金製の突起物の衝突に対してエッジの損傷が少なくなる。
また、請求項3に係る発明は、主チップの刃先側部を面取りしたので、エッジ部の剛性が高くなり、この部が前記突起物の衝突に対して損傷し難くなる。
また、請求項4に係る発明は、主チップの刃幅中心部が切削する分を山形チップが先行して切削するので、主チップの切削負荷が軽減し、突起物を迅速に切断することができる。
In the invention according to
In the invention according to claim 3, since the blade tip side portion of the main tip is chamfered, the rigidity of the edge portion is increased, and this portion is not easily damaged by the collision of the protrusions.
Further, in the invention according to
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図面において、図1は本発明の実施例を示す切断装置の概略平面図、図2は切断状態を示す要部側面図、図3は回転カッタの部分側面図、図4は図3のIV-IV線による拡大断面図、図5は山形チップの欠けの大小の区域を示す正面図、図6は主チップの欠けの大小の区域を示す正面図、図7はチップの衝撃付加の実験態様を示す説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, FIG. 1 is a schematic plan view of a cutting apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of a main part showing a cutting state, FIG. 3 is a partial side view of a rotary cutter, and FIG. FIG. 5 is a front view showing a large and small area of a chip of a chevron chip, FIG. 6 is a front view showing a large and small area of a chip of a main chip, and FIG. It is explanatory drawing shown.
図1において、1は切断装置であり、粗鋳物20を固定するワーク支持台2、回転カッターを支持する工具支持台5を有する。ワーク支持台2は正面側に支持面3、及びクランプ4を有し、支持面3に粗鋳物20を当接させ、クランプ4を作動させて粗鋳物20を支持面3に圧接固定するようになっている。前記粗鋳物20は、本例ではアルミ合金製の3気筒シリンダヘッドからなり、シリンダヘッド部21の一側面に押湯22a、湯口22b等の突起物22を一体に有し、突起物22が正面側(図1において下方)に配置されて前記ワーク支持台2に固定される。
In FIG. 1,
工具支持台5は、前記ワーク支持台2の正面側で図1において左右方向に移動可能となっており、上面の左部に回転軸6を正面−背面方向、即ち、ワーク支持台2に固定された粗鋳物20の突起物22の突出方向と並行する方向に配置して軸受7により回転自在に支持し、上面の右部にモータ8を取り付け、該モータ8によりプーリ・ベルトからなる伝導具9を介して前記回転軸6を回転させる。
The
前記回転軸6の背面側に円板状の回転カッタ10を取り付ける。該回転カッター10は図3に示すように、合金工具鋼(JIS規格;SK5)からなる円板状の台金11の外周部に半径方向外方に突出する刃台12と半径方向内方に凹む凹部13とを交互に形成し、各刃台12の回転進行側の面に平刃形の主チップ15−1と該主チップ15−1よりも高い山形チップ15−2とを交互にロウ付け固着し、各刃台12の回転後進側の外周部に保護突起14を形成する。
A disk-shaped
前記主チップ15−1および山形チップ15−2は、超硬合金層とダイヤモンド焼結体(PCD)、立方晶窒化ほう素(CBN)焼結体等の超硬質層とを一体に有する二層構造の超硬質焼結体からなり、主チップ15−1は平刃形にするとともに、その先端切刃15aの両側を約0.2mmの幅(図5)で面取りする。山形チップ15−2はその頂部15dを主チップ15−1よりも高くするとともに、左右の斜辺15eを約1.4mm(図6)の幅にして正面視台形状とする。
The main chip 15-1 and the chevron chip 15-2 are two layers having a cemented carbide layer and an ultra-hard layer such as a diamond sintered body (PCD) and a cubic boron nitride (CBN) sintered body integrally. The main chip 15-1 has a flat blade shape and is chamfered with a width of about 0.2 mm (FIG. 5) on both sides of the
前記保護突起14は、その上面および両側が主チップ15−1の先端切刃15a及び側面切刃15bの先端部よりも内方に位置し、突起物22の切断終期の傾斜時、あるいは切断直後の落下時等において、該突起物22が主チップ15−1の刃先側部のエッジ15cに衝突した際に、該エッジ15c部の食い込み量を所定値以下に規制して該エッジ15cの欠け(損傷)を防止する。
The upper surface and both sides of the
本例では、図3〜図4に示すように、回転カッター10の径Dを405mm、主チップ15−1の刃厚T1を約4mm、台金11の厚さT2を約3.2mm、チップ15の数を30とし、該回転カッター10の回転速度を3600/分(3600RPM)、送り速度Vを1.3m/分とした際に、主チップ15−1に対する保護突起14の半径方向の距離(規制量)MLは約0.8mm、山形チップ15−2に対する保護突起14の半径方向の距離(規制量)MHは約1.0mm、主チップ15−1のエッジ15cに対する保護突起14の半径方向の距離(規制量)MLRは約0.84とする。
In this example, as shown in FIGS. 3 to 4, the diameter D of the
なお、図1〜図3に示すように、前記各チップ15(15−1,15−2)のすくい角Aは約零度、逃げ角Cは約10度、側面向心角Eは約1度となっている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the rake angle A of each of the chips 15 (15-1, 15-2) is about zero degrees, the clearance angle C is about 10 degrees, and the side face angle E is about 1 degree. It has become.
表1は回転カッター10に衝撃を付与した際の実験データである。
MH;山形チップ15−2に対する保護突起14の半径方向の距離
ML;主チップ15−1に対する保護突起14の半径方向の距離
MLR;主チップ15−1のエッジ15cに対する保護突起14の半径方向の距離
D;回転カッター10の直径
T1;チップ15の刃厚
T2;台金11の厚さ
Z;チップ15の刃数
A;チップ15のすくい角
C;チップ15の逃げ角
N;回転カッター10の回転速度
欠け大;刃の欠けが1.0mm以上
欠け小;刃の欠けが0.3mm以内
平;平刃形の主チップ
山;山形チップ
前記欠けの大小は、再研磨の可否によって決定する。即ち、刃の欠ける範囲が図5、図6の(ア)に示すように0.3mm以内であれば、チップ15がダイヤモンド焼結体(PCD)等の超硬質層を有するものであっても、再研磨した方が安価となる。また、刃の欠ける範囲が図5、図6の(イ)に示すように0.3mmを越えるものは、チップ15がダイヤモンド焼結体(PCD)等の超硬質層を有するものであると、再研磨に長時間を要するとともに、砥石の磨耗が増大することになるので、新たなチップと交換した方が得策となる。
Table 1 shows experimental data when an impact is applied to the
MH; radial distance ML of the
N: Rotational speed chipping of
なお、表1の実験は、図7に示すように、直径405mmの回転カッター10を切削速度(3600RPM)で回転させ、この状態で突起物22に相当する直径40mm、長さ150mmのアルミ合金製の模擬突起物22’を約300mmの高さHから、図7(A)、(B)に示すように、前記回転カッター10の回転軸心OLに対して直行する鉛直方向から自重落下させた場合と、図7(C)に示すように、前記回転カッター10の回転軸心OLに対して20度傾斜する鉛直方向から自重落下させた場合とをそれぞれ3回行ったものである。
In the experiment of Table 1, as shown in FIG. 7, the
表1によれば、台金11の厚さ11が3.2mmの回転カッターにおいては、MLRが1.03mm未満(項目1〜5)ではチップ15に0.3mm以上の大きな刃欠けが発生せず、台金11の厚さT2が2.8mmの回転カッターにおいては、MLRが1.1mm未満(項目8)ではチップ15に0.3mm以上の大きな刃欠けが発生しないことが判る。
According to Table 1, in a rotary cutter having a
前記実施例によれば、ワーク支持台2の支持面3に粗鋳物20をクランプ4を介して固定し、モータ8を起動させて回転カッター10を図2において左回転させ、この状態で工具支持台5を図1において左方に移動させると、図2に示すように、回転カッター10が、シリンダヘッド部21から正面方向に突出している突起物22、即ち、押湯22a、湯口22bの基部を右部から左部に向かって順次切断していくことになる。
According to the above embodiment, the
この場合、回転カッター10の主チップ15−1が前記突起物22に接触してこの部を切削した切り屑は凹部13から外部に排出され、各主チップ15−1は切り屑に邪魔されることなく小さい切削負荷で突起物22を切削し、これを円滑に切断することになる。また、前記突起物22が切断される終期に、該突起物22が自重等によって傾斜し、その一部が主チップ15−1のエッジ15c部に衝突した際には、該エッジ15c部の切削量(食込み量)が保護突起14により所定値(1.0mm)未満に規制され、該エッジ15c部に大きな衝撃が加わらなくなって大きな損傷(欠け)が発生しなくなる。また、主チップ15−1の刃先側部が面取りされ、剛性が高くなっているため、前記エッジ15c部の損傷がさら少なくなる。
In this case, the chips obtained by cutting the portion of the
なお、山形チップ15−2の先端切れ刃15d部は、切断終期に突起物22が衝突しても、正面から衝突力を受けること、および斜辺15eが大きくて刃先剛性が高いことから、本実験ではMHが1.4mmであっても大きな刃欠けはない。このことから勘案すると、MHやMLの値よりもMLRを1.0mm未満にすることが重要であることが判る。
Note that the
1 切断装置
2 ワーク支持台
3 支持面
4 クランプ
5 工具支持台
6 回転軸
7 軸受
8 モータ
9 伝導具
10 回転カッター
11 台金
12 刃台
13 凹部
14 保護突起
15 チップ
15−1 主チップ(平刃チップ)
15a 先端切刃
15b 側面切刃
15c 刃先側部のエッジ
15−2 山形チップ
15d 先端切刃
15e 左右の斜辺
20 粗鋳物
21 シリンダヘッド部
22 突起物
22a 押湯
22b 湯口
A すくい角
C 逃げ角
E 側面向心角
DESCRIPTION OF
15a
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