JP4724270B2 - ステンレス鋼管の切断方法におけるバリ発生の防止方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属管、特に、溶接ステンレス鋼管やシームレスステンレス鋼管などの小径金属管を一定長さに切断する際のバリの発生を抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属管の切断方法としては、バイト、鋸、砥石、プレスカッター、ロータリーカッター、ガス切断など種々の方法がある。このうち、金属管の内部にバリを発生しないようにする方法として、例えば、金属管の内部に芯金棒を挿通し、金属管を固定または回転させながら金属管の外周側からロータリーカッターで切断する方法が公知である（特開平４−２９４９２２号公報、特開平９−１９８２４号公報等）。
【０００３】
しかし、一般に、小径管の切断の場合は、芯金棒を用いる方法では作業効率が悪く、芯金棒を用いずに、周縁が刃先となるディスク状切断砥石を回転させて金属管に押しつけて輪切り状に切断する方法が主に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ディスク状切断砥石を用いた金属管の輪切り状の切断においては、金属管を水平に保持具に固定し、ディスク状切断砥石を回転させながら金属管の上方から金属管に対向して進行させ、切断砥石の周縁の刃先部を金属管に押しつけて、金属管を完全に切断してしまうまでディスク状切断砥石を金属管の外径Ｄ以上の距離だけ進行させることにより切断を行っている。
【０００５】
この切断方法では、切断開始時の管肉の切断時と切断終了直前の管肉の切断時には金属管の肉厚よりも相当長い距離の管肉が刃先部に接触した状態で切削されることから、その際の切断負荷が増し、発熱する。この発熱は、バリ発生の原因となり、特に、切断終了時の発熱は大きなバリ（鬼バリと呼ばれる）の発生原因となる。このように、芯金棒を用いないで、ディスク状切断砥石を回転させながら金属管に押しつけて金属管の外径Ｄ以上の距離だけ進行させて切断する方法においては、バリ発生を防止する有効な手段がなく、発生したバリを手作業などで除去するための余分な工程が付随していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディスク状切断砥石を用いた従来の金属管の輪切り状の切断装置の機構を大幅に変更することなく、簡便な手段でバリの発生を抑制できるようにしたものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、金属管を載置するための回転可能な自転受ロールおよび回転可能な駆動ロール、金属管を自転受ロールと駆動ロール上で一方向へ回転させる該駆動ロールの駆動機構、および該金属管をその上部から押さえる押さえロールからなる金属管の載置および回転装置を用いて、１３．８ｍｍφ〜１１４．３ｍｍφの小径の溶接ステンレス鋼管又はシームレスステンレス鋼管を芯金棒を用いずに輪切り状に切断する方法において、ディスク状切断砥石を回転させながら、該回転可能な自転受ロールおよび回転可能な駆動ロール上に水平に載置した該ステンレス鋼管に対向して上方から進行させて、該ステンレス鋼管の最上部に切断砥石の刃先部が接触し切断が始まり、切断砥石を回転させながら、徐々に押し下げて行くことにより切断が継続され、切断砥石の刃先部は、切断開始時からしばらくは該ステンレス鋼管の管肉に対して次第に長くなる距離で接触した後、切削箇所が離れ、該ステンレス鋼管の外周面のＡ点，Ｂ点で示す２か所の切削点となって切削が継続され、さらに、該Ａ点，Ｂ点で示す２か所の切削点が互いに近づいていき、切断砥石の刃先部が、水平に固定されている該ステンレス鋼管の最下部の内周面に接触する前に、該ステンレス鋼管外周面の該Ａ点，Ｂ点で示す２か所の切削点のレベルと該ステンレス鋼管の最下部のレベルとの距離ｄが該ステンレス鋼管の外径Ｄの１／３より小さくなる位置で該砥石の回転を継続したまま進行を停止させ、次いで、該ステンレス鋼管をその軸の周りに回転させて、回転を継続しかつ進行を停止している該砥石の刃先部によって残りの切断されていない管肉部分を切削することを特徴とするステンレス鋼管の輪切り状切断方法における切断終了時のバリ発生の防止方法である。
【０００８】
また、本発明は、該ステンレス鋼管を一方向へ周速４００〜８００ｍｍ／分でその軸の周りに回転させることを特徴とする上記の方法である。
【０００９】
本発明の切断方法においては、ディスク状切断砥石を回転させながら、水平に載置したステンレス鋼管に対向して上方から進行させて、該ステンレス鋼管を輪切り状に切断する装置を用い、該ステンレス鋼管を載置および回転させるための装置として、回転可能な自転受ロールおよび回転可能な駆動ロール、該ステンレス鋼管を自転受ロールと駆動ロール上で一方向へ回転させる該駆動ロールの駆動機構、および該ステンレス鋼管をその上部から押さえる押さえロールからなる装置を用いる。
【００１０】
図４は、ディスク状切断砥石を回転させて金属管の外径Ｄ以上の距離だけ進行させて金属管を輪切り状に切断する従来の切断方法を金属管の軸方向と直交する断面で示す図である。外径（φＤ）の金属管１は、保持具（図示せず）に水平に固定されている。金属管１の上部に配置したディスク状切断砥石２を軸３の周りに矢印方向へ回転させながら、金属管１に向けて押し下げると金属管１の最上部に刃先部が接触し切断が始まる。切断砥石２を回転させながら、徐々に押し下げて行くことにより切断が継続され、刃先部の最下部Ｃの位置が金属管１の最下部より下になるまで距離Ｆだけ押し下げる（Ｄ≦Ｆ）と金属管１は完全に切断されて分離される。
【００１１】
この従来の方法の場合、図５に、金属管１と刃先部（点線）との関係を断面で示すように、刃先部は、切断開始時からしばらくは金属管１の管肉に対して次第に長くなる距離で接触した後、切削箇所が離れ、金属管の外周面のＡ点，Ｂ点で示す２か所の切削点となって切削が継続される。また、切断終了直前には、Ａ点，Ｂ点で示す切削点が互いに近づき、管肉に対する接触長さが再び次第に増大し、Ａ点とＢ点との間の距離Ｌで示される長い距離で金属管１の管肉に対して接触するようになった後、次第に接触距離Ｌが小さくなる。
【００１２】
このように、輪切り状に切断する方法でステンレス鋼管を切断すると、特に、切断終了直前に刃先部がステンレス鋼管１の管肉に対して長い距離で接触することにより発熱量が増大し、バリ発生の原因になり、図６に示すように、ステンレス鋼管１の内側のバリＸ１、Ｘ２、外側のバリＸ３、Ｘ４（鬼バリ）が発生する。これらのバリは、バリ高さが高く、硬いため、ブラシバリ取り機では取りにくい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明のステンレス鋼管の切断方法を説明する。図１は、ディスク状切断砥石を回転させて切断する本発明の方法をステンレス鋼管の軸方向と直交する断面で示す図である。本発明の方法は、好ましくは、１３．８ｍｍφ〜１１４．３ｍｍφ、長さ、１〜１２ｍ、肉厚１．５〜６．０ｍｍ程度のステンレス鋼管を対象とする。
【００１４】
切断砥石２を図４に示す従来例とは違って、刃先部の最下部Ｃの位置がステンレス鋼管１の最下部より下にならない距離Ｆだけ押し下げた状態、すなわち、切断砥石２の刃先部の最下部Ｃがステンレス鋼管１の最下部の内周面に達する少し前に、切断砥石２の押し下げを停止する。次いで、駆動機構として、例えば、モータ７の回転を伝達するＶベルト８を用いて駆動ロール６を矢印方向へ回転させ、ステンレス鋼管１を軸４，４の周りを回転する自転受ロール５と駆動ロール６上で一方向へ周速４００〜８００ｍｍ／分程度で回転させる。ステンレス鋼管１を回転させると切断時にステンレス鋼管１が自転受ロール５と駆動ロール６上から飛び出す危険があるので、上部より押さえロール９でステンレス鋼管１を押さえることが望ましい。
【００１５】
切断砥石２の押し下げを停止する位置は、図１に示すように、ステンレス鋼管１の外周面の切削点Ａ，Ｂのレベルとステンレス鋼管１の最下部のレベルとの距離ｄがステンレス鋼管１の外径Ｄの約１／３より小さくなる位置であって、切断砥石２の刃先部の最下部Ｃがステンレス鋼管１の最下部の内周面に接触する前とする。上記ｄが約Ｄ×１／３より大きいと作業効率が低下するので望ましくない。
【００１６】
切断砥石の押し下げを停止し、次いで、図２に示すように、ステンレス鋼管１を矢印で示す回転方向に回転させることにより、ステンレス鋼管１の残りの切断されていない部分は、ステンレス鋼管の外周面の切削点Ａにおいて、回転を継続しかつ進行を停止している該砥石の刃先部と接触して切削が継続される。これにより、刃先部は、ステンレス鋼管１の管肉に対し短い一定の距離で接触することとなる。そこで、矢印で示すように、ステンレス鋼管１の横側（管肉の厚さ方向に対して９０度方向）の切削と同じ切削負荷となり、刃
先部にかかる負荷が軽減され、かつ均一化する。
【００１７】
このため、発熱量が抑えられることになり、バリの発生を小さくすることが確実に可能となる。さらに、ディスク状切断砥石を進行させる距離も、従来は、ステンレス鋼管の外径（Ｄ）分の距離を送る必要があったが、本発明の方法によれば、ステンレス鋼管の外径（Ｄ）の２／３に相当する量が切削されるまで、ディスク状切断砥石を送るだけで切断できるので、切断砥石が摩耗して周縁部から次第に直径が小さくなっても、ステンレス鋼管の外径（Ｄ）の２／３に相当する量が切削される限りは、従来のように取り替えることなく使用を継続できる利点がある。
【００１８】
【実施例】
６０ｍｍφＤ、長さ４ｍ、肉厚１．６５ｍｍのステンレス鋼管を自転受ロールおよび駆動ロール上に水平に載置した。切断砥石としては、粒度８０の砥粒をレジノイドを結合剤として使用した直径５００ｍｍの砥石を用いた。ディスク状切断砥石の周速度を３０００ｍ／分として水平に載置したステンレス鋼管の軸方向と直角方向に回転させて、押し下げを開始し、鋼管の最下部のレベルと鋼管の外周面の切削点Ａ，Ｂとの距離ｄが鋼管の外径（Ｄ）の１／３となったときに押し下げを停止した。
【００１９】
次いで、鋼管をモータで駆動されたＶベルトにより自転受けロールおよび駆動ロールで一方向へ回転させた。鋼管を回転させる周速は６００ｍｍ／分とし、残りの切断されていない部分を切削した。切断部の鋼管内周面のバリＸ１および外周面のバリＸ３は、図３に示すように非常に小さく、均一で高さも低く、ブラシバリ取り機等で容易に除去できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の切断方法を示すステンレス鋼管の軸方向と直角方向の断面図である。
【図２】図２は、本発明の切断方法において、ステンレス鋼管を回転させる際のステンレス鋼管の管肉と切断刃先部の関係を示すステンレス鋼管の軸方向と直角方向の断面図である。
【図３】図３は、本発明の切断方法により得られたステンレス鋼管の切断面を示す断面図である。
【図４】図４は、従来例の切断方法を示す金属管の軸方向と直角方向の断面図である。
【図５】図５は、従来例の切断方法における金属管の管肉と切断刃先部の関係を示す金属管の軸方向と直角方向の断面図である。
【図６】図６は、従来例の切断方法により得られたステンレス鋼管の切断面のバリ発生状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ステンレス鋼管
２ ディスク状切断砥石
３ 軸
４ 軸
５ 自転受ロール
６ 駆動ロール
７ モータ
８ Ｖベルト
９ 押さえロール
Ａ 切削点
Ｂ 切削点
Ｃ 切断砥石の刃先部の最下部
Ｘ１ ステンレス鋼管の内側のバリ
Ｘ２ ステンレス鋼管の内側のバリ
Ｘ３ ステンレス鋼管の外側のバリ
Ｘ４ 鬼バリ

Claims (2)

1. 金属管を載置するための回転可能な自転受ロールおよび回転可能な駆動ロール、金属管を自転受ロールと駆動ロール上で一方向へ回転させる該駆動ロールの駆動機構、および該金属管をその上部から押さえる押さえロールからなる金属管の載置および回転装置を用いて、１３．８ｍｍφ〜１１４．３ｍｍφの小径の溶接ステンレス鋼管又はシームレスステンレス鋼管を芯金棒を用いずに輪切り状に切断する方法において、
   ディスク状切断砥石を回転させながら、該回転可能な自転受ロールおよび回転可能な駆動ロール上に水平に載置した該ステンレス鋼管に対向して上方から進行させて、
   該ステンレス鋼管の最上部に切断砥石の刃先部が接触し切断が始まり、切断砥石を回転させながら、徐々に押し下げて行くことにより切断が継続され、切断砥石の刃先部は、切断開始時からしばらくは該ステンレス鋼管の管肉に対して次第に長くなる距離で接触した後、切削箇所が離れ、該ステンレス鋼管の外周面のＡ点，Ｂ点で示す２か所の切削点となって切削が継続され、さらに、該Ａ点，Ｂ点で示す２か所の切削点が互いに近づいていき、切断砥石の刃先部が、水平に固定されている該ステンレス鋼管の最下部の内周面に接触する前に、該ステンレス鋼管外周面の該Ａ点，Ｂ点で示す２か所の切削点のレベルと該ステンレス鋼管の最下部のレベルとの距離ｄが該ステンレス鋼管の外径Ｄの１／３より小さくなる位置で該砥石の回転を継続したまま進行を停止させ、
   次いで、該ステンレス鋼管をその軸の周りに回転させて、回転を継続しかつ進行を停止している該砥石の刃先部によって残りの切断されていない管肉部分を切削する
   ことを特徴とするステンレス鋼管の輪切り状切断方法における切断終了時のバリ発生の防止方法。
2. 該ステンレス鋼管を一方向へ周速４００〜８００ｍｍ／分でその軸の周りに回転させることを特徴とする請求項１記載の方法。

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