JP2015155122A - 高硬度ワークの切断方法及びワーク固定治具 - Google Patents

Abstract

【課題】高硬度ワークの切断方法及び同方法に使用するワーク固定治具を提供する。
【解決手段】高硬度のワークを帯鋸刃によって切断する高硬度ワークの切断方法であって、前記帯鋸刃ＢＳの走行方向に見てのワークＷの下流側の下面を、ワークＷを支持するワーク支持面１５から上昇させた状態に傾斜保持すると共に、ワークＷ及びワークから切断分離される切断片ＷＰ側を固定した状態に保持してワークＷの切断を行う。ワーク固定治具は、ワーク支持面１５を備えたベース部材１１と、上記ベース部材１１の一側部に立設された側面支持部材１３と、前記ワーク下面の一側を支持すべく前記ワーク支持面１５から突出して前記ベース部材１１の他側部側に備えられた突出支持部材１９と、ワークから切断分離される切断片ＷＰ側を上方から固定するために、前記ベース部材１１の上面に備えられた上下方向クランプ手段２５と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば硬さが４５ＨＲＣ以上の高硬度材料（例えば熱処理した冷間金型材）のワークの切断方法及びワークを帯鋸盤に固定するためのワーク固定治具に関する。さらに詳細には、高硬度材料の切断時における帯鋸刃のチッピング、歯欠けを抑制することのできる高硬度材の切断方法及びワーク固定治具に関する。

従来、金属材料のワークの切断を行うとき、切断装置として、例えば帯鋸盤が使用されている。帯鋸盤には、ワークを上方向から下方向へ切断する横型帯鋸盤と、ワークを水平方向に切断する縦型帯鋸盤とがある。また、金属材料のワークを切断する鋸盤には丸鋸盤がある。

ところで、鋸盤には、鋸刃による切断位置においてワークを左右方向から水平に挟持固定する本体バイス装置と、この本体バイス装置に対して送材作用を行うために前後方向へ移動位置決め自在な送材バイスとを備えた構成が知られている（例えば特許文献１参照）。また、鋸盤によってワークの切断を行うと、バリが発生することが知られている（例えば特許文献２参照）。

特開２００６−７３７７号公報 特開昭５８−２１７２１７号公報

硬さが４５ＨＲＣ以上の高硬度材料（ワーク）を、歯先に超硬チップを備えた帯鋸刃によって切断するとき、帯鋸刃におけるほぼ全幅がワーク内に没入するまでビビリ振動を発することがある。

したがって、帯鋸刃における鋸歯の歯先に微小な欠けとしてチッピングを生じ易いものである。また、ワークの切断終了時には、ワークとワークから切断分離される切断片との連結部分が次第に小さくなり、切断片が僅かに動いてバリを生じ易いものである。また、前記特許文献２に記載のように、バリを生じるものである。上述のようにバリが発生すると、帯鋸刃における鋸歯の歯先がバリに引っ掛かって歯欠けを生じ易いものである。

そこで、前記特許文献２に記載のように、ワークを回転しつつワークの切断を行う場合、ワーク及び切断片を動かないように固定することは難しいものであり、切断片が僅かに動いてバリを生じることを防止することは難しいものである。まして、ワークの断面形状が四角形状の場合には、ワークを回転することは極めて難しいものである。ところで、ワークの切断時に、ワーク及び切断片を不動状態に固定するには、前記特許文献１に記載されているように、帯鋸刃による切断位置の前後両側においてワークを挟持固定することが望ましいものである。この際、ワークは上方向からも押圧固定することが望ましいものである。

前述のごとく、ワーク側及び切断片側を不動状態に固定して帯鋸盤によって切断を行うとき、帯鋸刃は、大きな切断抵抗に起因して上方向へ凸状に湾曲した状態にある。そして、例えば断面形状が四角形状のワークの切断を行う際、ワークの下面と帯鋸刃の走行ラインがほぼ平行に近い角度の場合には、ワークの切断終了直前に、前記湾曲が瞬間的に解放されて、ワークを押し割ることがある。この際、ワークにバリを発生し、帯鋸刃にはチッピングや歯欠けを生じることがある。

換言すれば、ワークの前記下面と帯鋸刃の走行ラインとのなす角度が所定の角度範囲になると、帯鋸刃のチッピング、歯欠けを抑制し得ることを見出した。

本発明は、上述のごとき問題に鑑みてなされたもので、高硬度のワークを帯鋸刃によって切断する高硬度ワークの切断方法であって、前記帯鋸刃の走行方向に見てのワークの下流側の下面を、ワークを支持するワーク支持面から上昇させた状態に傾斜保持すると共に、ワーク及びワークから切断分離される切断片側を固定した状態に保持してワークの切断を行うことを特徴とするものである。

また、前記高硬度ワークの切断方法に使用するワーク固定治具であって、ワークを支持するワーク支持面を備えたベース部材と、上記ベース部材の一側部に一体的に立設された側面支持部材と、前記ベース部材のワーク支持面に対してワーク下面の一側を上昇した状態に保持するために、前記ワーク下面の一側を支持すべく前記ワーク支持面から突出して前記ベース部材の他側部側に備えられた突出支持部材と、ワークから切断分離される切断片側を上方から固定するために、前記ベース部材の上面に立設して備えられた上下方向クランプ手段と、を備えていることを特徴とするものである。

また、前記ワーク固定治具において、前記突出支持部材は、前記ベース部材のワーク支持面からの突出高さが調節自在であることを特徴とするものである。

また、前記ワーク固定治具において、ワークの側面下部を支持する側面下部支持部材を、前記側面支持部材の下部側に内方向へ突出調節可能に備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、ワークの本体側及びワーク本体から切断分離される切断片側を動かないように固定し、かつワークの下面の一側を、ワーク支持面から上昇させた状態に傾斜保持してワークの切断を行うものである。したがって、ワークの下面は一側から他側へ切断されることになる。

すなわち、切断終了時には、帯鋸刃による切断長が次第に短くなり、切断（切削）抵抗が次第に小さくなるものである。したがって、ワークに対する帯鋸刃の切り込み方向の抵抗に起因する帯鋸刃の上方向への湾曲は次第に小さくなる。よって、高負荷が急激に開放されることに起因するバリの発生や帯鋸刃の歯欠けを抑制することができるものである。

本発明の実施形態に係るワーク固定治具の構成を示す正面説明図である。 ワーク固定治具の側面説明図である。 ワーク固定治具の平面説明図である。

図１を参照するに、本発明の実施形態に係るワーク固定治具１は、横型帯鋸盤（図示省略）における本体バイス装置３の固定バイスジョー５と可動バイスジョー７との間に配置して使用されるものである。前記ワーク固定治具１は、前記本体バイス装置３におけるバイスベッド９に支持されるベース部材１１を備えており、このベース部材１１の左右方向（Ｘ軸方向）の一側部、すなわち前記可動バイスジョー７側の一側部には、側面支持部材１３が一体的に立設してある。

前記ベース部材１１及び側面支持部材１３は、前後方向（図１において紙面に垂直な方向、Ｙ軸方向）に長く形成してある。前記ベース部材１１の上面１５はワークＷを支持するワーク支持面に構成してあり、このワーク支持面１５には、帯鋸盤における帯鋸刃ＢＳが最下降したときに、帯鋸刃ＢＳが入り込み可能な逃げ溝１７が左右方向に形成してある。前記ワーク支持面（上面）１５の他側部側には、ワークＷの下面を支持する複数の突出支持部材１９がＹ軸方向（前後方向）に適宜間隔に配置してある。なお、前記突出支持部材１９は、ワークＷ及びワークＷから切断分離される切断片の下面を支持するものであって、前記逃げ溝１７を間にして前後両側に備えられている。前記各突出支持部材１９は、例えばボルト等により構成してあって、ワーク支持面１３からの突出高さを調節可能に構成してある。

したがって、各突出支持部材１９の突出高さを調節することにより、ベース部材１１のワーク支持面１５に対するワークＷの下面の傾斜を調節できることになる。換言すれば、水平に移動する帯鋸刃ＢＳに対するワークＷの下面の傾斜を、例えば帯鋸刃ＢＳの摩耗状態等に対応して調節できることになる。よって、帯鋸刃ＢＳによってワークＷの切断を行うときの切断終了間際に、帯鋸刃ＢＳが、ワークＷにおける下面の傾斜上側から傾斜下側の角部へ次第に移動して、切断を終了するときの切削長（切削抵抗）を調節できることになる。

すなわち、帯鋸刃ＢＳによってワークＷの切断を行うとき、ワークＷの切削長が次第に短くなって終了するものである。したがって、ワークＷに対する帯鋸刃ＢＳの切込み方向への抵抗が次第に小さくなり、帯鋸刃ＢＳの上方向への凸状の湾曲が次第に小さくなって切断が終了するものである。よって、上方向への湾曲が急激に開放されることに起因するバリの発生や帯鋸刃ＢＳの歯欠けを抑制することができるものである。

前記側面支持部材１３において、前記逃げ溝１７に対応した位置には、帯鋸刃ＢＳが入り込み可能な上下方向のスリット２１が形成してある。また、前記側面支持部材１３の下部側であって、前記各突出支持部材１９に対応した位置には、ワークＷの側面支持部材１３側の側面下部を当接支持する側面下部支持部材２３が前後方向に適宜間隔に備えられている。前記各側面支持部材２３は例えばねじ部材から構成してあって、内方向（図１において右方向）へ突出調節可能に備えられている。したがって、ワークＷの側面下部は、複数の側面下部支持部材２３によって当接支持されるものである。

前記ベース部材１１において、前記逃げ溝１７より前側であってベース部材１１の上面には、ワークＷから切断分離される切断片ＷＰ（図２参照）を上方から下方向へ押圧固定するための上下方向クランプ手段２５が備えられている。上記上下方向クランプ手段２５は、前記切断片ＷＰを先端部でもって押圧するクランプジョー２７が上下位置調節自在に備えられている。

より詳細には、前記上下方向クランプ手段２５は、前記クランプジョー２７の基端部側に備えたスロットを上下方向に貫通したボルト等のごとき支持柱２９が立設してあり、この支持柱２９には、前記クランプジョー２７を下側から支持するナットなどのごとき支持部材３１が上下位置調節自在に備えられている。そして、前記支持柱２９と前記逃げ溝１７との間においてベース部材１１に立設したボルト等のごとき支柱３３は、前記クランプジョー２７に備えた穴を上下方向に貫通してあり、この支柱３３には、前記クランプジョー２７を上側から締付けるナットなどのごとき締付部材３５が上下調節可能に螺合してある。

したがって、ワークＷの上下方向の寸法に対応して支持部材３１の上下位置を調節する。そして、クランプジョー２７の先端部を切断片ＷＰの上面に当接した状態において、締付部材３５を締付けることにより、切断片ＷＰを上方向から不動状態に押圧固定することができるものである。

さらに、前記ベース部材１１の後部上面にはブラケット３７が立設してあり、このブラケット３７には、先端部がワークＷの後面に当接し押圧するボルト等のごとき当接押圧部材３９が前後方向に位置調節可能に備えられている。また、帯鋸盤には、従来の帯鋸盤と同様に、ワークＷを上方向から押圧する束ねバイス装置４１が備えられている。

以上のごとき構成において、図１に示すように、断面形状が四角形状で直方体であって、例えば硬度が４５ＨＲＣ以上の高硬度材（例えば金型材）を帯鋸盤によって切断するには、ワークＷをワーク固定治具１に固定する。この際、ワークＷの左右方向の幅寸法よりも幅寸法の小さなベース部材１１を選択する。そして、ワークＷの一側面（図１において右側面）を、前記ベース部材１１から側方へ突出した状態に配置すると共に、ワークＷの一側部の下面を複数の突出部材１９によって支持して、ワークＷの下面を傾斜した状態にする。

より詳細には、帯鋸刃ＢＳの走行方向に見たとき、走行方向の下流側（図１において右側）の下面をベース部材１１のワーク支持面１５から上昇して、ワーク支持面１５から離れた状態（浮いた状態）に保持する。そして、ワークＷの他側面の上部側を側面支持部材１３に当接し、かつワークＷの他側面の下部側を側面下部支持部材２３によって押圧支持する。また、ワークＷの切断片ＷＰとなる部分を、上下方向クランプ手段２５におけるクランプジョー２７によって上方向から押圧固定する。さらに、当接押圧部材３９の先端部をワークＷの後面に当接保持してある。

その後、横型帯鋸盤における本体バイス装置３における固定バイスジョー５と可動バイスジョー７によってワークＷを左右方向から挟持固定する。なお、上記固定バイスジョー５及び可動バイスジョー７には、よく知られているように、帯鋸刃ＢＳが入り込むための上下方向のスリットが備えられている。したがって、ワークＷ及び切断片ＷＰとなる部分は、固定バイスジョー５と可動バイスジョー７とによって左右方向から挟持固定されることになる。また、前記ワークＷの上面は、横型帯鋸盤に備えられている束ねバイス装置４１によって上方向から押圧固定されるものである。

前述のように、水平に移動する帯鋸刃ＢＳの走行方向に見て下流側（図１において右側）が高くなるように傾斜してワークＷの切断を開始すると、ワークＷの右上側から切断が開始される。そして、ワークＷの切断が進行すると、ワークＷの下面は右側から次第に左側へ切断されることになる。したがって、ワークＷの切削長は次第に短くなる。よって、切削抵抗は次第に小さくなることとなり、帯鋸刃ＢＳの上方向への湾曲は抑制されることになる。したがって、ワークＷの切断終了間際に、帯鋸刃の前記湾曲が急激に開放されることによるバリの発生や、バリの発生に起因しての歯欠けを抑制することができるものである。

以上のごとき説明より理解されるように、ワークＷ及び切断片ＷＰは、本体バイス装置３における固定バイスジョー５、可動バイスジョー７によって左右方向から挟持固定され、かつ上下方向クランプ手段２５、束ねバイス装置４１によって上方向から押圧固定されているので、ワークＷの切断終了時に、ワークＷ及び切断片ＷＰが動くようなことはないものである。したがって、ワークＷの切断終了時にワークＷ及び切断片ＷＰが僅かに動くことに起因するバリの発生を抑制することができるものである。

また、ワークＷが側面支持部材１３から離れた側面下部には、側面下部支持部材２３の先端部が押圧してあるので、ワークＷの側面下部の微振動を抑制することができるものである。また、ワークＷの後面に当接押圧部材３９の先端部が押圧してあるので、ワークＷの微振動を抑制することができるものである。したがって、ワークＷや切断片ＷＰの微振動に起因するビビリ振動を抑制することができ、ワークＷの切断面の切断精度の向上を図ることができると共に、帯鋸刃ＢＳの寿命向上を図ることができるものである。

１ ワーク固定治具
３ 本体バイス装置
５ 固定バイスジョー
７ 可動バイスジョー
１１ ベース部材
１３ 側面支持部材
１５ 上面（ワーク支持面）
１７ 逃げ溝
１９ 突出支持部材
２１ スリット
２３ 側面下部支持部材
２５ 上下方向クランプ手段
２７ クランプジョー

Claims (4)

1. 高硬度のワークを帯鋸刃によって切断する高硬度ワークの切断方法であって、前記帯鋸刃の走行方向に見てのワークの下流側の下面を、ワークを支持するワーク支持面から上昇させた状態に傾斜保持すると共に、ワーク及びワークから切断分離される切断片側を固定した状態に保持してワークの切断を行うことを特徴とする高硬度ワークの切断方法。
2. 請求項１に記載の高硬度ワークの切断方法に使用するワーク固定治具であって、ワークを支持するワーク支持面を備えたベース部材と、上記ベース部材の一側部に一体的に立設された側面支持部材と、前記ベース部材のワーク支持面に対してワーク下面の一側を上昇した状態に保持するために、前記ワーク下面の一側を支持すべく前記ワーク支持面から突出して前記ベース部材の他側部側に備えられた突出支持部材と、ワークから切断分離される切断片側を上方から固定するために、前記ベース部材の上面に立設して備えられた上下方向クランプ手段と、を備えていることを特徴とするワーク固定治具。
3. 請求項２に記載のワーク固定治具において、前記突出支持部材は、前記ベース部材のワーク支持面からの突出高さが調節自在であることを特徴とするワーク固定治具。
4. 請求項２又は３に記載のワーク固定治具において、ワークの側面下部を支持する側面下部支持部材を、前記側面支持部材の下部側に内方向へ突出調節可能に備えていることを特徴とするワーク固定治具。

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