JP7007038B2 - Cutting method for rotary blade cutting equipment and lightweight cellular concrete panels - Google Patents
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Description
本発明は、回転刃切削装置及び軽量気泡コンクリートパネルの切削加工方法に関する。 The present invention relates to a rotary blade cutting device and a method for cutting a lightweight cellular concrete panel.
軽量気泡コンクリート(ALC)パネルは、耐火性、断熱性、施工性に優れているため、建築材料として広く使用されている。 Lightweight cellular concrete (ALC) panels are widely used as building materials because of their excellent fire resistance, heat insulation, and workability.
ALCパネルは、珪石等の珪酸質原料と、セメントや生石灰等の石灰質原料とを、主原料とし、これらの微粉末に、水、石こう、アルミニウム粉末等の副原料を加えたスラリー状のALC原材料を、予め補強用鉄筋が並べられた型枠に鋳込んで硬化させるプロセスによって製造される。型枠に鋳込まれたALC原材料は、アルミニウム粉末の反応により発泡し、石灰質原料の反応により硬化が進行する。そして、半硬化状態のALCを、ピアノ線によりパネル状に切断した後、高温高圧水蒸気養生によって硬化を完了させることによりALCパネルが完成する。 The ALC panel is a slurry-like ALC raw material in which silica raw materials such as silica stone and calcareous raw materials such as cement and fresh lime are used as main raw materials, and auxiliary raw materials such as water, gypsum, and aluminum powder are added to these fine powders. Is manufactured by a process of casting and hardening a mold in which reinforcing reinforcing bars are arranged in advance. The ALC raw material cast into the mold foams due to the reaction of the aluminum powder, and the hardening proceeds due to the reaction of the calcareous raw material. Then, the semi-cured ALC is cut into a panel shape by a piano wire, and then the curing is completed by high-temperature and high-pressure steam curing to complete the ALC panel.
ALCパネルは、上記の製造プロセスからなるものであることより、その内部に多量の気泡を含む。しかしながら、これらの気泡のうち、切断面近傍の気泡については、上述のように、半硬化の状態での切断時に押しつぶされて消失する。よって、ALCパネルの表面(ピアノ線による切断面)は、気泡の露出がほとんどなく、平滑な状態となる。 Since the ALC panel is made of the above-mentioned manufacturing process, it contains a large amount of air bubbles inside. However, among these bubbles, the bubbles near the cut surface are crushed and disappear during cutting in the semi-cured state, as described above. Therefore, the surface of the ALC panel (cut surface by the piano wire) is in a smooth state with almost no exposure of bubbles.
一方で、例えば、ALCパネルの目地面に形成される面取り面等、ALCパネルの硬化後に切削加工によって形成される面については、上記の切断面(ピアノ線による切断面)とは異なり、切削加工後の表面が、直ちに平滑な状態とはならない。このような面取り面は、一般に、回転する切削用刃物を備える回転刃切削装置で切削加工されて形成されるが、切削加工後の切削加工面の表面には、ALCパネルの表面近傍に潜在していた多量の気泡が露出した状態となってしまうからである。 On the other hand, unlike the above-mentioned cut surface (cut surface by piano wire), the surface formed by cutting after the ALC panel is hardened, such as the chamfered surface formed on the ground surface of the ALC panel, is cut. The later surface does not immediately become smooth. Such a chamfered surface is generally formed by cutting with a rotary blade cutting device provided with a rotating cutting tool, but the surface of the machined surface after cutting is latent in the vicinity of the surface of the ALC panel. This is because the large amount of air bubbles that had been used is exposed.
このようなALCパネル表面への気泡の露出は、ALCパネル外観の意匠性低下につながるため、これを回避するために、表面に露出してしまった気泡内への充填物の充填や、気泡が露出している範囲への塗料の塗布等、これらの気泡をパネル表面から消去するための追加作業が必要となる。ALCパネルの製造においては、この追加作業の煩雑さが、生産性を向上させる上での障害の一つとなっていた。 Such exposure of air bubbles to the surface of the ALC panel leads to deterioration of the design of the appearance of the ALC panel. Additional work is required to eliminate these bubbles from the panel surface, such as applying paint to the exposed area. In the manufacture of ALC panels, the complexity of this additional work has been one of the obstacles to improving productivity.
尚、通常、硬化後のALCパネルに対する上記のような切削加工を行う回転刃切削装置においては、良好な切削加工面と刃物の摩耗に対する寿命を確保するため、回転刃2の先端形状を、図2に例示するように、すくい角(θ1)がポジティブ(正の角度)であり、逃げ角(θ2)も3°以上の正の角度とすることが一般的であった(特許文献1参照)。
In a rotary blade cutting device that normally performs cutting on an ALC panel after curing as described above, the tip shape of the
尚、「すくい角」とは、回転刃切削装置の刃先において、回転刃の進行方向の前面に形成されている、すくい面の垂直面に対する角度のことを言う。図2に示すように、すくい面が垂直面に対して回転刃の進行方向とは反対側にある時のすくい角θ1を正のすくい角とする。又、これに対して、図3に示すように、すくい面が垂直面に対して回転刃の進行方向の側にある時のすくい角θ1を負のすくい角とする。 The "rake angle" refers to the angle of the rake face with respect to the vertical surface formed on the front surface in the traveling direction of the rotary blade at the cutting edge of the rotary blade cutting device. As shown in FIG. 2, the rake angle θ 1 when the rake plane is on the side opposite to the traveling direction of the rotary blade with respect to the vertical plane is defined as a positive rake angle. On the other hand, as shown in FIG. 3, the rake angle θ 1 when the rake plane is on the side in the traveling direction of the rotary blade with respect to the vertical plane is defined as a negative rake angle.
又、「逃げ角」とは、一般に工具が工作物と干渉しないようにつける角度であり、回転刃切削装置の回転刃においてはALCパネルの表面を削り取った後の刃先とALCパネル表面の不要な接触を避けるためのものである。通常、図2に示すように、0°よりも大きい角度θ2の逃げ角が設けられる。 Further, the "clearance angle" is generally an angle at which the tool is attached so as not to interfere with the workpiece, and in the rotary blade of the rotary blade cutting device, the cutting edge after scraping the surface of the ALC panel and the surface of the ALC panel are unnecessary. This is to avoid contact. Normally, as shown in FIG. 2, a clearance angle of an angle θ 2 larger than 0 ° is provided.
本発明は、上記状況に鑑みて考案されたものであり、ALCパネルの目地面に形成される面取り面等、ALCパネルの硬化後に切削加工によって形成される面の表面の平滑性を担保するための追加作業の負担を軽減し、ALCパネルの意匠性の維持と生産性の向上とを同時に実現することを目的とする。 The present invention has been devised in view of the above circumstances, and is for ensuring the smoothness of the surface of the surface formed by cutting after the ALC panel is cured, such as the chamfered surface formed on the ground surface of the ALC panel. The purpose is to reduce the burden of additional work and to maintain the design of the ALC panel and improve the productivity at the same time.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、回転刃切削装置の刃先の形状を、すくい角及び逃げ角が異なる角度範囲にある独自の形状とすることによって、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。具体的には、以下のものを提供する。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have made the shape of the cutting edge of the rotary blade cutting device a unique shape in which the rake angle and the clearance angle are in different angle ranges. We have found that this can be solved, and have completed the present invention. Specifically, the following are provided.
(1) 回転刃で切削する回転刃切削装置であって、前記回転刃の刃先のすくい角が-5°以上0°未満であり、逃げ角が-1°以上0.5°以下である、回転刃切削装置。 (1) A rotary blade cutting device for cutting with a rotary blade, wherein the rake angle of the cutting edge of the rotary blade is -5 ° or more and less than 0 °, and the clearance angle is -1 ° or more and 0.5 ° or less. Rotary blade cutting device.
(1)の発明においては、回転刃切削装置の回転刃の刃先の形状を、上記の通り、従来品とは、すくい角及び逃げ角が異なる角度範囲にある独自の形状に特定した。このような回転刃切削装置によれば、ALCパネルの硬化後の切削加工時に、ALCパネル表面近傍に内在していた気泡が切削加工面の表面に露出したとしても、追加的な表面処理作業を伴わずに、当該切削加工面の平滑性を保持することができる。 In the invention of (1), the shape of the cutting edge of the rotary blade of the rotary blade cutting device is specified as a unique shape in which the rake angle and the clearance angle are different from those of the conventional product as described above. According to such a rotary blade cutting device, even if air bubbles contained in the vicinity of the ALC panel surface are exposed on the surface of the machined surface during the cutting process after the ALC panel is cured, additional surface treatment work can be performed. The smoothness of the machined surface can be maintained without the presence.
(2) 前記刃先のすくい角が-3°であり、逃げ角が0°である、(1)に記載の回転刃切削装置。 (2) The rotary blade cutting apparatus according to (1), wherein the rake angle of the cutting edge is -3 ° and the clearance angle is 0 °.
(2)の発明によれば、(1)の発明の奏しうる上記の切削加工面の平滑性を保持する効果を、より高い精度で発現させることができる。 According to the invention of (2), the effect of the invention of (1) for maintaining the smoothness of the machined surface can be exhibited with higher accuracy.
(3) 回転刃で切削する回転刃切削装置であって、前記回転刃の刃先は、回転方向前方部側の回転軸に対する垂直断面形状が半円形であって、逃げ角が-1°以上0.5°以下である、回転刃切削装置。 (3) A rotary blade cutting device that cuts with a rotary blade, the cutting edge of the rotary blade has a semicircular cross-sectional shape perpendicular to the rotation axis on the front side in the rotation direction, and a clearance angle of -1 ° or more is 0. A rotary blade cutting device with a temperature of .5 ° or less.
(3)の発明においては、回転刃切削装置の回転刃の刃先の形状を、上記の通り、従来品とは、回転方向前方部側の形状が異なり、且つ、逃げ角も従来品とは異なる角度範囲にある独自の形状に特定した。このような回転刃切削装置によれば、ALCパネルの硬化後の切削加工時に、ALCパネル表面近傍に内在していた気泡が切削加工面の表面に露出したとしても、追加的な表面処理作業を伴わずに、当該切削加工面の平滑性を保持することができる。 In the invention of (3), as described above, the shape of the cutting edge of the rotary blade of the rotary blade cutting device is different from that of the conventional product on the front side in the rotation direction, and the clearance angle is also different from that of the conventional product. I specified a unique shape in the angular range. According to such a rotary blade cutting device, even if air bubbles contained in the vicinity of the ALC panel surface are exposed on the surface of the machined surface during the cutting process after the ALC panel is cured, additional surface treatment work can be performed. The smoothness of the machined surface can be maintained without the presence.
(4) 逃げ角が0°である、(3)に記載の回転刃切削装置。 (4) The rotary blade cutting apparatus according to (3), wherein the clearance angle is 0 °.
(4)の発明によれば、(3)の発明の奏しうる上記の切削加工面の平滑性を保持する効果を、より高い精度で発現させることができる。 According to the invention of (4), the effect of the invention of (3) for maintaining the smoothness of the machined surface can be exhibited with higher accuracy.
(5) 軽量気泡コンクリートパネルの切削加工方法であって、平滑面を形成するための切削加工を、(1)から(4)のいずれかに記載の回転刃切削装置によって行う、切削加工方法。 (5) A cutting method for cutting a lightweight cellular concrete panel, wherein the cutting for forming a smooth surface is performed by the rotary blade cutting device according to any one of (1) to (4).
(5)の発明によれば、(1)から(4)のいずれかに記載の回転刃切削装置の奏する上記各効果を享受して、ALCパネルの目地面に形成される面取り面等、ALCパネルの硬化後に切削加工によって形成される面の平滑性を、追加的な表面処理作業を伴わずに保持することができる。これにより、ALCパネル製造時の作業負担を軽減し、ALCパネルの意匠性の維持と生産性の向上とを同時に実現することができる。 According to the invention of (5), ALC such as a chamfered surface formed on the ground surface of the ALC panel by enjoying each of the above-mentioned effects of the rotary blade cutting device according to any one of (1) to (4). The smoothness of the surface formed by cutting after the panel has hardened can be maintained without additional surface treatment work. As a result, the work load at the time of manufacturing the ALC panel can be reduced, and the design of the ALC panel can be maintained and the productivity can be improved at the same time.
本発明によれば、ALCパネルの目地面に形成される面取り面等、ALCパネルの硬化後に切削加工によって形成される面の表面の平滑性を担保するための追加的な作業負担を軽減し、ALCパネルの意匠性の維持と生産性の向上とを同時に実現することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce an additional work load for ensuring the smoothness of the surface of the surface formed by cutting after the ALC panel is cured, such as the chamfered surface formed on the ground surface of the ALC panel. It is possible to maintain the design of the ALC panel and improve the productivity at the same time.
以下、本発明の実施形態について説明する。但し、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.
<回転刃切削装置>
本発明の回転刃切削装置1は、図1に示すように、モーター(図示せず)により回転する回転胴3に多数の回転刃2が設置されてなる切削装置である。主たる加工対象物としてALCパネル4が想定されている。
<Rotary blade cutting device>
As shown in FIG. 1, the rotary
図3に示す通り、回転刃切削装置1の回転刃2は、その刃先21のすくい角θ1が-5°以上0°未満であり、より好ましくは、-3°である。回転刃2の刃先21のすくい角θ1が0度又は所定の負の角度であることにより、加工対象物であるALCパネル4の被切削面41から削り取られた微細な切削屑のALCパネル4上方への噴出が抑制される。そして、切削の進行に伴い、これらの切削屑の多くの部分は、切削加工面42Aに流しこまれていく。
As shown in FIG. 3, the
又、同じく図3に示す通り、回転刃切削装置1の回転刃2は、その刃先21の逃げ角θ2が、-1°以上0.5°以下であり、より好ましくは、0°である。回転刃2の刃先の逃げ角θ2が、このように、0°又はその近傍の角度であることにより、上記の切削屑は、ALCパネル4の切削加工面42Aに押し付けられながら後方に流される、その際、これらの切削屑の一部である切削屑44は、切削加工面42Aの表面に一時的に露出した気泡43の内部に加圧されながら充填されていく。この作用により、切削加工面42Aは、切削直後の段階において一時的に露出していた気泡43の存在にかかわらず、見かけ上平滑な状態となる。
Further, as also shown in FIG. 3, the
ここで、本発明の回転刃切削装置1は、図4に示すような形状の刃先22を有するものであってもよい。この刃先22は、同図に示す通り、回転方向前方部側の回転軸に対する垂直断面形状が半円形である。この場合、この半円の半径は2mm以上5mm以下であることが好ましい。又、この場合における刃先22の逃げ角は、上記の刃先21と同様、-1°以上0.5°以下であればよく、0°であることがより好ましい。この場合も、刃先の回転方向前方部側の形状が上記のような半円形状であることにより、加工対象物であるALCパネル4の被切削面41から削り取られた微細な切削屑のALCパネル4上方への噴出が抑制される。よって、刃先22を有する回転刃切削装置1も、刃先21を有する上記の回転刃切削装置1と同様の作用効果を発揮することができる。
Here, the rotary
<軽量気泡コンクリートパネルの切削加工方法>
本発明の軽量気泡コンクリートパネルの切削加工方法は、硬化後のALCパネルに切削加工により平滑面を形成するための部分切削又は面取り切削を、上述の回転刃切削装置1によって行う切削加工方法である。この切削加工方法は、図1に示すように、回転刃切削装置1を、回転胴3をR方向に高速で回転させながら、ALCパネル4に対してD方向に進行させながら行う。このように回転刃切削装置1を作動させることにより、ALCパネル4の被切削面41を面状に削り取って、平滑な切削加工面42を形成することができる。
<Cutting method for lightweight cellular concrete panels>
The cutting method of the lightweight cellular concrete panel of the present invention is a cutting method in which partial cutting or chamfer cutting for forming a smooth surface on the hardened ALC panel by cutting is performed by the rotary
例えば、ALCパネル4の表面を切削することによって、切削加工に伴ってALCパネル4の表面に露出する気泡の直径が2mm以上である場合には、最終的に当該気泡の露出している領域に塗装を施したとしても、アバタ状の凹みが塗装面に残りやすい。そこで目安として、直径2mm以上の気泡が切削加工面に露出している場合には、切削加工後に、当該気泡内に目止め剤を塗りこむ等の塗装前の下地処理が必須であった。しかしながら、本発明の軽量気泡コンクリートパネルの切削加工方法によれば、図3又は図4に示す通り、切削直後の段階において一時的に露出していた気泡43の直径が2mm以上である場合においても、上述の通り、切削屑44が、そのような気泡43の内部に加圧されながら充填されていくことにより、切削加工面42Aは、少なくとも見かけ上は切削加工直後において十分に平滑な状態となり、上述のような下地処理を経ることなく、表面が平滑な切削加工面を形成することができる。
For example, when the diameter of the bubbles exposed on the surface of the
尚、図1においては、回転刃2が、切削加工面42の方向に抜けながら、回転刃切削装置1が進行していく所謂ダウンカットによる切削態様が図示されている。切削時にALCパネル4が不要に欠けて破損するリスクを低減するためには、このようなダウンカットによる切削が好ましい。但し、進行方向Dに対してRとは反対方向に回転しながら切削を行う所謂アップカット方式の切削態様にも本発明の回転刃切削装置1を適用することができる。何れの切削態様においても、刃先の形状を本願独自の態様に最適化することによって、本発明の奏する上述の各効果を十分に享受することが可能である。
Note that FIG. 1 illustrates a so-called down-cut cutting mode in which the rotary
図5は、本発明の回転刃切削装置を用いた切削加工方法によって形成された切削加工面と、従来の切削加工方法によって形成された切削加工面との、表面の平滑性の差異を記録した写真である。従来の一般的な回転刃切削装置としては、ダイアモンド性の刃先で、すくい角が0°逃げ角が15°の装置(図2に示す形状の刃先を備える装置)を用いた。一方、本発明の回転刃切削装置として同材料の刃先で、すくい角が-3°逃げ角が-1°の装置(図3に示す形状の刃先を備える装置)を用いた。刃先の形状以外の切削装置のスペックや切削加工条件は全く同条件とした。具体的に、回転刃先端直径は250mm、回転数は3000rpm、切削加工対象としたALCパネルの搬送速度は、22m/minとした。42Aが本発明の回転刃切削装置によって切削加工した切削加工面である。本発明の回転刃切削装置により、従来の回転刃切削装置によって切削加工した切削加工面42Bと比較して、著しく平滑性に優れる面が形成されていることが、明らかである。
FIG. 5 records the difference in surface smoothness between the cutting surface formed by the cutting method using the rotary blade cutting device of the present invention and the cutting surface formed by the conventional cutting method. It is a photograph. As a conventional general rotary blade cutting device, a device having a diamond-type cutting edge with a rake angle of 0 ° and a clearance angle of 15 ° (a device having a cutting edge having the shape shown in FIG. 2) was used. On the other hand, as the rotary blade cutting device of the present invention, a device having a cutting edge of the same material and having a rake angle of -3 ° and a clearance angle of -1 ° (a device having a cutting edge having the shape shown in FIG. 3) was used. The specifications of the cutting equipment and cutting conditions other than the shape of the cutting edge are exactly the same. Specifically, the diameter of the tip of the rotary blade was 250 mm, the rotation speed was 3000 rpm, and the transport speed of the ALC panel targeted for cutting was 22 m / min. 42A is a machined surface machined by the rotary blade cutting device of the present invention. It is clear that the rotary blade cutting device of the present invention forms a surface that is remarkably excellent in smoothness as compared with the
1 回転刃切削装置
2 回転刃
21 刃先
3 回転胴
4 軽量気泡コンクリート(ALC)パネル
41 被切削面
42、42A 切削加工面
42B 切削加工面(従来品)
43 気泡
44 切削屑
1 Rotary
43
Claims (5)
切削用の回転刃(外径6mm以下の微小ワーク用の回転刃を除く)を有し、
前記回転刃の刃先のすくい角が-5°以上0°未満であり、逃げ角が-1°以上0.5°以下である、回転刃切削装置。 A cutting device for lightweight cellular concrete panels
It has a rotary blade for cutting (excluding rotary blades for micro workpieces with an outer diameter of 6 mm or less).
A rotary blade cutting device in which the rake angle of the cutting edge of the rotary blade is −5 ° or more and less than 0 °, and the clearance angle is -1 ° or more and 0.5 ° or less.
前記回転刃の刃先は、回転方向前方部側の回転軸に対する垂直断面形状が半円形であって、逃げ角が-1°以上0.5°以下である、回転刃切削装置。 It is a rotary blade cutting device that cuts with a rotary blade.
The cutting edge of the rotary blade is a rotary blade cutting device having a semicircular cross-sectional shape perpendicular to the rotation axis on the front side in the rotation direction and a clearance angle of -1 ° or more and 0.5 ° or less.
前記切削加工によって前記軽量気泡コンクリートパネルの表面に露出した気泡内に前記切削加工によって生じた切削屑が充填されている状態のまま、前記気泡が露出している部分の塗装を、下地処理を経ることなく行う、
軽量気泡コンクリートパネルの製造方法。 The rotary blade cutting device according to any one of claims 1 to 4 is used for cutting to form a smooth surface on the cured lightweight cellular concrete panel .
While the air bubbles exposed on the surface of the lightweight cellular concrete panel by the cutting process are filled with the cutting chips generated by the cutting process, the coating of the exposed portion of the air bubbles is subjected to a base treatment. Do without
How to manufacture lightweight cellular concrete panels .
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