JP7378657B1 - 切りくず除去装置及び除去方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ドリル孔の加工完了と同時にドリル孔の出口側に発生する円盤状の切りくずを除去する。【解決手段】本発明の切りくず除去取り装置は、ワーク（Ｈ形鋼Ｗ）にドリル孔Ｈを加工する際にドリル孔Ｈの出口側に発生する円盤状の切りくずＢＲを除去する切りくず除去装置であって、ドリル孔Ｈの出口側において円盤状の切りくずＢＲに当接する当て部材Ｂを有することを特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は、ドリル孔の出口側に発生する円盤状の切りくずを除去する切りくず除去装置及び除去方法に関する。
Ｈ形鋼を使用した建築構造体では高力ボルト摩擦接合による梁の接合等、ボルト接合が多用される。図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は高力ボルト摩擦接合による梁の接合状態を示すもので、Ｈ形鋼の柱１と梁２の仕口において梁２の端部に別の梁３を複数のボルト４と添え板５を使用してボルト接合する状態を示す。
このようなボルト接合では、Ｈ形鋼のフランジやウェブなどに複数のドリル孔を加工する必要がある。図９はＨ形鋼Ｗに対する従来のドリル孔Ｈの加工方法を示すものである。
Ｈ形鋼Ｗのフランジやウェブなどにドリル孔Ｈを加工すると、当該ドリル孔Ｈの出口側に円盤状（瘡蓋状）の切りくずＢＲが発生する。このような切りくずＢＲはドリル孔Ｈの出口側に付着したまま残留することが多い。
Ｈ形鋼Ｗをショットブラストなどで後処理すると殆どの切りくずＢＲは脱落する。しかし、脱落した切りくずＢＲがショット玉に混入してショット玉のフィルタ（セパレータ又はスクリーン）が目詰まりを起こす等、次工程の装置に対して悪影響を及ぼすことがある。なお、関連する先行技術文献を特許情報プラットホーム（Ｊ-ＰｌａｔＰａｔ）で検索したが見当たらなかった。
なし
本発明の目的は、ドリル孔の加工完了と同時に、ドリル孔の出口側に発生した円盤状の切りくずを除去することにある。
前記課題を解決するため、本発明の切りくず除去装置は、ワークにドリル孔を加工する際に当該ドリル孔の出口側に発生する円盤状の切りくずを除去する切りくず除去装置であって、前記ドリル孔の出口側において前記円盤状の切りくずに当接する当て部材を有することを特徴とする。
また、本発明の切りくずの除去方法は、ワークにドリル孔を加工する際に当該ドリル孔の出口側に発生する円盤状の切りくずを除去する切りくず除去方法であって、前記ドリル孔の出口側において前記円盤状の切りくずに当て部材を当接させることを特徴とする。
本発明によれば、ドリル孔の加工完了と同時に、ドリル孔の出口側に発生する円盤状の切りくずを除去することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る切りくず除去装置を使用してＨ形鋼をドリル加工する図である。図１（ａ）（ｂ）が左右のフランジをドリル加工する図であり、図１（ｃ）が左右フランジ間のウェブをドリル加工する図である。
図示するように、ドリル孔Ｈの出口側に切りくず除去装置としての当て部材Ｂを移動可能に配置している。この当て部材Ｂは、ドリル加工の完了時において、ドリルＤの先端部との間に所定の隙間を保持するように移動可能に配置されている。
所定の隙間ＣＬは、円盤状の切りくずＢＲが所定の角度θに開いた時に切りくずＢＲの端部が当て部材Ｂに当接する隙間である。ここで所定の角度θは９０°未満（θ＜９０°）の角度である。
図２はドリル加工に使用されるドリルの種類を示している。図２（ａ）のドリルＤは刃先角θが１１８°の汎用ドリルである。図２（ｂ）のドリルＤは刃先角θが１６０°の薄板加工用ドリルである。
ドリル孔Ｈの加工精度・寸法精度を高めるためには、図２（ｂ）のように、ドリルＤの先端部がドリル孔の出口面に到達する前にドリルＤの外周部がドリル孔Ｈの入り口面を切削し始めるように刃先角θを大きくしたドリルが望ましい。しかし、このように刃先角θを大きくすると、円盤状切りくずがより発生しやすくなる。
ドリルＤの刃先角θが大きいドリルの場合、ドリルＤの先端部の軸方向位置とドリルＤの外周部の軸方向位置が接近する。このため、ドリルＤの先端部がドリル孔Ｈの出口面に到達する直前にはドリルＤが削り進む残りの材料厚みは薄くなり、当該材料厚みの強度が低下し塑性変形しやすくなる。
ドリルＤがさらに切り進もうとすると、強度が低下した残りの材料厚みがドリルＤの推力に押されて塑性変形を起こし、ドリル孔Ｈの出口方向へ押し出されながら削られる。このため、ドリルＤの外周部がドリル孔Ｈの出口面に到達しても、残りの材料は完全には削られずに薄く残り、円盤状の切りくずＢＲとして残る。
図３は切りくずＢＲが発生する過程を順番に示している。切りくずＢＲは酸化皮膜Ｗａの有無に関わらず発生するが、ここでは参加被膜Ｗａがある状態を例に示す。
図３（ａ）はドリル孔Ｈの出口側でドリルＤの先端部に押されて酸化皮膜Ｗａが塑性変形する状態を示している。この時、ドリルＤの外周部によって酸化皮膜Ｗａが円形に切削される。しかしながら、酸化皮膜Ｗａは周囲が円形に完全には切削されないで、図３（ｂ）（ｃ）のように弾性変形・塑性変形することにより円盤状の切りくずＢＲが発生する。
この切りくずＢＲは、周縁部の一部がドリル孔Ｈの出口側面と繋がったまま残留することが多い。そして、図３（ｃ）のようにドリル孔Ｈが貫通してドリル先端が出口側に突出しても、切りくずＢＲが９０°以上に開いた状態のまま残留することになる。
そこで、本実施形態の切りくず除去装置は、図４（ａ）（ｂ）のようにドリル孔Ｈの出口側に当て部材Ｂを配置することにした。ドリル孔Ｈの出口側と当て部材Ｂとの間の隙間ＣＬは、切りくずＢＲが開く角度をθとすると、角度θ＜９０の範囲にとどまる距離とする。したがって、切りくずＢＲの直径をＤＭとすると隙間ＣＬは直径ＤＭよりも小さい。
これにより、切りくずＢＲが鋭角に開いた状態で切りくずＢＲの先端部が当て部材Ｂに当接する。すなわち、切りくずＢＲが開く角度が９０度未満の状態で切りくずＢＲの先端部が当て部材Ｂに当接する。
当て部材Ｂをこのように配置することで、切りくずＢＲの先端部が９０°未満で開いた状態で切りくずＢＲの先端部を当て部材Ｂに当てて固定することができる。したがって、ドリルＤの外周部が円盤状の切りくずＢＲの基端部（回転支点）を強制的に切除することができる。
切りくずＢＲが開いた角度θが９０°以上の状態であると、切りくずＢＲの先端部を当て部材Ｂに当てて固定することができない。したがって、切りくずＢＲの基端部（回転支点）を強制的に切除することができない。
基端部（回転支点）を切除された切りくずＢＲは、ドリルＤの回転力で周囲に飛ばされる。このようにしてドリル孔Ｈの出口側に発生した切りくずＢＲを確実に除去することができる。
図５～図７に切りくず除去装置としての当て部材Ｂの具体例を示す。図５に示す当て部材Ｂは上部に支持突部Ｂ１と当て部Ｂ２を有する。また当て部材Ｂの側面に別の当て部Ｂ３を有する。
Ｈ形鋼Ｗのウェブは水平スパンが長いうえに下支えがない。このため、ウェブにドリル孔Ｈを加工する際にウェブが下側に撓みやすい。ウェブが下側に撓むとドリル孔Ｈの加工精度が低下したりドリルＤが欠損したりする可能性がある。
そこで、当て部材Ｂに支持突部Ｂ１を形成した。この支持突部Ｂ１によって、ドリル孔Ｈの出口側周縁部を押圧してＨ形鋼Ｗのウェブが下側に撓むのを防止することができる。
これによりドリル孔Ｈの加工精度を向上し、ドリルＤの欠損を防止することができる。支持突部Ｂ１の高さは、前述した隙間ＣＬと同じにすることは言うまでもない。
支持突部Ｂ１の周囲には当て部Ｂ２が形成されている。この当て部Ｂ２に切りくずＢＲの先端部を当接させることで切りくずＢＲを除去する。
図６は、切りくず除去装置としての当て部材ＢをドリルヘッドＨｄに支持する例である。ドリルＤや当て部材Ｂは、本装置の自動工具交換装置ＡＴＣに交換可能に保持することができる。
ドリルヘッドＨｄのチャックＣに支持されたドリルＤを当て部材Ｂに交換することで、図７（ａ）（ｂ）のようにＨ形鋼Ｗのフランジのドリル加工で発生する切りくずＢＲを当て部材Ｂの当て部Ｂ３に当接させて除去することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、前記当て部材ＢはドリルヘッドＨｄに保持する他、専用の板状治具としてドリル孔の出口側に配設することも可能である。また当て部材Ｂの切りくずＢＲの先端が当接する部分は平面に限らず、円盤状の切りくずＢＲの角度θが９０度未満にとどまる条件を満たせば、斜面や曲面などいかなる形状でも良い。
Ｂ：当て部材（切りくず除去装置） Ｂ１：支持突部
Ｂ２：当て部 Ｂ３：当て部
Ｃ：チャック ＣＬ：隙間
Ｄ：ドリル ＤＭ：直径
Ｈ：ドリル孔 Ｈｄ：ドリルヘッド
Ｗ：Ｈ形鋼（ワーク） Ｗａ：酸化皮膜
Ｂ２：当て部 Ｂ３：当て部
Ｃ：チャック ＣＬ：隙間
Ｄ：ドリル ＤＭ：直径
Ｈ：ドリル孔 Ｈｄ：ドリルヘッド
Ｗ：Ｈ形鋼（ワーク） Ｗａ：酸化皮膜
Claims (6)
- ワークにドリル孔を加工する際に当該ドリル孔の出口側に発生する円盤状の切りくずを
除去する切りくず除去装置であって、前記ドリル孔の出口側において前記円盤状の切りくずが鋭角に開いた状態で当該切りくずに当接する当て部材を有することを特徴とする切りくず除去装置。 - 前記ドリル孔の出口側と前記当て部材との間の隙間が前記円盤状の切りくずの開き角度が９０度未満に抑制される距離であることを特徴とする請求項１の切りくず除去装置。
- 前記当て部材が、前記円盤状の切りくずが当接する当て部と、前記ドリル孔の出口側の周囲に当接する支持突部を有することを特徴とする請求項１の切りくず除去装置。
- ワークにドリル孔を加工する際に当該ドリル孔の出口側に発生する円盤状の切りくずを除去する切りくず除去方法であって、前記ドリル孔の出口側において前記円盤状の切りくずが鋭角に開いた状態で当該切りくずに当て部材を当接させることを特徴とする切りくず除去方法。
- 前記ドリル孔の出口側と前記当て部材との間の隙間を前記円盤状の切りくずの開き角度が９０度未満に抑制される距離にしたことを特徴とする請求項４の切りくず除去方法。
- 前記当て部材が、前記円盤状の切りくずが当接する当て部と、前記ドリル孔の出口側の周囲に当接する支持突部を有することを特徴とする請求項４の切りくず除去方法。
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| JP2023093851A JP7378657B1 (ja) | 2023-06-07 | 2023-06-07 | 切りくず除去装置及び除去方法 |
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