JP2012050957A - 切削加工における切り屑破砕方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切り屑を確実に細かく切断することのできる切削加工における切り屑破砕方法を提供することにある。
【解決手段】任意の長さに生成された金属の切り屑を回転自在に対向配置された破砕用カッターと破砕用ローラの間に上方から供給することで細かく破砕して下方へ排出する切削加工における切り屑破砕方法であって、前記破砕用カッターと破砕用ローラは、切り屑を上方向から下方向へ挟み込む正転と下方向から上方向へ巻き戻す逆転を規則的に繰り返すので、切断されずに通過した切り屑を再度切断することができ、確実に細断化できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、旋盤、ドリル等による切削加工で発生する切り屑を処理し易いサイズに破砕する切削加工における切り屑破砕方法に関するものである。

一般に、スパイラル状にカールした長い切り屑は、搬送処理やリサイクル処理を行う際に扱い難いことから、短い寸法に破砕することが行われている。例えば、従来の切り屑破砕方法の一例として、カッターとローラを交互に複数個対向配置し、一定速度で回転したカッターとローラの間を通過させることで、切り屑を破砕していた。また、横方向では、破砕用カッターの側面を利用し、カッターの巾に切り屑を破砕することができる。
また、カッターの刃並びを工夫して、複数個組み合わせた破砕用カッターと破砕用ローラが全ての箇所で同時に切り屑を破砕することのないように、破砕のタイミングをずらせて、駆動モータにかかる負荷を低減させる工夫をした破砕方法も提案されている。

更に、特許文献１に開示された金属切り屑処理装置では、装入室に巻付ローラとスパイラル回転手段を回転可能に保持し、巻付ローラに巻き付いた切り屑をスパイラル回転手段で引きちぎり小さくする装置であり、切り屑の量が過剰となり過負荷となった場合に、スパイラル回転手段及び巻付ローラを所定時間逆方向に過負荷が解消されるまで回転させる技術が開示されております。

特開平１１−９９３３７号公報

しかし、従来の切削加工における切り屑破砕方法では、破砕用カッターと破砕用ローラとの間に多少の隙間が存在するために、切り屑の一部は破砕されるが、うまく破砕されずに、折れ曲がっただけで、略そのままの長さで排出される切り屑も存在した。長いままの切り屑は、排出用のコンベア出口のシャフトに絡まり、徐々に蓄積されて大きな塊となり、詰まり現象が発生する結果、過負荷によってコンベアが停止したり、コンベアチェーンが破断する場合が存在した。
また、コンベアが停止しなくとも、絡まり付いた切り屑を作業者が８時間の稼働時間中に１５〜２０回程度の割合でペンチ等で除去しなければならず、１回の除去作業に３〜５分程度を必要とすると共に危険な作業であった。
また、特許文献１に開示された金属切り屑処理装置は、過負荷となった場合に、スパイラル回転手段及び巻付ローラを所定時間、逆回転及び正回転を過負荷が解消されるまで続行するものですが、巻付ローラに巻き付いた切り屑を逆回転させても完全に取り除くことはできないので、過負荷の低減にも限りが有り、切り屑が引きちぎるに適さない、剛性の高い場合には、処理ができないと云う問題点が存在した。
本発明は、上記実情に鑑み提案されたもので、破砕用カッターと破砕用ローラの正転と逆転を定期的に繰り返すことにより、巧く切断されずに搬送された長い切り屑を破砕用カッターと破砕用ローラで一旦巻き戻した後、再度送り出すことで短く破砕することができる切削加工における切り屑破砕方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は任意の長さに生成された金属の切り屑を回転自在に対向配置された破砕用カッターと破砕用ローラの間に上方から供給することで細かく破砕して下方へ排出する切削加工における切り屑破砕方法であって、前記破砕用カッターと破砕用ローラは、切り屑を上方向から下方向へ挟み込む正転と下方向から上方向へ巻き戻す逆転を規則的に繰り返すことを特徴としている。

また、本発明において、前記破砕用カッターと破砕用ローラの正転時間は、逆転時間より長いことを特徴とするものである。

また、本発明において、前記破砕用カッターと破砕用ローラは、正転時間が１．５秒、逆転時間が０．８秒であることを特徴とするものである。

この発明は前記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。

本発明では、任意の長さに生成された金属の切り屑を回転自在に対向配置された破砕用カッターと破砕用ローラの間に上方から供給することで細かく破砕して下方へ排出する切削加工における切り屑破砕方法であって、前記破砕用カッターと破砕用ローラは、切り屑を上方向から下方向へ挟み込む正転と下方向から上方向へ巻き戻す逆転を規則的に繰り返すので、うまく切断されずに搬送された切り屑が逆転時に再度巻き戻された後、再切断されて更に短く破砕することができる。つまり、破砕用カッターの切れ刃のピッチより細かく切断することができる。また、切り屑がシャフトに絡まり、過負荷によってコンベアが停止したり、詰まりによってコンベアチェーンが破断する虞れもない。

また、本発明では、前記破砕用カッターと破砕用ローラの正転時間は、逆転時間より長いので、切り屑の破砕処理を円滑に行うことができる。

また、本発明では、前記破砕用カッターと破砕用ローラは、正転時間が１．５秒、逆転時間が０．８秒であるので、切り屑の破砕処理を円滑に行うことができる。

図１は、本発明に係る切り屑破砕方法を実施するために使用する破砕装置の一部を破断した説明図である。 図２は、同切削加工における切り屑破砕方法で使用する破砕用カッターと破砕用ローラを示す平面図である。 図３は、図２における、破砕用カッターと破砕用ローラを示すＡ−Ａ線断面図である。 図４は、本発明の切り屑破砕方法を実施するために使用する破砕装置のホッパー底部を示す説明図である。 図５（ａ）〜（ｆ）は、同切削加工における切り屑破砕方法における、破砕用カッターと破砕用ローラの切り屑破砕状況を示す説明図である。 図６は、従来の切り屑破砕方法と本発明による切り屑破砕方法で生じた切り屑の比較説明図である。

本発明の切削加工における切り屑破砕方法は、対向配置された破砕用カッターと破砕用ローラの間に上方から供給することで細かく破砕して下方へ排出して下方へ排出するものであって、破砕用カッターと破砕用ローラは、切り屑を上方向から下方向へ挟み込む正転と下方向から上方向へ巻き戻す逆転を規則的に繰り返すので、うまく切断されずに搬送された切り屑を逆転時に再度巻き戻した後、正転時に再切断して均一に短く破砕することができる。

以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る切り屑破砕方法を実施するために使用する破砕装置の一部を破断した説明図、図２は同切り屑破砕方法で使用する破砕用カッターと破砕用ローラを示す平面図、図３は、図２における、破砕用カッターと破砕用ローラを示すＡ−Ａ線断面図である。ここで、本発明の切削加工における切り屑破砕方法は、任意の長さに生成された金属の切り屑１６を回転自在に対向配置された破砕用カッター１１と破砕用ローラ１２の間に上方から供給することで細かく破砕して下方へ排出するものであって、前記破砕用カッター１１と破砕用ローラ１２は、切り屑１６を上方向から下方向へ挟み込む正転と下方向から上方向へ巻き戻す逆転を規則的に繰り返すものである。切り屑１６は、旋盤加工等で連続的に発生する炭素鋼、ステンレス鋼等の鉄系、アルミニューム合金、銅系合金等の非鉄金属系のものを対象としている。

図４は、本発明の切り屑破砕方法を実施するために使用する破砕装置のホッパー底部を示す説明図である。図１、図４に示すように本発明に使用される破砕装置１０は、コンベア等で搬送された切り屑を受けるホッパー１３と、ホッパー１３の下端に回転自在に支承されている破砕用カッター１１及び破砕用ローラ１２と、破砕用カッター１１及び破砕用ローラ１２を回転駆動する図外のモータと、モータの回転を制御する図外の制御部から構成されている。

破砕用カッター１１は、所定の厚さを有した略円板状の円周上に複数の切れ刃１１ａが中心角に対して等間隔に配設されている。
また、破砕用ローラ１２は、所定の厚さを有した円板状をしており、対向配置された破砕用カッター１１と協働して切り屑を切断する。
図２等に示すように、破砕用カッター１１と破砕用ローラ１２は、第１の回転軸１４、及び第２の回転軸１５の軸線方向に交互に取付けら、平行に配置された第１の回転軸１４と第２の回転軸１５が対向配置された場合、それぞれ破砕用カッター１１と破砕用ローラ１２が向き合うように設置する。したがって、第１の回転軸１４と第２の回転軸１５の軸間距離は、破砕用カッター１１の半径と破砕用ローラ１２の半径の和に略等しい。

次に、以上のような構成の破砕装置を使用した切り屑破砕方法について説明する。先ず、ＮＣ旋盤等で発生した切り屑１６をチップコンベアで破砕装置１０のホッパー１３へ搬送する。ホッパー１３内に搬送された切り屑１６は、図５（ａ）に示すように底部に設けられた破砕用カッター１１と破砕用ローラ１２が正回転することによって、矢印Ｘ方向に挟まれ、切れ刃１１ａで切断される。しかし、切り屑１６の一部は、切れ刃１１ａと破砕用ローラ１２との外周面で圧接しても、巧く切断されずに一部が繋がった状態の部分１６ａが存在する（図５（ａ）参照）。このような切り屑１６は、完全に切断されることなく、ぶら下がった状態で連続している。

破砕用カッター１１と破砕用ローラ１２は、所定時間、例えば、１．５秒間正回転した後、矢印Ｙ方向に逆回転する。逆回転する際、正回転時に巧く切断されずに一部が繋がった状態の部分１６ａが切断される場合がある（図５（ｂ）参照）。短く切断された部位は、ホッパーの下に落下する。逆回転の時間は、例えば、０．８秒間とする。回転時間の制御は、図外の制御部に備えられたプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）のラダープログラムを変更することで実現することができる。このように本発明の切削加工における切り屑破砕方法では、正回転と逆回転を所定時間交互に繰り返す。図５（ｃ）は、次の正回転動作（矢印Ｘ方向）を示し、破砕用カッター１１と破砕用ローラ１２に挟まれた切り屑１６が巧く切断された場合を示す。この際、切れ刃１１ａに挟まれる切り屑１６の部分は、第１回目の正回転時と基本的には異なる部位であるが、同じ部位の場合もある。第２回目の正回転で巧く切断されなかった場合でも、第２、第３回目で再度巻き戻されて再び切れ刃１１ａで切断される。

図５（ｄ）に示すように、正回転（矢印Ｘ方向）により普通に切断された切り屑１６も、図５（ｅ）に示すように他の切り屑との絡みにより再度、上方向（矢印Ｙ方向）に巻き戻され、図５（ｆ）に示すように次の正回転（矢印Ｘ方向）によって、更に細かく切断される場合を示す。

図６は、従来の切り屑破砕方法と本発明による切り屑破砕方法で生じた切り屑の比較説明図である。従来の切り屑破砕方法により、一方向回転で破砕した場合から特に長い切り屑１６を抽出したものを図６（ａ）に示す。一方向回転では、切れ刃１１ａが圧接されても、部分的に変形するのみで、完全に切り離されずに繋がった状態の部分１６ａを有したまま排出されてしまう場合がある。それに比べて、本発明の切削加工における切り屑破砕方法によれば、図６（ｂ）に示すように周期的に反復運転することにより、繋がった状態の部分１６ａは、何度も破砕用カッター１１と破砕用ローラ１２の間を通過して、短く切断された切り屑１６’にすることができる。

なお、上記説明は、正回転時間を１．５秒、逆回転時間を０．８秒としたが、これに限ることなく、切り屑の形状、材質によって正回転時間と逆回転時間の割合を任意に変更することができる。

１０ 破砕装置
１１ 破砕用カッター
１１ａ 切れ刃
１２ 破砕用ローラ
１３ ホッパー
１４ 第１の回転軸
１５ 第２の回転軸
１６ 切り屑

Claims (3)

1. 任意の長さに生成された金属の切り屑を回転自在に対向配置された破砕用カッターと破砕用ローラの間に上方から供給することで細かく破砕して下方へ排出する切削加工における切り屑破砕方法であって、
   前記破砕用カッターと破砕用ローラは、切り屑を上方向から下方向へ挟み込む正転と下方向から上方向へ巻き戻す逆転を規則的に繰り返すことを特徴とする切削加工における切り屑破砕方法。
2. 前記破砕用カッターと破砕用ローラの正転時間は、逆転時間より長いことを特徴とする切削加工における切り屑破砕方法。
3. 前記破砕用カッターと破砕用ローラは、正転時間が１．５秒、逆転時間が０．８秒であることを特徴とする請求項１または２に記載の切削加工における切り屑破砕方法。

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