JP3547674B2

JP3547674B2 - 成型品の外周用バリ取り装置

Info

Publication number: JP3547674B2
Application number: JP36389399A
Authority: JP
Inventors: 喜義井上; 謙二勝呂
Original assignee: 有限会社スグロ鉄工
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JP2001179576A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は家電製品や携帯電話機などの異形で曲面や曲線を有した成型品などが機械加工で、その周囲を切削して仕上げる際に使用する成型品の外周用バリ取り装置、特には左右の側面の形状が異なり且つ薄肉なマグネシウム成型品の外周部の成型バリなどを切削して仕上げるための成型品の外周用バリ取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、異形で曲面や曲線を有した成型品などの外周仕上げを行う場合、成型バリやゲートなどを始めにグラインダーやエンドミルなどの回転刃或いはニッパーや弓鋸等の切削工具である程度除去し、それをヤスリやサンドペーパー等が用いられた手作業によって仕上げられる加工が一般的なバリ取り加工であった。しかしながら前記手作業によるバリ取り加工は非常に能率が悪く、寸法精度も悪く、且つ不良品が多く出てしまうため、安定した生産が出来ないと共に収益性が良くなかった。又、この時、粉塵が発生するため、作業環境が悪いものであった。
【０００３】
更に異形で曲面や曲線を有すると共に薄肉に形成された成型品などの外周仕上げを行う場合、加工中に成型品が曲ったり反ったり或いは亀裂や割れを生じ易いので、神経を集中させて作業を行わなければならなかった。特にゲートを除去する際、一気に除去出来ず、少しずつ除去しなければならないため、手間が掛り作業性が悪かった。しかも除去する量が多過ぎると、エンドミルなどの回転刃を用いて削除する時には、ブレやビビリを生じて仕上げ面精度の劣化となり、またワークの素材面の逃げや欠け等が生じ、且つ回転刃が食い込んで不良品となり易かったので、寸法精度が不安定であり、製品歩留まりが悪かった。
【０００４】
このため、機械加工で前記成型品などの外周を自動切削して仕上げる外周用バリ取り装置が工夫されている。この装置としては倣い装置を備えたフライスやＮＣ工作機械などが用いられ、予めエンドミルなどを取付けて所定位置にセットして置き、エンドミルなどが倣いサンプルに沿って移動或いはプログラムに基づいてエンドミルなどが移動しながらバリ取り加工が行われるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記外周用バリ取り装置にエンドミルなどの回転刃を取付けてバリ取り加工を行うと、非鉄金属の薄肉な成型品或いは合成樹脂やゴムなどの成型品は素材自体の強度が小さく、前記回転刃を素材面に当てると、回転刃が食い込まれてしまったり、焼き付きなどが発生し易かった。またエンドミルなどの回転工具を使用する際、モーターの回転による振動や騒音が発生していた。更に、薄肉な成型品などを前記回転刃で切削すると、ワークの素材面の逃げや欠け等が発生して不良品を出し易かった。しかもＮＣ工作機械を用いる場合には、設備装置費や維持管理費が多く掛ると共に熟練したプログラマーを雇わなければならず、且つ零細企業ではＮＣ工作機械を購入することが困難であるのが現状である。
【０００６】
一方、非鉄金属に於けるマグネシウムダイカスト品の外周バリ取り加工を行う場合、グラインダー加工のような粉体状の切粉を析出させると、マグネシウムの切粉が発火したり、或いはエンドミルなどの回転刃で行っても切削量が少ないと、マグネシウムの切粉は発火し易くなり、周囲の油などに火がついて出火を起こす恐れがあり、切削条件が非常に難しく、且つ、その量産バリ取り加工の安全確保が困難であった。このため、マグネシウムダイカスト品の外周バリ取り加工は機械加工で行うものはなく、殆ど手作業で行われているのが現状である。
【０００７】
本発明は機械加工でバリ取りが行われて寸法精度を向上させ、量産バリ取り加工に最適であると共にワークに歪が生じることなく加工でき、且つ刃物の交換期間が延びて加工コストを低減することが可能となり、特にマグネシウム成型品の外周仕上げ加工が高精度で安全に行えると共に機械加工で切削バリ取り作業が可能となる成型品の外周用バリ取り装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明は成されたものであり、つまり、基台の中央を前後移動すると共にワークの内側の形状に合せて形成したワーク取付台を設け、該ワーク取付台の下部両側にはワークの外周仕上げ寸法の基準になる形成カムを固定し、その形成カムと当接させる接触ローラーを下部先端に取付けると共に左右移動する刃物台が、前記ワーク取付台の両側に配置され、前記刃物台に水平移動手段を備え、該水平移動手段が、前記刃物台の後端と連結させると共にそれを一定な押圧力で付勢しながら左右移動させる押圧用シリンダーと、前記刃物台を左右方向にスムーズに摺動させるためのころがり軸受を用いたガイド部材とから成され、前記ワーク取付台に繰出手段を備えると共にその繰出手段が、前記ワーク取付台に先端を連結すると共に本体側を前記基台に取付けた繰出用シリンダーと、前記ワーク取付台をスムーズに摺動させるためのころがり軸受を用いたレール部とから成し、前記押圧用シリンダーと繰出用シリンダーがエアーシリンダーであり、且つそれにハイドロ装置を接続し、前記刃物台にバイト或いは薄刃を取付け、前記ワーク取付台と一緒に前後移動するワーク押え手段を備えると共にそのワーク押え手段が、上方からワークを押える押え部材と、該押え部材を先端に取付けると共に前記ワーク取付台と一緒に前後移動するクランプとから成す。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１、図２は本発明の実施形態を示す図であり、これに基づいて説明する。（１）は本装置の基台であり、（２）は基台（１）の中央を前後移動する金属製のワーク取付台である。また前記ワーク取付台（２）の形状はワーク（Ｗ）の内側の形状に合せて形成されている。（３）はワーク取付台（２）の下部両側に固定した形成カムであり、該形成カム（３）はワーク（Ｗ）の外周仕上げ寸法の基準になる形状であり、その外周表面には焼き入れ処理が施されている。又、前記形成カム（３）はワーク取付台（２）とボルトで固定され且つ交換可能に取付けると良い。尚、前記形成カム（３）はワーク取付台（２）と一体に形成しても良い。（４）は形成カム（３）の外周と当接する回転自在な接触ローラーである。（５）は接触ローラー（４）を下部先端に取付けた刃物台であり、該刃物台（５）はワーク取付台（２）の両側に配置されている。（６）は刃物台（５）を左右移動させると共に一定な押圧力で付勢するための水平移動手段であり、該水平移動手段（６）には、刃物台（５）の後端と連結すると共に本体を基台（１）側に取付けた押圧用シリンダー(61)と、刃物台（５）をスムーズに摺動させるためのころがり軸受を用いたガイド部材(62)とがある。前記押圧用シリンダー(61)としてエアーシリンダーを用いると良い。
【００１０】
（７）はワーク取付台（２）を前後移動させるための繰出手段であり、該繰出手段（７）には、ワーク取付台（２）に先端を連結すると共に本体側を基台（１）に取付けた繰出用シリンダー(71)と、ワーク取付台（２）をスムーズに摺動させるためのころがり軸受を用いたレール部(72)とがある。尚、前記繰出手段（７）は上記の構造のものに限定されるものではない。（８）は刃物台（５）に取付ける刃物であり、該刃物（８）としては一般にバイトを用いるが、特に軟質な合成樹脂やゴムをバリ取り加工する場合には薄刃を用いる。（９）はワーク(Ｗ)を上方から押えるワーク押え手段であり、該ワーク押え手段（９）にはワーク(Ｗ)の略上面全体を押える押え部材(91)と、その押え部材(91)を先端に取付けると共にワーク取付台（２）と一緒に前後移動するクランプ(92)とがある。（10）は押圧用シリンダー(61)や繰出用シリンダー(71)としてエアーシリンダーが用いられる場合に備えるハイドロ装置であり、該ハイドロ装置（10）としては市販されている油圧ハイドロを用い、この役目は押圧用シリンダー(61)や繰出用シリンダー(71)のインチング（脈動）を防止するものであり、空気圧を油圧に変換して送りムラを押え、面粗度の安定化を計るものである。
【００１１】
次に本発明の作用を図３に基づいて説明する。予め左右の刃物台（５）に刃物（８）であるバイトを取付けておく。先ず始めにワーク（Ｗ）をワーク取付台（２）に載せると共に図１に示すクランプ(92)を作動させ、押え部材(91)でワーク(Ｗ)の略上面全体を押え付けて固定する［図３（ａ）参照］。次に繰出手段（７）の繰出用シリンダー(71)を作動させて伸長動作が開始されると、ワーク（Ｗ）を取付けたワーク取付台（２）が前方へ押出される。そして該ワーク取付台（２）が刃物台（５）に近付くと、左右の押圧用シリンダー(61)が伸長動作を開始させて刃物台（５）が中心に向って移動すると共に接触ローラー（４）が形成カム（３）に当接される。その後、繰出用シリンダー(71)が更に伸長されてワーク取付台（２）を前方へ移動させると、その移動に伴ってワーク取付台（２）に取付けたワーク(Ｗ)の外周が切削されるのである。この時、バイト（８）はワーク(Ｗ)の外周に約0.5mm食い込み、且つ接触ローラー（４）は形成カム（３）の外周を一定な押圧力で当接し且つ回転しながら図中の矢印の如く刃物台（５）は左右移動するのである［図３（ｂ）参照］。尚、前記形成カム（３）の外周は、左右の押圧用シリンダー(61)が別々に伸縮動作を繰返すことが出来るので、図４に示すワーク(Ｗ)の形状であっても外周の両側面が一気に加工出来るのである。つまり、図４（ａ），（ｃ）のような左右対称な曲線、図４（ｄ）のように左右平行な曲線、図４（ｂ）〜（ｅ）の上下辺のように平行な直線、図４（ｂ），（ｅ）のような左右の線形が異なるもの、図４（ｆ）のようにバイト（８）の刃幅に於ける上下方向に落差のある曲線でも加工することが可能である。特に図４（ｅ）のように切欠が多くある形状のものを切削する場合に於いては、エンドミルで加工すると欠損し易いが、形成カム（３）の形状を欠損しないように逃げ部を設けることが出来るので、前記形状のものであっても外周を綺麗に且つ所定寸法に加工出来るものとなる。このようにしながら接触ローラー（４）は形成カム（３）の端部まで達すると、押圧用シリンダー(61)が収縮動作を開始して刃物台（５）は図中の矢印のように外側へ向って移動し、バイト（８）がワーク(Ｗ)から離れる［図３（ｃ）参照］。
【００１２】
すると、繰出手段（７）の繰出用シリンダー(71)が収縮動作を開始して引戻されて元の位置にワーク取付台（２）が戻される。そして前記クランプ(92)を作動させて押え部材(91)が持上げられると、ワーク(Ｗ)の固定は解除される［図３（ｄ）参照］。その後、ワーク（Ｗ）をワーク取付台（２）から外し、次に加工するワーク(Ｗ)の取付けを待つ［図３（ｅ）参照］。このようにして次々にワーク(Ｗ)の外周を上記同様に切削して行くのである。この時、ワーク(Ｗ)外周の残り半分は、別に設定した本発明装置を用いて、上記要領で仕上げて行けば良い。尚、前記刃物台（５）の先端に取付けた接触ローラー（４）を介してバイト(８)は位置決めされ、接触ローラー（４）が形状カム（３）に押圧付勢されていることにより、バイト(８)の先端がワーク（Ｗ）へ確実に接触すると共にワーク（Ｗ）にバイト(８)が食い込まれることを防止できるものとなる。又、ワーク（Ｗ）が軟質な合成樹脂やゴムなどの成型品のバリ取り加工を行う時は、バイトよりも薄幅の刃物(８)を取付けて加工すると良い。
【００１３】
次に本発明の外周用バリ取り装置を使用して、図４（ａ）〜（ｄ）のような曲線や異形の曲線を有した成型品を機械加工したところ、不良品の発生がなく且つ高能率でバリ取り加工が出来た。又、薄肉な成型品を本発明装置で加工したところ、回転刃を使用した際に発生したワーク（Ｗ）の素材面の逃げや欠け等が殆どなかった。しかもＮＣ工作機械が不要であるので、設備装置費や維持管理費が余り掛らず、且つ熟練した作業者も不要であり、作業が簡単で零細企業でも容易に購入することが可能なものとなった。しかも、図４（ｅ）のように切欠が多くある形状のものを切削しても、従来の如き欠損箇所はなく、外周を綺麗に且つ正確な仕上げ寸法に加工出来た。
【００１４】
更に、従来ではマグネシウムダイカスト品の外周バリ取り加工を機械で行うことが困難であったが、刃物（８）として回転しないバイトを使用することにより、回転刃と異なり熱の発生が極めて少なく、マグネシウムの切粉が発火し、周囲の油などに火がついて出火を起こす恐れが殆どなくなり、マグネシウムダイカスト品の外周仕上げ加工が機械装置でも容易に行えるものとなり、その量産バリ取り加工が可能となった。このため、0.05mmの寸法精度が確保出来ると共に加工時間が短縮でき、加工費が減少出来るものとなった。尚、図４（ｆ）のような携帯電話で用いる蓋のマグネシウムダイカスト品をバリ取り加工する場合、エンドミルをＮＣ工作機械に取付けて加工すると、その成型品は平均１００個前後加工した時点で、エンドミルが折れたり破損或いは切れが悪くなって、エンドミルの交換を行わなければならなかった。一方、バイト（８）を使用した本発明装置による加工方法では、前記成型品を１００００個加工しても異常がなく、その加工を続行することが出来ることが確認できた。従って、刃物（８）の寿命が極めて長くなることにより加工コストを低減することが可能となった。又、従来、１５人掛って仕上げていたものを、本発明装置でバリ取り加工したところ、２〜３人で同等の仕事量が行え、且つ不良品も出なかった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明はこのように構成させたことにより、下記に記載する効果を有する。
【００１６】
請求項１のように基台（１）の中央を前後移動すると共にワーク（Ｗ）の内側の形状に合せて形成したワーク取付台（２）を設け、該ワーク取付台（２）の下部両側に形成カム（３）を固定し、その形成カム（３）と当接させる接触ローラー（４）を下部先端に取付けると共に左右移動する刃物台（５）が、ワーク取付台（２）の両側に配置されて少なくとも構成することにより、従来の別位置に倣いサンプルを配置するものと異なり、形成カム（３）がワーク取付台（２）の両側に固定されるため、コンパクトな構造となり、且つ刃物台（５）に市販の刃物や成型バイトを取付けて使用すれば、従来の回転工具が不要となると共にスピンドルも不要となり、モーターの回転による振動や騒音の発生がなくなると共に構造的にも強度が要らず、製造コストが安価なものとなる。又、形成カム（３）を用いて倣い加工が行われると共に両側面を同時に加工出来るので加工時間が短縮され、且つ接触ローラー（４）がストッパーの役目を果たすので刃物（８）の食い込みなどが押えられ、刃物（８）には常に一定な押圧力でワーク（Ｗ）に押付けることが可能となる。このため、バリ取り加工が機械加工で行え、且つ寸法精度が向上し、ワーク（Ｗ）に歪が生じることなく加工できるので強度のない素材の成型品でも寸法は安定し、切削面の面粗度も顕著に安定すると共に熟練技術がなくても簡単にバリ取り加工が行える量産に最適なものとなった。また刃物（８）の交換期間が著しく延びて加工コストを低減出来るものとなった。更に形成カム（３）の形状は自由に製作できるので、両側面が異なった形状のものでも加工が出来ると共に一側面の加工が途中の一部だけの加工でも可能であり、直線形状を加工すると両側面の平行度が高いものとなる。特にマグネシウムダイカスト品の外周バリ取り加工は、従来の手作業で行われるものと異なり機械加工が可能となったので、従来の寸法精度不良や反りなどの不良品は殆どなくなり、加工時間が短縮され、加工費を減少出来ると共にマグネシウムダイカスト品の外周仕上げ加工が高精度で安全に行えるものとなった。
又、ワーク取付台（２）の両側に配置され、前記刃物台（５）に水平移動手段（６）を備え、該水平移動手段（６）が、前記刃物台（５）の後端と連結させると共にそれを一定な押圧力で付勢しながら左右移動させる押圧用シリンダー (61) と、前記刃物台（５）を左右方向にスムーズに摺動させるためのころがり軸受を用いたガイド部材 (62) とから成されることにより、構造が単純で且つ安定した押圧力を付勢し続けることが可能となり、形成カム（３）に沿った倣い加工が確実に行えるものとなる。また図４に示す曲線や異形の曲線或いは切欠が多くある形状のものを有したワーク ( Ｗ ) の機械加工が可能となり、更に外周を綺麗に且つ正確な仕上げ寸法に加工出来るものとなる。又、前記ワーク取付台（２）に繰出手段（７）を備えると共にその繰出手段（７）が、前記ワーク取付台（２）に先端を連結すると共に本体側を前記基台（１）に取付けた繰出用シリンダー (71) と、前記ワーク取付台（２）をスムーズに摺動させるためのころがり軸受を用いたレール部 (72) とから成されることにより、従来の回転工具が不要で且つスピンドルが不要となり、モーターの回転による振動や騒音の発生がなくなると共に構造的にも強度が要らず、製造コストが安価なものとなる。
しかも前記押圧用シリンダー (61) と繰出用シリンダー (71) にエアーシリンダーを用い、且つそれにハイドロ装置（ 10 ）を接続すると、多くの工場で配備されているエアー設備に接続すれば直ぐに使用出来るものとなると共に押圧用シリンダー (61) と繰出用シリンダー（ 71 ）の駆動スピードを安定させてゆっくり移動させ、インチングが防止でき、空気圧を油圧に変換して送りムラが押えられるため、面粗度の安定化が計れるものとなった。
更に刃物台（５）に刃物 ( ８ ) としてバイトを取付けることにより、刃物（８）の交換する期間が非常に長くなって交換回数を減少させ、不良品の発生がなく且つ高能率でバリ取り加工が出来るため、加工コストを低減することが可能となった。しかもマグネシウムダイカスト品の外周バリ取り加工に対し、刃物（８）として回転しないバイトを使用することにより、回転刃と異なり熱の発生が極めて少なく、マグネシウムの切粉が発火し、周囲の油などに火がついて出火を起こす恐れが殆どなくなり、マグネシウムダイカスト品の外周仕上げ加工が機械加工でも容易に行えるものとなり、その量産バリ取り加工が可能となると共に高精度の加工が行えるものとなった。又、刃物台（５）に刃物 ( ８ ) として薄刃を取付けることにより、柔軟な合成樹脂やゴムなどの成型品であっても、外周のバリ取り加工が機械化されて能率良く且つ綺麗に仕上げることが出来るものとなる。しかも、前記ワーク取付台（２）と一緒に前後移動するワーク押え手段（９）を備えると共にそのワーク押え手段（９）が、上方からワーク ( Ｗ ) を押える押え部材 (91) と、該押え部材 (91) を先端に取付けると共に前記ワーク取付台（２）と一緒に前後移動するクランプ (92) とから成すことにより、ワーク ( Ｗ ) が前後移動する際、押え部材 (91) も一緒に前後移動するので、ワーク ( Ｗ ) の押えが確実となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の要部を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の要部を示す説明図である。
【図３】本発明の作用を示す説明図である。
【図４】本実施形態によって切削出来る異形なワーク形状の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１基台
２ワーク取付台
３形成カム
４接触ローラー
５刃物台
６水平移動手段
61 押圧用シリンダー
62 ガイド部材
７繰出手段
71 繰出用シリンダー
72 レール部
８刃物
９ワーク押え手段
91 押え部材
92 クランプ
10 ハイドロ装置
Ｗワーク

Claims

基台（１）の中央を前後移動すると共にワーク（Ｗ）の内側の形状に合せて形成したワーク取付台（２）を設け、該ワーク取付台（２）の下部両側には、ワーク（Ｗ）の外周仕上げ寸法の基準になる形成カム（３）を固定し、その形成カム（３）と当接させる接触ローラー（４）を下部先端に取付けると共に左右移動する刃物台（５）が、前記ワーク取付台（２）の両側に配置され、前記刃物台（５）に水平移動手段（６）を備え、該水平移動手段（６）が、前記刃物台（５）の後端と連結させると共にそれを一定な押圧力で付勢しながら左右移動させる押圧用シリンダー (61) と、前記刃物台（５）を左右方向にスムーズに摺動させるためのころがり軸受を用いたガイド部材 (62) とから成され、前記ワーク取付台（２）に繰出手段（７）を備えると共にその繰出手段（７）が、前記ワーク取付台（２）に先端を連結すると共に本体側を前記基台（１）に取付けた繰出用シリンダー (71) と、前記ワーク取付台（２）をスムーズに摺動させるためのころがり軸受を用いたレール部 (72) とから成し、前記押圧用シリンダー (61) と繰出用シリンダー (71) がエアーシリンダーであり、且つそれにハイドロ装置（ 10 ）を接続し、前記刃物台（５）にバイト或いは薄刃を取付け、前記ワーク取付台（２）と一緒に前後移動するワーク押え手段（９）を備えると共にそのワーク押え手段（９）が、上方からワーク ( Ｗ ) を押える押え部材 (91) と、該押え部材 (91) を先端に取付けると共に前記ワーク取付台（２）と一緒に前後移動するクランプ (92) とから成したことを特徴とする成型品の外周用バリ取り装置。