JP6123724B2

JP6123724B2 - ビレットシャー

Info

Publication number: JP6123724B2
Application number: JP2014066091A
Authority: JP
Inventors: 博司梶田; 右英中村; 真人 ▲高▼垣
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: JP2015188948A

Description

本発明は、軸方向に送られる長尺丸棒材をせん断するためのビレットシャーに関する。

従来より、鍛造用の長尺丸棒材を所定の長さに切り揃えて型に供給することが行われている。具体的には、丸棒材が固定刃から軸方向に所定長さ送り出された段階で、移動刃を丸棒材に押し付けてせん断（切断）する。例えば、特許文献１の図４及び図５には、矩形状平板の上端面及び下端面各々の中央に半円弧状の切欠きになって開口した刃部を有するビレットシャー（固定丸平刃，移動丸平刃）が記載されている。

特開２０１３−１３９４９号公報

ビレットシャーによる丸棒材のせん断回数が多くなってくると、ビレットシャーの刃部に摩耗やチッピングを生じ、さらにはビレットシャーにクラックが入ることがある。刃部の摩耗やチッピングであれば、研磨等によって修正（リシンク）することができるが、ビレットシャーにクラックが入ると、新品との交換が必要になる。本発明者の知る範囲では、ビレットシャーのクラック発生に対策する有効な提案はなされていない。

そこで、本発明は、丸棒材のせん断時にビレットシャーにクラックが入ることを防止する。

本発明者がビレットシャーのクラックについて研究・検討した結果、ビレットシャーの刃部の所定位置にスリットを設けると、クラックが入りにくくなることがわかった。以下、具体的に説明する。

ここに提示するビレットシャーは、軸方向に送られる丸棒材をせん断するためのビレットシャーであって、
平板の端部を半円弧状に切欠くことによって形成された半円弧状の刃部を備えてなり、
上記刃部の半径は上記丸棒材の半径よりも大であり、上記丸棒材が上記刃部からせん断力を受けて塑性変形し上記刃部の円弧面に面接触した状態になって切断されるものであり、
上記刃部の円弧面における上記丸棒材が塑性変形して面接触する接触面とその両側の非接触面との境界を生ずるエリアに開口したスリットを備え、
上記スリットは、上記刃部の半径方向外方に切り込まれており、且つ上記平板の板厚方向に全長にわたっていることを特徴とする。

すなわち、本発明者の研究・検討によれば、従前のビレットシャーで丸棒材をせん断するとき、その刃部の円弧面における丸棒材が塑性変形して面接触する接触面の際（きわ）に、すなわち、該接触面とその両側の非接触面との境界付近に応力が集中してクラックを生じている。

これに対して、本発明に係るビレットシャーによれば、その刃部の円弧面における上記接触面とその両側の非接触面との境界を生ずるエリアにスリットが開口しているから、このスリットによって当該境界付近への応力の集中が緩和され、その結果、クラックが防止される。しかも、一般にクラックは刃部の半径方向に進展するところ、上記スリットが刃部の半径方向外方へ切り込まれているから、クラックが効果的に防止される。

ここに、「ビレットシャー」の用語は刃部が半円弧状になった「丸平刃」に使用しており、「ビレットシャー」は固定側の丸平刃及び移動側の丸平刃を含む。

本発明の好ましい態様では、上記スリットは、その最深部に、該スリットの開口幅よりも拡大した拡大部を有する。このスリットの最深部か拡大していることにより、クラック防止にさらに有利になる。拡大部は、スリットの開口幅よりも大きな直径を有し上記平板をその板厚方向に貫通する円孔になっていることが好ましい。

本発明の好ましい態様では、上記スリットの切り込み深さが、上記刃部の半径の１／１０以上１／２以下に設定されている。すなわち、丸棒材のせん断時には、刃部の円弧面からその内部にわたる所定の深さ領域において応力集中を生ずる。そこで、応力集中領域を超えて深く切り込みを入れるべく、スリットの切り込み深さを刃部の半径の１／１０以上に設定した。但し、スリットの切り込みが深くなり過ぎると、ビレットシャーの強度確保に不利になるため、スリットの切り込み深さを刃部の半径の１／２以下に設定した。

本発明の好ましい態様では、上記スリットの開口幅が、上記刃部の半径の１／２０以下に設定されていることを特徴する。これにより、ビレットシャーの強度を確保しながら、クラックを防止することができる。

本発明によれば、ビレットシャーの刃部の円弧面における丸棒材が塑性変形して面接触する接触面とその両側の非接触面との境界を生ずるエリアに開口したスリットを備え、該スリットは、上記刃部の半径方向外方に切り込まれており、且つ上記平板の板厚方向に全長にわたっているから、ビレットシャーの強度を確保しながら、クラックを防止することが容易になる。

本発明の実施形態に係る丸棒材切断装置の断面図。下降前のビレットシャーと固定円筒刃の位置関係を示す一部断面にした斜視図。ビレットシャーが下降して丸棒材がせん断される状態を示す一部断面にした斜視図。ビレットシャーの斜視図。ビレットシャーの刃部と丸棒材の関係を示す一部断面にした正面図。ビレットシャーの刃部の一部を拡大した斜視図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（丸棒材切断装置の全体構成）
図１に示す丸棒材切断装置において、１は軸方向に送られる長尺の丸棒材２をせん断するためのビレットシャー（移動丸平刃）、３は丸棒材２が通される固定円筒刃である。

ビレットシャー１は、上型敷板（スペーサー）４、縦位置調整ライナー５及び横位置調整ライナー６を介して、上型ホルダー７にボルト及びナットによって保持されている。固定円筒刃３は、その前端部にニブ３ａが嵌められたものであり、割りブッシュ８を介して下型ホルダー９に保持されている。本実施形態の丸棒材２はＳ４０Ｃ等の鍛鋼材であり、ビレットシャー１は丸棒材２よりも硬い鋼材、例えばＳＫＤ（合金工具鋼）よりなる。

本実施形態の丸棒材切断装置は拘束切断方式であり、丸棒材２の先端面が固定ストッパ１１に押し付けられた状態で、ビレットシャー１が下降する。図２は下降前のビレットシャー１と固定円筒刃３の位置関係を示し、図１及び図３に示すように、ビレットシャー１が下降することにより、丸棒材２が切断される。図１の符号２ａは当該切断で得られたビレットである。なお、図１乃至図３では、後述のスリットの図示を省略している。

（ビレットシャーの基本構成）
図４に示すように、ビレットシャー１は、矩形状の平板１２の上下の両端部各々に半円弧状の刃部１３が設けられてなる。この刃部１３は平板１２の端部を半円弧状に切欠くことによって形成されている。この刃部１３を形成する切欠き凹部は、平板１２の端面側に開口しているとともに、平板１２をその板厚方向に通り抜けている。

本実施形態では、刃部１３を形成する切欠き凹部は、丸棒材２の出入りが可能な開口部１４を介して平板１２の端面に開口している。この開口部１４の空間を存して相対する両側面１５，１５は、互いに平板１２の板厚方向に平行に延びる平坦面に形成されている。半円弧状の刃部１３の半径は丸棒材２の半径よりも大きい。開口部１４は、刃部１３を形成する切欠き凹部の開口端よりも両外側に広がっている。

ここに、丸棒材２は、半円弧状の刃部１３の平板厚さ方向に延びる円弧面と平板１２の表裏の板面とがなす半円弧状のエッジ（刃）によって切断される。当該ビレットシャー１では、刃部１３の平板厚さ方向に両端にエッジがあり、この刃部１３が平板１２の上下に設けられているから、結局、平板１２の上下及び表裏の４箇所にせん断刃を構成するエッジを備えていることになる。

ビレットシャー１の上記４箇所のエッジ（刃）を選択的に使用すべく、平板１２の四隅に上型ホルダー７に対する取付孔１６が形成されている。すなわち、ビレットシャー１は、１箇所のエッジが傷んだら、上下を反転して、或いは表裏を反転して、上型ホルダー７に付け替えられ、他の箇所のエッジが丸棒材２のせん断に使用される。

（ビレットシャーのクラック対策）
図５に模式的に示すように、ビレットシャー１が下降して刃部１３から丸棒材２にせん断力が加わると、丸棒材２は、真円状態（２点鎖線）から塑性変形して断面で示すように刃部１３の円弧面に面接触した状態になって切断される。

本発明では、刃部１３による丸棒材２のせん断時にビレットシャー１にクラックが入ることを防止するために、図４及び図６に示すように、ビレットシャー１にスリット１７を形成している。スリット１７は、刃部１３の円弧面における丸棒材２が塑性変形して面接触する接触面とその両側の非接触面との境界を生ずるエリア（範囲）に開口し、刃部１３の半径方向外方に切り込まれており、且つ平板１２の板厚方向に全長にわたっている。

本実施形態では、スリット１７は、その最深部に、該スリット１７の開口幅よりも拡大した拡大部１８を有する。この拡大部１８は平板１２を板厚方向に貫通する円孔状に形成されており、その円孔の直径はスリット１７の開口幅よりも大きい。スリット１７の切り込み深さＤ（スリット１７の開口端から拡大部１８の最奥端に至る長さ）は、刃部１３の半径Ｒの１／１０以上１／２以下に設定されている。また、スリット１７の開口幅Ｗは、刃部１３の半径Ｒの１／２０以下に設定されている。

上記ビレットシャー１では、丸棒材２のせん断時に、刃部１３の円弧面における塑性変形した丸棒材２の接触面の際（きわ）に応力が集中することがスリット１７によって緩和され、その結果、ビレットシャー１にクラックが入り難くなる。特に、上記実施形態によれば、スリット１７の切り込み深さＤ及び開口幅Ｗを上記範囲に設定し、スリット１７の最深部に拡大部１８を設けたことにより、ビレットシャー１の強度を確保しつつ、クラック発生を効果的に防止することができる。

１ビレットシャー
２丸棒材
３固定円筒刃
１２平板
１３刃部
１７スリット
１８拡大部

Claims

軸方向に送られる丸棒材をせん断するためのビレットシャーであって、
平板の端部を半円弧状に切欠くことによって形成された半円弧状の刃部を備えてなり、
上記刃部の半径は上記丸棒材の半径よりも大であり、上記丸棒材が上記刃部からせん断力を受けて塑性変形し上記刃部の円弧面に面接触した状態になって切断されるものであり、
上記刃部の円弧面における上記丸棒材が塑性変形して面接触する接触面とその両側の非接触面との境界を生ずるエリアに開口したスリットを備え、
上記スリットは、上記刃部の半径方向外方に切り込まれており、且つ上記平板の板厚方向に全長にわたっていることを特徴とするビレットシャー。
請求項１において、
上記スリットは、その最深部に、該スリットの開口幅よりも拡大した拡大部を有することを特徴とするビレットシャー。
請求項１又は請求項２において、
上記スリットの切り込み深さが、上記刃部の半径の１／１０以上１／２以下に設定されていることを特徴とするビレットシャー。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
上記スリットの開口幅が、上記刃部の半径の１／２０以下に設定されていることを特徴するビレットシャー。