JPH0520819U - 回転刃を備えたシヤーリングマシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転刃でワークをせん断して該ワークのせん
断部両側に生ずるバリが特定方向に向くようにすること
で製品精度を向上させる。 【構成】 下刃は、水平に延びる二枚の直線型の固定刃
５により形成し、上刃は、二枚の固定刃５間に外周側刃
部３ａが装入される所要厚さの回転刃３により形成す
る。この回転刃３は、ボールネジ３７の回転駆動によっ
て上記固定刃５の長手方向へ移動される加工ヘッド２３
に組み込むことで、加工ヘッド２３の移動に伴い二枚の
固定刃５と一枚の回転刃３によりワークＷをせん断す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、上刃と下刃との協働作業によりワークのせん断加工を行うシャー リングマシンに係わり、より詳しくは上刃と下刃の一方に回転刃を用いたシャー リングマシンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

通常のせん断加工においては、直線状に延伸した直線刃である一対の上刃と下 刃の間に板状のワークを位置決めして、上刃を下降させることにより、上刃と下 刃の協働作用でワークのせん断加工を行なっている。

【０００３】 このせん断加工では、図７に示すように、上刃５１と下刃５２の間のクリアラ ンスＣは、ワークの厚さや材質等に応じた適正な値に設定することが必要となる 。このクリアランスＣが適正であるか否かによって、ワークＷに対するせん断力 や断面形状などに大きな影響を与える。したがって、製品に要求された高い加工 精度を確保するうえで、より適正なクリアランス値を設定することが不可欠なも のとなる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、適正なクリアランスを設定してもせん断加工ではバリの発生が避け難 い。これは上刃５１の食い込むワークＷの切断部分に微少なせん断変形５５がお こるからであり、ワークＷには上刃５１側と下刃５２側とで上下の向きの異なる バリが発生する。具体的には、図８に示すように、上刃５１の食い込むワーク上 面では上向きの上バリ６３が生じ、逆に下刃５２側のワーク下面では下向きの下 バリ６４が生ずる。

【０００５】 このように、ワークＷをせん断加工して得られる一つの製品の上下両面で向き の異なる上バリ６３と下バリ６４が生ずると、後工程で箱曲げ等の加工を行った 場合に、上バリ６３と下バリ６４のどちらか一方が製品の外面側に露出する等の 品質劣化をまねく。

【０００６】 また、従来の直線刃ではせん断加工の際に、ワークＷと上刃５１、下刃５２と の接触長さが直線状に長くなり、剪断抵抗がその分だけ大きくなっているため、 加工時発生する騒音や振動レベルが高くなる。従って、工場内の静粛性を阻害さ せたりして労働環境を低下させる要因となるばかりでなく、シャーリングマシン の近接に設置されている工場内の他の加工機などに、少なからぬ悪影響を及ぼす ことがある。

【０００７】 以上述べたように、要するに直線刃タイプの上刃と下刃を用いれば、向きの異 なる上バリ、下バリが一つの製品の両面に残り、製品品質を劣化させるなどの問 題があった。

【０００８】 この考案は、上記した課題に鑑みてなされたもので、その目的は、せん断部両 側に生ずる双方のバリが互いに同じ向きとなるように加工し、製品品質の向上を 図るべく回転刃を備えたシャーリンクマシンを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、この考案は、上刃と下刃により協働してワークを せん断するシャーリングマシンであって、上刃と下刃のいずれか一方を、水平に 延伸して離間対向する二枚の固定刃より形成し、前記上刃と下刃のいずれか他方 を、前記二枚の固定刃の間に装入可能な刃先部を有する回転刃より形成し、該回 転刃を、上記固定刃の長手方向へ移動駆動可能に設けられた加工ヘッドに取り付 けたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

このシャーリングマシンによりせん断加工を行うときは、回転刃と二枚の固定 刃の間にワークを位置決めしたうえで、加工ヘッドを二枚の固定刃の延伸方向に 移動駆動させる。これにより、回転刃の刃先部がワークに食い込んだ状態で同方 向に進み、回転刃と固定刃により協働してワークをせん断する。より詳しく言う とワークは、回転刃の厚さ方向両側の二つの刃先部と、二枚の固定刃とにより二 箇所で切り離され、回転刃の厚さに応じた幅寸法をもつスクラップが生ずる。

【００１１】 その際、ワークの切離部二箇所にそれぞれバリが発生するが、回転刃の上記二 つの刃先部は、双方ともワークの同一表面側より食い込み、固定刃側に向かって 同じ方向のせん断変形が生じる。そのため、バリの向きは図６に例示するように 、ワークＷ、スクラップＳの各切離部において下バリ、上バリがそれぞれ生じる 。つまり、このせん断加工で得られる一つの製品の両端部には互いに同じ向きの バリが残留することとなる。

【００１２】 上述のように、このシャーリングマシンによれば、製品の両端部に残る各バリ の向きが一定向きに統一されるため、後工程で箱曲げ加工などを行う際に、上記 両端部のバリが共に製品の内面側がかくれるように曲げ加工でき、製品品質の向 上を図ることができる。

【００１３】

【実施例】

以下にこの考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１４】 図１において、フレーム１には上刃である回転刃３が移動自在に支承されてお り、この回転刃３の外周の刃先部３ａは、下刃である２枚の固定刃５間に装入で きるように設けられている。フレーム１の下方側には、ワークテーブル７がワー ク移送方向すなわち図中のＹＹ’方向に延在して配設され、ワークテーブル７の 上部には、ワーククランプ９を備えたキャレッジ１１が、図示しない直線軸受部 材を介してＹＹ’方向へ移動自在に設けられている。キャレッジ１１はＹＹ’方 向に延びるボールネジ１３に螺合し、ボールネジ１３の一端はフレーム１に回転 自在に支持されている。ボールネジ１３の他端には回転駆動用のモータ１５が連 結されモータ１５は、図示しないＮＣ制御装置を介して数値制御運転されるよう になっている。

【００１５】 前記二枚の固定刃５は、回転刃３と対応するワークテーブル７の一端側の固定 刃ホルダ部１２に取り付けられ、二枚の固定刃５間の離間寸法は、回転刃３の厚 さ寸法よりも僅かな値だけ大になるように設定されている。二枚の固定刃５間の 下方には、傾斜部１７ａを有するスクラップ排出通路１７が形成され、傾斜部１ ７ａの下端出口側には図示しないスクラップボックスが設置されている。

【００１６】 固定刃５の上方に設けた回転刃３は、その厚さ方向両側の外周縁部がそれぞれ 刃先部３ａとされ、二つの刃先部３ａはワーク上面に食い込む切断機能部位とな っている。二つの刃先部３ａの間の外周面には、Ｖ溝１９が全周にわたって形成 されている。

【００１７】 回転刃３の中心にはシャフト２１が一体に取り付けられ、シャフト２１の両端 部はベアリング等を介して、加工ヘッド２３の軸受部２５に回転自在に支持され ている。回転刃３を挾むシャフト２１の両側根元部には、それぞれシャフト２１ よりも大径のギヤ２７が形成されている。ギヤ２７の上方にはピニオン２９が設 けられ、ピニオン２９の軸端部は加工ヘッド２３に回動自在に取り付けられてい る。このピニオン２９には前記ギヤ２７が嵌み合っている。

【００１８】 さらに、ピニオン２９は、その上方に設けたラック３１と嵌み合っており、ラ ック３１は、図２に示すように、ＹＹ’方向と直交する水平面内のＸＸ’方向に 延在している。ラック３１の両端部はフレーム１に固着され、ラック３１の上側 背面には、剛性の大きなラック支え部材３３が設けられている。

【００１９】 加工ヘッド２３の中間部両側面には一対の水平溝２３ａが形成され、水平溝２ ３ａは、ＸＸ’方向に延伸する一対のガイド部材３５に摺動自在に嵌合し、この 一対のガイド部材３５はフレーム１に固設されている。

【００２０】 加工ヘッド２３の上端近傍部にはネジ孔３７が形成され、ネジ孔３７はＸＸ’ 方向に延在するヘッド駆動機構としてのボールネジ３９と螺合している。ボール ネジ３９の一端はフレーム１により回動自在に支持され、ボールネジ３９の他端 には、図２に示すように、上記ＮＣ装置を介して数値制御運転される回転駆動用 のモータ４１が連結されている。

【００２１】 加工ヘッド２３のＹＹ’方向両側には一対のシリンダ４３が設けられ、シリン ダ４３はフレーム１に固定して組付けられている。シリンダ４３は上下方向に配 置され、シリンダ４３内にはピストン４５が摺動自在に嵌合している。ピストン ４５の下端にはワーク押え部材４７の上端部が連結され、ワーク押え部材４７は 、フレーム１に固設したガイド部材４９内に摺動自在に嵌合している。このワー ク押え部材４７の下端面は、ワークＷを押圧する当接箇所となっており、所要の 当接面積を有するように幅広に形成されている。

【００２２】 次に実施例の作用を説明する。

【００２３】 まず、ワークテーブル７上にワークＷを載置し、このワークＷをキャレッジ１ １のワーククランプ９で把持し、モータ１５でボールネジ１３を回転駆動するこ とにより、ボールネジ１１を回転刃３と対応する所定の位置まで移動させ、ワー クＷの位置決めを行う。

【００２４】 つぎに、一対のシリンダ４３によりピストン４５を伸長駆動させることで、ワ ーク押え部材４７を下降させて、固定刃５と対応するワークＷの上面を押圧保持 する。ワークＷを押圧保持したら、その状態のままモータ４１でボールネジ３７ を回転駆動することにより、加工ヘッド２３を図２中Ｘ方向へ移動させる。この 加工ヘッド２３の移動に伴って、回転刃３の刃先部３ａがワークＷに食い込み、 固定刃５と協働してワークＷのせん断加工が行なわれる。

【００２５】 このせん断過程で、回転刃３及びギヤ２７は図中時計回り方向Ｒに回転しなが らＸ方向に移動する。そして、加工中にワークＷから回転刃３に上向きの反力が 生じた場合、この反力はギヤ２７及びピニオン２９を介してラック３１に伝えら れ、ラック支え部材３３により受け止められる。したがって、ワークＷからの反 力により回転刃３が上向へ変位することが防止される。

【００２６】 そして、回転刃３と固定刃５で切り離されたワークＷは、製品受け台１８に落 下したのち製品ボックスに収納される。その際、このせん断加工では、回転刃３ の厚さ方向に応じた幅寸法のスクラップが生ずる。スクラップは２枚の固定刃５ 間に形成したスクラップ排出通路１７に落したのち、図示しないスクラップボッ クスに収納される。

【００２７】 回転刃３を挾む両側において、ワークのせん断端部二箇所にはそれぞれバリが 生ずる。しかし、これら二箇所に生ずるワークのバリは双方とも下向きとなる。 このことを詳しく述べると、回転刃３の外周断面形状をＶ字状に形成しているた め、回転刃３の厚さ方向両側の刃先部３ａはともに下方、つまり固定刃５側へ突 出する形状となっている。その結果、これら刃先部３ａによる切断端部二箇所の 破断状況は、回転刃３から固定刃５へ向かって互いに同様なものとなり、図６に 示すように、ワークＷの下面側に下バリ６４が生じる一方、スクラップ８の上面 側には上バリ６３が生ずる。従って、最終的に形成されるワークＷの両切断部の バリは共に下向きとなる。

【００２８】 ここで、ワークせん断の際に生ずるスクラップの発生状況を、回転刃３の軸方 向よりみると、図４に示すように、回転刃３が固定刃５上面よりも所定量だけ下 方にスクラップＳを押し下げるため、発生するスクラップＳは、この押し下げ力 によって次第に下方へ曲げられてロール状になり、最終的には渦巻き形状に塑性 変形することとなる。従って、渦巻き形状のスクラップＳは直線状のものに比べ て取り扱いが容易になるので、加工後のスクラップ処理をより簡便に行うことが できる。

【００２９】 この実施例では、ワークＷのたわみを阻止するワーク押え部材４７を回転刃３ の両側に設けているとともに、このワーク押え部材４７と協働してワークＷを保 持する固定刃ホルダ１２を、フレーム１の下部に固定して配設している。これに より、ワーク押え部材４７で押圧保持されたワークＷが、せん断加工時に横方向 へ位置ずれを起こすおそれがない。

【００３０】 なお、図１では回転刃３の詳細構造を一部省略したが、図３に例示するように 、回転刃３の軸３ｃを中心とする円形状のベアリング走行用係合溝５１を適当数 回転刃３と加工ヘッド２３のいずれか一方に形成するとともに、回転刃３と加工 ヘッド２３のいずれか他方に、前記係合溝５１と走行自在に係合するベアリング ５３を設けることができる。この構成によれば、せん断時にワークＷより回転刃 ３に反力が作用しても、反力による回転刃３の軸心位置ずれ等の不具合をベアリ ング５３が阻止するため、回転刃３の回転を常に安定して維持でき、回転刃３に よるせん断加工の精度をより一層向上させることができる。

【００３１】 また、図４に示すように、せん断時において回転刃３によるワークＷに対する 接触長さは、従来の直線刃によるワークＷに対する接触長さに比べて短くなって いる。このため、回転刃３の剪断抵抗は従来の直線刃の剪断抵抗よりも小さくな り、せん断加工に伴って発生する騒音や振動のレベルが低下している。

【００３２】 ここで、この実施例による回転刃３の断面形状について付言しておくと、厚さ 方向両側の刃先部３ａがそのあいだの中間部よりも先にワークＷの表面に接触す る形状であるかぎり、種々の断面形状を採用でき、該中間部に形成する溝の形状 や刃先部３ａの突出高さは任意に設定しうる。

【００３３】 図５（Ａ）〜（Ｆ）はこの考案にかかわる回転刃３の断面形状例を示すものであ る。図５（Ａ）は本例で用いたＶ溝突きの回転刃３であるが、図５（Ｂ），（Ｃ ）それぞれ示すように、Ｖ溝に代えて円弧状溝、台形溝を形成してもよく、また 図５（Ｄ）のように、両側の刃部３ａの突出高さを互いに△Ｈだけ異ならせても よい。

【００３４】 図５（Ａ）〜（Ｄ）の刃形状はいずれも２つの刃部３ａの間に溝を有するので 、切断時に生ずるスクラップＳは、その横断面形状が溝側に突出するように湾曲 変形する。これにより、図５（Ｆ）に示す溝なしの刃形状の回転刃３に比べて上 記溝付きの回転刃３は、外周側刃先部３ａからのスクラップＳの離反が容易にな るという効果を奏する。このスクラップ離反効果を一層高めるには、図５（Ｅ） に示すように、２つの刃先部３ａ間の台形溝の内底面に更に小さいＶ溝を形成す ればよく、スクラップＳの刃先部３ａへの密着をより確実に防ぐことができる。

【００３５】 なお、この考案は上記実施例に限定されるものではなく、そのほか種々の適用 例が可能である。たとえば、実施例では回転刃３の両側にワーク押え部材４７を それぞれ設けたが、回転刃３のいずれか片側のみにワーク押え部材４７を設けて もよい。刃構造については、実施例とは逆に上刃を固定刃５により形成し、かつ 下刃を回転刃３により形成してもよい。

【００３６】 また、回転刃３側の加工ヘッド２３を移動駆動するヘッド駆動機構としてはボ ールネジ式に限らず、ラック・ピニオン方式などの他の形態の駆動機構を採用で き、要はＸＸ’方向に加工ヘッド２３を移動させる機構であればよい。さらに、 実施例ではボールネジ方式ヘッド駆動機構の外側に回転駆動用のモータ４１を設 置したが、上記ヘッド駆動機構の内側、例えば加工ヘッド２３の内側にモータ４ １を設置することも可能であり、ボールネジ３９を非回転とし、かつ加工ヘッド ２３のボールナット部分を回転駆動することにより、加工ヘッド２３を移動させ るようにしてもよい。

【００３７】 さらに、ワークＷの板厚に対応して回転刃３を上下に調節すべく、加工ヘッド ２３を上下に調節自在に設けることが望ましいものである。

【００３８】

【考案の効果】 以上説明したように、この考案によれば、ワークのせん断溝部両側に生ずるバ リの向きが同じ方向に統一されるため、後工程で箱曲げ加工を行って製品を得る 場合でも、製品の外側にバリが露呈するようなことを避けることができ、製品の 加工品質の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例にかかわるシャーリングマ
シンを示す側面図である。

【図２】図１のシャーリングマシンを示す正面図であ
る。

【図３】図１の回転刃部分を拡大して示す側面拡大図で
ある。

【図４】回転刃によるワークのスクラップ発生状況を説
明する説明図である。

【図５】回転刃の他の形状例をそれぞれ示す断面図であ
る。

【図６】この考案のシャーリングマシンによるワークの
せん断部分を示す断面図である。

【図７】従来の上刃と下刃を示す断面図である。

【図８】従来のシャーリングマシンによるワークのせん
断部分を示す断面図である。

【符号の説明】

１ フレーム ３ 回転刃 ３ａ 刃先部 ５ 固定刃 ９ Ｖ溝 ２３ 加工ヘッド ３９ ボールネジ（ヘッド駆動機構） ４１ モータ ４７ ワーク押え部材 Ｗ ワーク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上刃と下刃により協働してワークをせん
   断するシャーリングマシンであって、 上刃と下刃のいずれか一方を、水平に延伸して離間対向
   する二枚の固定刃より形成し、 前記上刃と下刃のいずれか他方を、前記二枚の固定刃の
   間に装入可能な刃先部を有する回転刃より形成し、 該回転刃を、上記固定刃の長手方向へ移動駆動可能に設
   けられた加工ヘッドに取り付けたことを特徴とする回転
   刃を備えたシャーリングマシン。