JP6577293B2 - チップ付き丸鋸刃 - Google Patents

Description

この発明は、各種金属のワークを高速で切断する硬質チップを固定したチップ付き丸鋸刃に関し、殊に該硬質チップの耐摩耗性および耐欠損性を著しく改善させたチップ付き丸鋸刃(以下「丸鋸刃」という)に関するものである。

図８に示すように、円形の台金１２の外周に所定間隔で歯室１３が形成され、各歯室１３に硬質チップ１４を固着した丸鋸刃(所謂チップソー)１０が広く使用されている。この硬質チップは、例えば炭化タングステンとコバルトとを焼結した超硬合金や、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮなどのサーメット等を材質とし、該硬質チップは極めて耐摩耗性に優れている。従って、前記硬質チップを鋸刃とする丸鋸刃は、鉄鋼、非鉄金属、合成樹脂その他の複合材料からなる被削材(ワーク)を切断したり切込んだりするのに、好適に採用されている。

特許第４１６４７０８号公報

前記硬質チップを鋸刃とする丸鋸刃の用途として、例えば電縫管の走行切断がある。これは、一定肉厚の圧延鋼板を管状に丸めた後に、その長手方向の継目を電気抵抗溶接または高周波溶接して長尺の中空パイプとした所謂電縫管を定尺寸法で切断するものである。この切断は、造管行程で製造される前記電縫管の走行中に行われるもので、該電縫管の走行速度に同期して併走する切断機に前記丸鋸刃が採用されている。

前記走行切断機は、被削材である電縫管の周りに丸鋸刃全体を回転させつつ、かつ該電縫管の走行速度と同期した速度で同方向へ走行するものである。このように走行切断機に使用される丸鋸刃は、前記電縫管の造管速度に同調して該電縫管を切断するものであるから、その切断に要する時間には制約がある。また、丸鋸刃自体を前記電縫管の周りに高速度で周回させる必要があるために、同一材質のワークを通常切断する場合に比べて、該丸鋸刃の硬質チップに過大な負荷が加わる。従って、走行切断機等に使用される丸鋸刃の硬質チップは、一般の硬質チップが有する耐久性では充分でなく、また過大負荷により硬質チップの一部が欠損したりする難点もある。

ところで、金属ワークを高速切断したり重切削したりするための仕様として、硬質チップの形態や材質に種々の提案がなされている。例えば、特許第４１６４７０８号には、硬質チップの第１すくい面とその両側のリード面との外縁に亘り刃先線が形成され、該第１すくい面とリード面の下に第２すくい面を形成し、更に前記両側のリード面外縁のコーナー部に傾斜角２５°〜３５°の面取り部を設けたチップが開示されている。これは、硬質チップのすくい面を３分割した提案であるが、前記電縫管等の走行切断機の丸鋸刃に使用すると、逃げ面での摩耗が激しくて耐久性や耐欠損性に劣る難点がある。

本発明は、前述したように、例えば造管ラインに組込まれて製造された電縫管と共に走行し、かつ該管体の周りを回転しつつ切断する走行切断機に使用する丸鋸刃に関して提案されたもので、該丸鋸刃に固定される硬質チップの耐久性および耐欠損性を向上させることを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、
台金の外周に所定間隔で硬質チップを固定したチップ付き丸鋸刃において、
全ての前記硬質チップが、
すくい面と逃げ面との交差する切れ刃稜から逃げ面にかけて分割溝が設けられて、
前記硬質チップのすくい面のすくい角は負の角度を有し、
前記硬質チップの逃げ面は、切れ刃稜を介して接する中央に位置する第１逃げ面と、この第１逃げ面から両側へ傾斜して位置する第２および第３逃げ面とからなり、
第２逃げ面と第３逃げ面との逃げ角が一定であり、
前記第１逃げ面の後方に、該第１逃げ面の逃げ角より大きな逃げ角を有する第４逃げ面が形成されており、
前記第４逃げ面は、その頂部となる稜を介して前記第１逃げ面に交わると共に、前記第１逃げ面との稜を頂辺とし、硬質チップの背面側の稜を底辺とし、底辺は頂辺より長く、左右の稜を介して前記第２および第３逃げ面に交わる台形を呈していることを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、硬質チップにすくい面と逃げ面とが交差する切れ刃稜から逃げ面にかけて分割溝を設け、また逃げ面の中央に位置して切れ刃稜を介して接する第１逃げ面と、その両側へ傾斜して位置する第２および第３の逃げ面を設けたために、前記逃げ面の側方に近いところは切れ刃稜から後方の逃げ角が一定であるため強度が高く、欠損し難い利点がある。また、中央の第１逃げ面の後方に、逃げ角のより大きい第４逃げ面を分割的に設けたために、第１逃げ面が早めに摩耗しても次の第４逃げ面の摩耗を小さくでき、耐久性や耐欠損性を向上させることができる。

丸鋸刃の外周に固定される硬質チップの耐久性および耐欠損性が良好に向上したので、例えば電縫管を走行中に切断する場合のように、短時間で高負荷が加わったり重切削になったりしても、在来の丸鋸刃よりも使用寿命が遙かに長くなる効果が得られる。

本発明の実施例に係る硬質チップの側面図である。 図１に示す硬質チップの平面図である。 図１に示す硬質チップの正面図である。 図１に示す硬質チップの背面図である。 図１に示す硬質チップの上部側面の拡大図である。 実施例に係る硬質チップを供試実験した後の損耗状態を示す写真である。 在来の硬質チップを供試実験した後の損耗状態を示す写真である。 硬質チップを台金の周囲に固定したチップ付き丸鋸刃の側面図である。

次に、本発明に係る丸鋸刃について、好適な実施例を挙げて図面を参照しながら説明する。図１〜図４は、例えば超硬合金を材質とする丸鋸刃の硬質チップ１４を各方向から観察したものである。殊に図１は、前記硬質チップ１４の側面図であって、矢印Ａに示す方向に丸鋸刃１０が回転する。この硬質チップ１４のすくい面１６は、チップ本体の正面側(丸鋸刃の回転方向に指向する面)で上方に傾斜しており、該すくい面１６のすくい角γは負の角度を有している。

前記硬質チップ１４の逃げ面は、殊に図２から判明するように、４つの逃げ面に分割されている。ここで「逃げ面」とは、刃物(硬質チップ)によるワーク切削時に、該ワークに接しない面をいい、丸鋸刃における硬質チップの場合は、該丸鋸刃の回転方向に退く方向の面をいう。

図２から判明するように、前記硬質チップ１４における逃げ面１８は、その中央に位置して前記すくい面１６に切れ刃稜３４を介して接する第１逃げ面２０と、この第１逃げ面２０の両側(図２において左右)へ夫々傾斜して位置する第２逃げ面２２および第３逃げ面２４とから構成される。また、前記第１逃げ面２０の後方には、稜２８を介して隣接し、かつ該第１逃げ面２０の逃げ角αよりも大きな逃げ角βを有する第４逃げ面２６が形成されている。この前記逃げ角αより前記逃げ角βが大きくなっている関係(α＜β)を、図５に拡大図で示す。ここで、第４逃げ面２６の逃げ角βを大きくし過ぎる(例えば２０°以上)と台形(後述)が６角形になり、第４逃げ面２６の研磨時に硬質チップ１４の回転後方側の台金を削ってしまったり、研磨時間が余分にかかったりしてしまう。

ここで前記第４逃げ面２６は、図２に示すように、前記第１逃げ面２０を頂辺とし、かつ硬質チップ１４の背面側の稜を底辺とする台形を呈している。すなわち、前記第４逃げ面２６は、前記第１逃げ面２０と交わる境界になる稜２８を頂部とし、また図２において右の稜３０を介して前記第２逃げ面２２に交わると共に、左の稜３２を介して前記第３逃げ面２４に交わることで、全体として台形乃至富士山形を呈している。すなわち、前記第４逃げ面２６の面積は、前記第１逃げ面２０の面積に比べて充分に大きくなるよう設定されている。

更に前記硬質チップ１４には、図２〜図４に示すように、前記すくい面１６と前記逃げ面１８とが交差する切れ刃稜３４から該逃げ面１８にかけて分割溝３６が設けられている。本発明の実施例に係る丸鋸刃によれば、硬質チップ１４は、逃げ面の側面に近いところは、逃げ角が逃げ面の切れ刃から後方まで一定であるために強度があって欠け難い。かつ、逃げ面の切れ刃の中央部のみ２段に逃してあるため、１段目が早めに摩耗しても２段目の逃げ角が大きいため摩耗幅が小さくでき、耐久性を向上させることができる。

〔実験例〕
実施例に係る硬質チップを採用した丸鋸刃と、在来の硬質チップを使用した丸鋸刃とを使用して同一条件下に切断を行い、チップの損耗状態を比較した。
〔切断条件〕
・被削材としてＸ６０(油井管用)を材質とする中空パイプを使用した。パイプの直径は５２ｍｍ、厚さ６．０ｍｍであった。
・丸鋸刃は、外径４３０ｍｍ、歯幅６．０ｍｍ、歯数５４のものを使用した。
・条件 周速度Ｖ＝３００ｍ／ｍｉｎ Ｓｚ１＝０．１ｍｍ／ｚ Ｓｚ２＝０．１８ｍｍ／ｚ
供試丸鋸刃における硬質チップの損耗状況は、以下の通りであった。

〔摩耗状態〕
摩耗状態については、実施例の硬質チップと在来の硬質チップとでは大きな差が見受けられた。実施例の丸鋸刃は４．７ｍ^２の実績にも拘わらず、実績４．０ｍ^２の在来の丸鋸刃より摩耗幅が少ない状態であった。外周摩耗が当初の狙い通りである２段外径の境界線で抑制が出来ている。
硬質チップの摩耗状態を、図６および図７に示す。図６に示す実施例に係る硬質チップは、その摩耗状態が少ないことが良好に示されている。

１０ チップ付き丸鋸刃，１２ 台金，１４ 硬質チップ，１６ すくい面，
１８ 逃げ面，２０ 第１逃げ面，２２ 第２逃げ面，２４ 第３逃げ面，
２６ 第４逃げ面，２８ 稜，３０ 右の稜，３２ 左の稜，３４ 切れ刃稜，
３６ 分割溝，α 逃げ角，β 逃げ角(α＜β)，γ すくい角

Claims (1)

1. 台金(12)の外周に所定間隔で硬質チップ(14)を固定したチップ付き丸鋸刃(10)において、
   全ての前記硬質チップ(14)が、
   すくい面(16)と逃げ面(18)との交差する切れ刃稜(34)から逃げ面(18)にかけて分割溝(36)が設けられて、
   前記硬質チップ(14)のすくい面(16)のすくい角(γ)は負の角度を有し、
   前記硬質チップ(14)の逃げ面(18)は、切れ刃稜(34)を介して接する中央に位置する第１逃げ面(20)と、この第１逃げ面(20)から両側へ傾斜して位置する第２および第３逃げ面(22,24)とからなり、
   第２逃げ面(22)と第３逃げ面(24)との逃げ角(α)が一定であり、
   前記第１逃げ面(20)の後方に、該第１逃げ面(20)の逃げ角(α)より大きな逃げ角(β)を有する第４逃げ面(26)が形成されており、
   前記第４逃げ面(26)は、その頂部となる稜(28)を介して前記第１逃げ面(20)に交わると共に、前記第１逃げ面(20)との稜(28)を頂辺とし、硬質チップ(14)の背面側の稜を底辺とし、底辺は頂辺より長く、左右の稜(30,32)を介して前記第２および第３逃げ面(22,24)に交わる台形を呈している
   ことを特徴とするチップ付き丸鋸刃。

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