JP3148430U

JP3148430U - 面取り加工装置

Info

Publication number: JP3148430U
Application number: JP2008008402U
Authority: JP
Inventors: 哲夫宮野
Original assignee: 宮野精密工業株式会社
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2018-12-01

Abstract

【課題】広い幅の面の面取り加工をするとき、高速で切削処理をしかつバリを極力発生させない。【解決手段】被加工材２０を支持固定するクランプテーブル１２と被加工材２０を面取り加工する円形カッタ１８とを備え、円形カッタ１８は切削面２１に垂直な回転軸６４を有し、この回転軸６４を中心にした円周上に所定間隔で複数の切削刃６６を軸対称に配置し、各切削刃６６は、いずれも、前記円形カッタ１８の回転につれて順番に前記切削面２１に接してその切削面２１を切削する位置に配置され、回転軸６４を回転駆動する第１の駆動機構と、切削面２１と平行な面上で切削面２１の長手方向に垂直な方向に切削面２１を中心に所定の幅で円形カッタ１８を往復運動させる第２の駆動機構と、円形カッタ１８を切削面２１に垂直な方向に駆動する第３の駆動機構を備えた。【選択図】図１

Description

本考案は金属材料の面取り加工装置に関する。

金属ブロックを切削加工する際に、コーナー部分を面取り加工することが広く行われている。面取り量の小さい加工には、比較的簡単な装置が使用できる。例えば、円板状のディスクを回転駆動し、ディスクの円周上に複数の切削刃を配置した装置が紹介されている（特許文献１参照）。
特開平５−８１１０号公報

既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
上記のような既存の装置では、厚みが十数センチメートルで面取り量が数センチメートルといった金属ブロックの面取り加工をすることはできない。従って、汎用スライスあるいはマシンニングセンター等を使用することになるが、これらの装置は、大型で高価になるという問題があった。
上記の課題を解決するために、本考案は、比較的簡単な装置構成で、大きな面取り量の加工をすることができる面取り加工装置を提供することを目的とする。さらに、高速で切削処理をし、バリの発生し難い面取り加工装置を提供することを目的とする。

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
被加工材２０のコーナー部分を支持固定するクランプテーブル１２と、前記被加工材２０のコーナー部分を面取り加工して所定の幅の切削面２１を形成する円形カッタ１８とを備え、前記円形カッタ１８は、前記切削面２１の正面に前記円形カッタ１８が対面したとき、前記切削面２１に垂直な回転軸６４を有し、この回転軸６４を中心にした円周上に所定間隔で複数の切削刃６６を軸対称に配置し、各切削刃６６は、いずれも、前記円形カッタ１８の回転につれて順番に前記切削面２１に接してその切削面２１を切削する位置に配置され、前記回転軸６４を回転駆動する第１の駆動機構と、前記切削面２１と平行な面上で、前記切削面２１の長手方向に垂直な方向に、前記切削面２１の正面に対面した位置を折り返し点にして、所定の幅で前記円形カッタ１８を往復運動させる第２の駆動機構と、前記円形カッタ１８の前記切削刃６６が前記切削面２１に常にほぼ一定の条件で接するように前記円形カッタ１８を前記切削面２１に垂直な方向に駆動する第３の駆動機構を備えたことを特徴とする面取り加工装置。

〈構成２〉
構成１に記載の面取り加工装置において、前記切削刃６６は多角形で、そのいずれかの辺が前記切削面２１に接するように配置されていることを特徴とする面取り加工装置。

〈構成３〉
構成１または２に記載の面取り加工装置において、被加工材２０のコーナー部分を、クランプテーブル１２の切削面２１近傍で支持固定するクランプを有することを特徴とする面取り加工装置。

〈構成４〉
構成１乃至３のいずれかに記載の面取り加工装置において、前記切削刃６６が配置された、前記回転軸６４を中心にした円周の直径をＲとしたとき、前記切削面２１は、直径Ｒの円に内接するいずれかの方形に含まれる寸法とすることを特徴とする面取り加工装置。

〈構成５〉
構成１乃至４のいずれかに記載の面取り加工装置において、前記第２の駆動機構は、前記円形カッタ１８を、前記切削面２１と平行に向かい合う面上で、前記切削面２１の正面に対面した位置を一方の折り返し点にし、前記切削刃６６のいずれもが、前記切削面２１と接しなくなるまで、前記切削面２１から離れた位置を他方の折り返し点にして往復運動させることを特徴とする面取り加工装置。

〈構成１の効果〉
被加工材２０のコーナー部分をクランプテーブル１２に支持固定する。また、円周上に所定間隔で複数の切削刃６６を軸対称に配置した円形カッタ１８を用いる。そして、切削面２１と平行な面上で切削面２１の長手方向に垂直な方向に、切削面２１の正面に対面した位置を折り返し点にして、所定の幅で円形カッタ１８を往復運動させる。従って、切削面２１に均一な円弧を描くように次々に切削刃６６が接し、高速で、大きな面取り量の切削加工ができる。また、切削面２１に均一な円弧を描く良好な切削面を形成でき、後処理の難しいバリを発生し難い。
〈構成２の効果〉
多角形の切削刃６６のいずれかの辺が切削面２１に接するように配置するので、被加工材２０の性質に応じた辺長の切削刃６６を自由に選定できる。
〈構成３の効果〉
被加工材２０のコーナー部分をクランプテーブル１２に固定するので、切削面２１が所定の寸法範囲である限り、被加工材２０が比較的大サイズのものでも対応できる。
〈構成４の効果〉
前記回転軸６４を中心にした円周の直径をＲとしたとき、切削面２１は、直径Ｒの円に内接するいずれかの方形に含まれる寸法にするので、切削面２１の正面に対面した位置に円形カッタ１８がきたとき、切削刃６６のいずれもが切削面２１と接しな状態になる。ここで、第２の駆動機構は、切削面２１に影響を与えることなく方向転換できる。
〈構成５の効果〉
切削刃６６のいずれもが、切削面２１と接しなくなるまで、切削面２１から離れた位置を他方の折り返し点にすると、第２の駆動機構は、切削面２１に影響を与えることなく方向転換できる。

以下、本考案の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。

図１は実施例の面取り加工装置１０の上面図である。図２は下部を切断した右側面図である。図３は、円形カッタ１８とその駆動機構の部分の正面図である。
この面取り加工装置１０は、被加工材２０のコーナー部分を支持固定するクランプテーブル１２と、被加工材２０のコーナー部分を面取り加工して所定の幅の切削面２１を形成する円形カッタ１８とを備えている。被加工材２０は、例えば、縦横寸法が数センチメートルから十数センチメートルのアルミニウム合金のブロックである。勿論、円形カッタ１８の切削刃６６等の選択により、各種の金属ブロックを切削加工できる。

円形カッタ１８は、被加工材２０の切削面２１の正面に対面したとき、切削面２１に垂直な回転軸６４を有する。この回転軸６４を中心にした円周上に所定間隔で複数の切削刃６６を軸対称に配置している。各切削刃６６は、いずれも、円形カッタ１８の回転につれて順番に切削面２１に接して、その切削面２１を切削する位置に配置されている。回転軸６４を回転駆動するカッタ駆動モータ２２を第１の駆動機構と呼ぶ。

一方、円形カッタ１８を矢印Ａ方向に往復運動させる機構を第２の駆動機構と呼ぶ。この第２の駆動機構は、切削面２１と平行な面上で、切削面２１の長手方向に垂直な方向に、円形カッタ１８を往復運動させる。また、切削面２１の正面に対面した位置を折り返し点にして、矢印Ａに示したような幅で円形カッタ１８を往復運動させる。さらに、円形カッタ１８を被加工材２０の切削面２１に垂直な矢印Ｂの方向に駆動する機構を第３の駆動機構と呼ぶ。第３の駆動機構は、円形カッタ１８の切削刃６６が切削面２１に常にほぼ一定の条件で接するように円形カッタ１８を矢印Ｂの方向に駆動する。

再び図１に戻って、面取り加工をされる被加工材２０は、クランプテーブル１２の上に載せられて固定される。被加工材２０の２面を２枚の位置決め壁１４に押し当てて、切削面２１を位置決め壁１４の間から突き出させる。この図には、被加工材２０のコーナー部分を、クランプテーブル１２の切削面２１近傍で支持固定する材料クランプの、クランプバッド５８だけが示されている。その説明は後で行う。

クランプテーブル１２の上に固定された被加工材２０の切削面２１を、円形カッタ１８が切削する。図１と図２とを比較して分かるように、カッタ駆動モータ２２は、第２フレーム２６の上に固定されている。また第２フレーム２６は第１フレーム２５の上でレール２７に沿って矢印Ｂの方向にスライドできるように固定されている。第１フレーム２５は架台２８の上に設けられたレール２４に沿って矢印Ａ方向に往復運動できるように支持されている。

図１に示すように、架台２８の側面には第２の駆動機構３０が固定されている。第２の駆動機構３０は、クランクモータ３２とその回転軸と減速ギアを介して連結された偏心リング３４とを備える。さらに偏心リング３４は、図１と図３を見て分かるように、第１フレーム２５とクランクシャフト３６を介して連結されている。この第２の駆動機構３０によって、第１フレーム２５はカッタ駆動モータ２２や円形カッタ１８を載せた状態で矢印Ａ方向に往復運動する。

また、送りモータ４２は第１フレーム２５に固定されており、図２と図３を見て分かるように、送りネジ４４を回転駆動するように構成されている。送りネジ４４は第２フレーム２６の下面に固定された受けナット４６にねじ込まれている。送りモータ４２により送りネジ４４が一定の速度で回転されると、送りネジ４４にかみ合った受けナット４６は、第２フレーム２６を矢印Ｂ方向に移動させるよう作用する。これによって図１に示した被加工材２０の切削面２１を切削しながら円形カッタ１８を少しずつ矢印Ｂ方向に移動させる。この移動量が面取り量に相当する。この送り量を予め設定しておくと、被加工材２０の切削面２１が、要求された面取り量まで自動的に切削加工される。

図２に示した材料クランプ５０は、図１に示すようにクランプテーブル１２の上方に設けられている。この材料クランプ５０は、図２に示すように、ハンドル５１とアーム５５とから構成されている。アーム５５はクランプテーブル１２とともに、架台２８上に固定されている。またハンドル５１の雄ねじ部５３はアーム５５の雌ねじ部５６にねじ込まれている。ハンドル５１を手動で回転させると、クランプバッド５８が昇降する。従って、クランプバッド５８を被加工材２０に押し当てて、被加工材２０を固定することができる。

ここで、図１に示すように、クランプバッド５８は、被加工材２０のコーナー部分をクランプテーブル１２に固定するので、切削面２１が位置決め壁１４により位置決めできるような寸法の材料である限り、寸法の大小を問わない。即ち、装置自体は小型であるが、被加工材２０が比較的大サイズのものでも対応できる。

図４（ａ）は円形カッタ１８の拡大正面図である。また図４（ｂ）は円形カッタ１８の縦断面図である。
図に示すように、円形カッタ１８には例えば８個のクランプ６０が設けられている。このクランプ６０が後で図５で説明する切削刃６６を１個ずつ保持する。すなわちこの例では、８個の切削刃６６が円形カッタ１８により回転駆動され、その刃により被加工材２０（図１）が切削されて面取り加工される。図の（ｂ）に示すように、切削刃６６は８角形で、一辺が被加工材２０（図１）の切削面２１に接するように配置されている。クランプ６０は切削刃６６をこの状態で正確に固定するような任意の機構で構成される。また、図の（ｂ）に示すように、円形カッタ１８の回転軸６４はベアリング６３により支持されて、円形カッタ１８を滑らかに回転駆動するよう構成されている。

図５は切削刃６６の説明図である。（ａ）と（ｃ）は切削刃６６の平面図、図の（ｂ）は（ａ）のｄ−ｄ断面図である。図の（ｄ）は（ｃ）のｅ−ｅ断面図である。（ｅ）は使用状態の側面図である。
図５（ａ）に示すように、切削刃６６は例えば全体としてほぼ八角形の形状をしており、各辺に刃が形成されている。（ｂ）はそのＤ−Ｄ横断面図である。（ｃ）は切削刃６６を４５度回転した状態、（ｄ）はそのＥ−Ｅ横断面図である。この切削刃６６を図４に示した円形カッタ１８に固定する場合、いずれかの辺の刃が被加工材２０に接するようにして被加工材２０を切削する。どの辺の刃を使用するかは、対象物のサイズや材質により自由に選定することができる。（ｅ）は切削刃６６を被加工材２０に接触させた状態を示すもので、切削刃６６の刃が被加工材２０の切削面２１に接触しその面を切削加工する。

図６は被加工材２０を切削加工する際の作用説明図である。
図の（ａ）に示すように、被加工材２０はその互いに直角に交わる面を位置決め壁１４に押し当てるようにして固定される。これにより被加工材２０のエッジが位置決め壁１４の間から図の右方向に突出する。円形カッタ１８はそのエッジを切削して面取り加工する。この図の（ｂ）に示すように、円形カッタ１８の切削刃６６は切削面２１をその長手方向に図の一点鎖線に示す方向に大きな弧を描きながら切削加工する。この装置によれば、図の（ｂ）に示すように、比較的大きな幅の面取り加工をすることができる。また円形カッタ１８を用いて高速に深く面取り加工することができる。

図７は実際の円形カッタ１８による被加工材２０の切削加工状態を示す説明図である。
円形カッタ１８の切削刃６６は回転をしながら被加工材２０の切削面２１に接触してその面を切削する。円形カッタ１８は矢印Ａの範囲で往復運動する。円形カッタ１８の回転とともに到来する切削刃６６が、順に切削面２１を切削する。

図の（ａ）の一点鎖線に示す状態は、円形カッタ１８が、切削面２１の正面に対面したときを示す。また、図の（ａ）の実線に示す状態は、円形カッタ１８が回転をしたときに切削刃６６のいずれもが、切削面２１と接しなくなるまで、切削刃６６が切削面２１から離れたときを示す。一点鎖線に示す状態を一方の折り返し点とし、実線に示す状態を他方の折り返し点として、円形カッタ１８を往復運動させる。

ここで、良好な切削面２１を形成するには、実線に示す状態でも、一点鎖線に示す状態でも、切削刃６６のいずれもが、切削面２１と接しなくなることが好ましい。円形カッタ１８上に配置された切削刃６６と切削面２１の縦横寸法との関係を以下のように選定すると、この要求が満たされる。

即ち、図７（ａ）に示すように、切削刃６６と接しない最小半径の円７０を描く。回転軸６４を中心にしたこの円７０の直径をＲとする。切削面２１は、この直径Ｒの円７０の内部に含まれる寸法であればよい。例えば、図７（ｂ）に示すような関係にあればよい。これにより、図７（ｂ）の矢印に示すような一様な軌跡を描いて切削面２１が切削される。この切削処理を繰り返すことにより、平坦度の高い面取り加工を、高速で行うことができる。また、通常、切削刃６６が切削面２１から離れる場所にバリが発生するが、その場所が図７（ｂ）に示すように一定の場所（矢印の先端付近）に集中するので、後処理が非常に簡単になるという効果もある。実際には、外径が１２５ｍｍの円形カッタ１８を使用して、長手方向の寸法が８０ｍｍで、幅が２５×１．１４１ｍｍ、即ち、２５Ｃといった広幅のの面取り加工を、高速に連続的に、全自動で行うことができた。

実施例の面取り加工装置１０の上面図である。実施例の面取り加工装置１０の右側面図である。円形カッタ１８とその駆動機構の部分の正面図である。（ａ）は円形カッタ１８の拡大正面図、（ｂ）は円形カッタ１８の縦断面図である。（ａ）と（ｃ）は切削刃６６の平面図、（ｂ）は（ａ）のｄ−ｄ断面図、（ｄ）は（ｃ）のｅ−ｅ断面図、（ｅ）は使用状態の側面図である。図６は被加工材２０を切削加工する際の作用説明図である。円形カッタ１８による被加工材２０の切削加工状態を示す説明図である。

符号の説明

１０面取り加工装置
１２クランプテーブル
１４位置決め壁
１８円形カッタ
２０被加工材
２１切削面
２２カッタ駆動モータ
２４レール
２５第１フレーム
２６第２フレーム
２７レール
２８架台
３０第２の駆動機構
３２クランクモータ
３４偏心リング
３６クランクシャフト
４０第３の駆動機構
４２送りモータ
４４送りネジ
４６受けナット
５０材料クランプ
５１ハンドル
５３雄ねじ部
５５アーム
５６雌ねじ部
５８クランプバッド
６０クランプ
６３ベアリング
６４回転軸
６６切削刃
７０円

Claims

被加工材２０のコーナー部分を支持固定するクランプテーブル１２と、前記被加工材２０のコーナー部分を面取り加工して所定の幅の切削面２１を形成する円形カッタ１８とを備え、
前記円形カッタ１８は、前記切削面２１の正面に前記円形カッタ１８が対面したとき、前記切削面２１に垂直な回転軸６４を有し、この回転軸６４を中心にした円周上に所定間隔で複数の切削刃６６を軸対称に配置し、各切削刃６６は、いずれも、前記円形カッタ１８の回転につれて順番に前記切削面２１に接してその切削面２１を切削する位置に配置され、
前記回転軸６４を回転駆動する第１の駆動機構と、前記切削面２１と平行な面上で、前記切削面２１の長手方向に垂直な方向に、前記切削面２１の正面に対面した位置を折り返し点にして、所定の幅で前記円形カッタ１８を往復運動させる第２の駆動機構と、前記円形カッタ１８の前記切削刃６６が前記切削面２１に常にほぼ一定の条件で接するように前記円形カッタ１８を前記切削面２１に垂直な方向に駆動する第３の駆動機構を備えたことを特徴とする面取り加工装置。
請求項１に記載の面取り加工装置において、
前記切削刃６６は多角形で、そのいずれかの辺が前記切削面２１に接するように配置されていることを特徴とする面取り加工装置。
請求項１または２に記載の面取り加工装置において、
被加工材２０のコーナー部分を、クランプテーブル１２の切削面２１近傍で支持固定するクランプを有することを特徴とする面取り加工装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の面取り加工装置において、
前記切削刃６６が配置された、前記回転軸６４を中心にした円周の直径をＲとしたとき、前記切削面２１は、直径Ｒの円に内接するいずれかの方形に含まれる寸法とすることを特徴とする面取り加工装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の面取り加工装置において、
前記第２の駆動機構は、前記円形カッタ１８を、前記切削面２１と平行に向かい合う面上で、前記切削面２１の正面に対面した位置を一方の折り返し点にし、前記切削刃６６のいずれもが、前記切削面２１と接しなくなるまで、前記切削面２１から離れた位置を他方の折り返し点にして往復運動させることを特徴とする面取り加工装置。