JPH08318424A - 拘束せん断機用可動側切断刃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】寿命が長く精度が高い鍛造用素材を量産するた
めに拘束性能を高めても切断刃のトータルコストを低下
できる。 【構成】長尺棒材の周面に接し長尺棒材を囲む環状刃材
で形成された環状刃体４５と長尺棒材の可動方向側の部
分周面に接する接触面を有し可動方向側にのみ非環状拘
束材で形成された分離可能な非環状拘束体４９とからな
り、環状刃体４５と非環状拘束体４９の内面は円筒面４
６，５１であり、円筒面同士を連続的に接続させるため
の位置決め用ピン５５が通されていおり、拘束性を高め
て寿命が長く精度が高い鍛造用素材を量産するとともに
切断刃の単価を低くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、拘束せん断機用可動側
切断刃に関する。さらに詳しくは、拘束した長尺棒材を
せん断力により定寸に切断して鍛造用素材取りを行う拘
束せん断機に用いる可動側切断刃に関する。

【０００２】

【従来の技術】鍛造用素材取りは、長尺棒材を短寸に切
断することにより行われる。鍛造用素材の量産のための
切断は、せん断機により長尺棒材にせん断力を作用させ
せん断により短寸に切断する。このように切断された鍛
造用素材に発生する残留応力が時効割れの原因になると
考えられている。

【０００３】このような残留応力は、切断される長尺棒
材の先頭部に曲げ応力が働くために生ずるベンディング
（以下、この明細書においてトップベンディングとい
う）と切断時に長尺棒材を後方へ後退させる後退力の発
生（以下、この明細書においてバックリングという）が
主因である。

【０００４】自由切断の場合には、このようなベンディ
ングとバックリングを回避できない。このような現象を
回避するためのせん断機は、拘束せん断機として知られ
ている。拘束せん断機として、軸方向に加圧し長尺棒材
の先端面をストッパに押圧しベンディングを回避するせ
ん断機が知られている。

【０００５】また、筒状に形成し筒の内周円筒面で棒材
を拘束するための可動側せん断刃を用いるせん断機が知
られている。さらにまた、筒状に形成し筒の内周円筒面
で棒材を拘束するための可動側せん断刃を用いるせん断
機が知られている。精密せん断機として知られ拘束せん
断機と称されるこのような切断機は、精密鍛造品の大量
生産のために不可欠の加工機である。

【０００６】このような拘束高速切断機の可動側せん断
刃は、高価な刃物鋼で作られ体積が大きい単体の刃物で
ある。このような刃物は、１基の拘束高速切断機に、例
えば５０組が用いられている。材料径をＤ1〜Ｄ50で表
し切断刃の内径をｄ1〜ｄ50で表すと、Ｄn＝ｄn＋ａで
表され、精密切断のためには、ａが適切に定められてい
る。このような数十組の刃物の製作費は、切断機本体価
格の１／４〜１／３にも達している。このような事情に
鑑みてコストダウンが図られた切断刃も知られている。
この切断刃は、小さい寸法の切断刃部分とこの部分を焼
き嵌め等で母体に固定した複合体である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように材料費の高
騰を抑えてコストダウンを図ってもコストダウンを不満
足なものにしているもう１つの問題点が残存している。
切断機には、刃物は刃物ケースに収容されて取り付けら
れる。刃物交換時には、刃物ケースをクレーンなどによ
り、台車に載せて切断機と刃物収容場所との間で往復搬
送させている。刃物収容場所で刃物ケース内の複合体で
ある刃物を交換する。この交換作業で作業者は、重い刃
物複合体を持ち上げたり降ろしたりする重労働を強いら
れる。このような重労働が、人件費その他の経営上の問
題によってコストダウンを阻んでいる。

【０００８】一方において、鍛造品の量産性、加工精度
の向上、部品寿命の延長が益々要求される昨今、ベンデ
ィングをさらに回避し拘束性能を向上しなければ技術進
歩に追随できない。この要求に応えて精密な拘束切断を
行うためには、切断刃の単価が高騰するという問題点が
逆にある。

【０００９】本発明は、このような技術的背景に基づい
てなされたものであり、下記目的を達成する。

【００１０】本発明は、拘束性能を高めることにより寿
命が長く精度が高い鍛造用素材を量産するための拘束せ
ん断機用可動側切断刃を提供することを目的とする。

【００１１】本発明は、拘束性能を高めても単価が高騰
しない拘束せん断機用可動側切断刃を提供することを目
的とする。

【００１２】本発明は、刃物の取替え作業の重労働から
作業者を開放し且つ低廉な拘束せん断機用可動側切断刃
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に次のような手段を採る。

【００１４】この発明１の拘束せん断機用可動側切断刃
は、長尺棒材の周面に接し前記長尺棒材を囲む環状刃材
で形成された環状刃体と、前記長尺棒材の可動方向側の
部分周面に接する接触面を有し前記可動方向側にのみ非
環状拘束材で形成された非環状拘束体とからなる。

【００１５】この発明２の拘束せん断機用可動側切断刃
は、前記発明１において、前記環状刃体と前記非環状拘
束体とは分離可能であることを特徴としている。

【００１６】この発明３の拘束せん断機用可動側切断刃
は、前記発明１において、前記環状刃体の内面は第１円
筒面であり、前記非環状拘束体の前記部分周面に接する
前記接触面は第２円筒面であることを特徴としている。

【００１７】この発明４の拘束せん断機用可動側切断刃
は、前記発明１において、前記環状刃体と前記非環状拘
束体とは分離可能であり、前記環状刃体の内面は第１円
筒面であり、前記非環状拘束体の前記部分周面に接する
前記接触面は第２円筒面であり、前記第１円筒面と前記
第２円筒面とを連続的に接続させるための位置決め用部
材が前記環状刃体と前記非環状拘束体とに設けられてい
ることを特徴としている。

【００１８】

【作用】本発明の拘束せん断機用可動側切断刃は、可動
刃側の棒材は、拘束部材により精密に拘束される。拘束
部材の拘束材は環状でないが、実質有効な拘束長さが長
い。なお、拘束部材は可動刃と独立に交換可能である。

【００１９】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
４，５，６は、本発明の可動刃の実施例１を示す断面
図、図１，２，３は可動刃を示す断面図である。図７，
８は図１，４に示す固定刃及び可動刃を含む拘束切断型
を備えるレバープレス１の要部を示し、正面図、側面図
である。後述する機構を備えるレバープレス１のベッド
２が機体３の機台３の上面に固定されている。

【００２０】ベッド２の上方には、機体３に昇降駆動さ
れ支持されているラム５が設けられている。ラム５には
押し型である上型６が取り付けられている。ベッド２の
上面に下型組立用治具７がセットされている。下型組立
用治具７は、ベッド２の上面に固定されている治具本体
８と治具本体８に固定されているハードライナ９とハー
ドライナー９に案内され左右に位置変更できる下型取付
用本体１０とから構成されている。

【００２１】下型取付用本体１０には、下型取付用本体
１０の下端面が軌道面に一致する複数体の移動用ローラ
１１が設けられている。下型取付用本体１０は、複数の
油圧式クランプ手段４１により治具本体８に把持固定さ
れる。油圧式クランプ手段４１による把持固定が解消さ
れた下型取付用本体１０は移動用ローラ１１により軽便
に前後動して、図８に示すように、後述する型交換移送
用台車に走行自在に転載される。

【００２２】図９，１０に示すように、治具本体８に固
定されている下型取付用本体１０に、円筒状の固定刃固
定用ホルダ１２が取り付けられ固定されている。固定刃
固定用ホルダ１２の一方の端面側に軸方向に窪む円柱形
穴１３が設けられている。この円柱形穴１３に環状の固
定刃１４が軸方向にはめ込まれている。

【００２３】図１０に示すように、固定刃１４には、外
周面である円筒面の中心軸線を中心とする円筒面１５を
備える中心穴１６が開けられている。中心穴１６の外端
の円周が刃縁１７として形成されている。固定刃固定用
ホルダ１２に、中心穴１６に届く中心穴１８が貫通して
いる。中心穴１８に固定側ワーク拘束用環状体１９が挿
入されている。

【００２４】固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内
周面は、断面が円の棒材をせん断するこの実施例におい
て、円筒面１９ａである。この円筒面と固定刃１４の円
筒面１５とは同一軸方向に連続している。固定刃１４と
固定側ワーク拘束用環状体１９は、切断刃用の高硬度の
鋼材が用いられているが、固定側ワーク拘束用環状体１
９は固定刃１４より低廉な鋼材を用いることができる。
固定側ワーク拘束用環状体１９のワーク導入部２０は僅
かに拡径処理がなされている。

【００２５】図１に示すように、固定側ワーク拘束用環
状体１９と固定刃固定用ホルダ１２とは、拘束環状体と
しての固定側ワーク拘束用環状体１９と固定刃固定用ホ
ルダ１２に分有される複数のねじ穴２１が軸方向に通さ
れている。ねじ穴２１に結合用ボルト２２がねじ込まれ
る。ねじ穴２１は固定刃１４の中まで届いている。結合
用ボルト２２により固定側ワーク拘束用環状体１９と固
定刃固定用ホルダ１２と固定刃１４とが１体に結合され
る。固定刃１４の端面の１８０度異なる２箇所から軸方
向に２つのピン穴２３が固定刃固定用ホルダ１２の中ま
で届くように開けられている。

【００２６】ピン穴２３に固定刃側位置決めピン２４が
通されている。固定刃固定用ホルダ１２の端面から固定
刃１４の端面まで共通の中心軸を共有する蹴り出しピン
挿入用穴２５が軸方向に開けられている。蹴り出しピン
挿入用穴２５は、固定刃固定用ホルダ１２において大径
で固定刃１４において小径である。蹴り出しピン挿入用
穴２５に蹴出ピン２６が挿入されている。蹴出ピン２６
の一端に鍔２７が設けられている。

【００２７】鍔２７と蹴り出しピン挿入用穴２５の段差
壁との間に圧縮コイルスプリング２８が介設されてい
る。蹴り出しピン挿入用穴２５の後端が位置する固定刃
固定用ホルダ１２の後端面に穴あきストッパ２９が取り
付けられている。このストッパ２９により蹴出ピン２６
の前端面が固定刃１４の端面から僅かにでも突出しない
ように規制されている。図示しない蹴り出し手段が、ス
トッパ２９の穴に出没する。

【００２８】図１０に示すように、下型取付用本体１０
の天頂部３０から固定側ワーク拘束用環状体１９を径方
向に貫通するクランピング用穴３１が開けられている。
クランピング用穴３１に摺動するクランピング用ピン３
２がはめられている。クランピング用ピン３２は、天頂
部３０の上面に固定された空気圧クランパ３４の駆動部
（図示せず）に結合している。

【００２９】図１０，１１に示すように、可動刃案内体
４０が下型取付用本体１０の１部を構成している。可動
刃案内体４０にガイドライナ４２が設けられている。ガ
イドライナ４２に案内され可動刃用ホルダ４３が案内さ
れ昇降する。図４，５，６に示すように、可動刃用ホル
ダ４３に固定刃１４側から円柱状穴４４が開けられてい
る。円柱状穴４４に環状の可動刃４５がはめ込まれてい
る。可動刃４５には、外周面である円筒面の中心軸線を
中心とする円筒面４６を備える中心穴４７が開けられて
いる。中心穴４７の外端の円周が刃縁４８として形成さ
れている。

【００３０】図５に示すように、ワークの送り方向に突
出する部分環状拘束体４９が可動刃４５に設けられてい
る。可動刃４５と部分環状拘束体４９は分離可能であ
る。部分環状拘束体４９は、図５のXII−XII線断面とし
て示す図１２に示すように、部分環５０を形成し、内面
は固定刃１４の刃縁４８の１部を軸方向に延長した部分
円筒面５１である。

【００３１】可動刃４５と部分環状拘束体４９に連続す
る複数のねじ穴５２が開けられている。ねじ穴５２に、
結合用ボルト５３がねじ込まれている。可動刃４５と部
分環状拘束体４９に連続する複数のピン穴５４が開けら
れている。ピン穴５４に、可動刃側位置決めピン５５が
はめ込まれている。部分環５０が設けられる角度範囲は
自由であるが、可動刃４５の可動方向（図１２に矢Ｄで
示す）であり後述する可動刃の初期位置から切断完了位
置に向かう方向には必ずある。図１２に示すように、可
動刃４５の中心線Ｏのまわりの１２０度〜１８０度の範
囲に部分環状拘束体４９が設けられている。部分環状拘
束体４９の中心は前記矢線Ｄに一致していることが好ま
しい。

【００３２】図８に示すように、レバープレス１の前方
側（手前側、図で右方側）にレバープレス１に対して前
進後退する台車６０が軌道上に案内されている。台車６
０に支持されるコラム６１の上面に案内台６２が取り付
けられている。案内台６２の上面と治具本体８、ハード
ライナ９の上面は１平面を形成している。台車６０に交
換用下型組立用治具７が載せられている。

【００３３】交換用下型組立用治具７の固定刃１４の円
筒面１５及び固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内
周面の直径は、動作中下型組立用治具７の固定刃１４の
円筒面１５及び固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体
内周面の直径と異なる場合がある。交換用下型組立用治
具７の固定刃１４の円筒面１５及び固定側ワーク拘束用
環状体１９の環状体内周面の直径が、動作中下型組立用
治具７の固定刃１４の円筒面１５及び固定側ワーク拘束
用環状体１９の環状体内周面の直径と同じである場合が
ある。

【００３４】同様に、交換用可動刃４５の可動刃４５の
円筒面４６及び部分環状拘束体４９の部分円筒面５１の
直径は、動作中下型組立用治具７の可動刃４５の円筒面
４６及び部分環状拘束体４９の部分円筒面５１の直径と
異なる場合がある。交換用下型組立用治具７の可動刃４
５の円筒面４６及び部分環状拘束体４９の部分円筒面５
１の直径が、動作中下型組立用治具７の可動刃４５の部
分円筒面５１及び部分環状拘束体４９の部分円筒面５１
の直径と同じである場合がある。

【００３５】図１３，１４は、ワークの送り方向に対向
して設けられているストッパ装置７０を示している。ス
トッパ装置７０はレバープレス１に併設されるストッパ
台７１に載置されている。図１３に示すように、ストッ
パ台７１の１部の上面に棒材であるワークの送り量を定
めるための定寸送りモータ７２が設けられている。定寸
送りモータ７２の回転軸に結合している減速装置に付随
する回転体の回転角度が定寸パルスカウンタ７３により
計数される。

【００３６】定寸パルスカウンタ７３の出力回転軸に歯
車７５が同軸に取り付けられている。図１３に示すよう
に、歯車７５に噛み合う歯車７６の回転により、ストッ
パ押しねじ７７が定寸前進後退する。ストッパブロック
７８がストッパ押しねじ７７により前進方向に押圧され
る。ストッパブロック７８にストッパ８０が軸方向に支
持されている。

【００３７】ストッパ台７１に複数箇所で油圧クランパ
ー７９が設けられている。油圧クランパー７９によりス
トッパ８０はストッパ押しねじ７７に押圧された状態で
油圧クランパー７９により強固に固定される。ストッパ
８０の前端にストッパヘッド８１が取り付けられてい
る。ストッパヘッド８１の前端面の１部は、固定刃１４
の中心穴１６に対向している。

【００３８】図１５は、拘束切断機用の公知のレバープ
レスを示す。簡単に説明すると、レバープレスは、駆動
モーター９０を回転駆動源として駆動されるフライホイ
ール９１に噛み合い回転する大ギア９２に偏心して設け
られているクランク９３、角メタル９４を介しキングピ
ン９５を中心に揺動するレバー９６の出力端９７に摺動
して昇降するラムを備えている。このラム５の降下時の
パワーが、可動刃４５に与えられる。

【００３９】次に、実施例の動作を説明する。本切断機
に適した図１５に示すレバープレス１に対して図８に示
す台車６０を前進させる。ローラ１１により軽便に走行
する下型取付用本体１０を把手９９により押してベッド
２上の治具本体８に移載する。下型取付用本体１０を油
圧クランパ４１により定位置にクランプする。

【００４０】図７に示すように、下型取付用本体１０は
ハードライナ９により案内して横方向に移動させること
ができる。その移動位置でもクランプすることができ
る。２体の下型取付用本体１０を治具本体８上に載置し
ておき、交換使用することができる。

【００４１】図１０は、下型組立用治具７がベッド２上
の治具本体８にクランプされたクランプ状態を示してい
る。レバープレス１が駆動される。レバープレス１の大
ギア９２の１回転周期の間に、以下に述べる１工程動作
が行われる。図１０は、可動刃４５が動作前の状態を示
している。

【００４２】即ち、図１６にこの状態を示すように、固
定刃１４と可動刃４５は同軸上にあり、可動刃４５の中
心穴４７の円筒面４６と固定刃１４の中心穴１６の円筒
面１５とは同一円筒面を形成している。また、この同一
円筒面と固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内周面
とも同一円筒面を形成している。

【００４３】このような動作前の状態で、図１８に示す
ように、ピンチローラ１００により棒材Ｗが供給され
る。ピンチローラ１００により直進する棒材Ｗは、固定
側ワーク拘束用環状体１９、固定刃１４、可動刃４５の
中心穴を通過してストッパ８０のストッパヘッド８１に
突き当たり停止する。棒材Ｗは、ピンチローラ１００に
より前進方向に圧力をかけられているが、油圧クランパ
ー７９によりクランプされているストッパ８０は後退し
ない。棒材の前端面は、ストッパヘッド８１の前端面に
圧接している。

【００４４】レバープレス１の大ギア９２の１回転が開
始される。レバー９６が揺動し出力端９７が降下する。
レバー９６の梃子作用により、出力端９７の降下方向の
力が最大になり始める位置で、ラム５に取り付けられて
いる上型６が可動刃用ホルダ４３を押し下げ始める。固
定刃１４より前方にある棒材Ｗの部分が固定刃１４の中
にある部分に対して断層化される。

【００４５】この断層化状態では、図２１に示すよう
に、本体部Ｗａは固定刃１４の内周面である円筒面１５
及び固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内周面に拘
束されている。この拘束により、本体部Ｗａに曲げ力が
作用しない。断層部Ｗｂは可動刃４５の円筒面４６及び
部分環状拘束体４９の部分円筒面５１に拘束されてい
る。この拘束により断層部Ｗｂに曲げ力が作用しない。
さらに、ストッパヘッド８１により断層部Ｗｂの前端面
が拘束されている。ストッパヘッド８１が曲げ力に抵抗
する。本体部Ｗａと断層部Ｗｂとの間に作用するせん断
力は、曲げ応力として本体部Ｗａと断層部Ｗｂに作用す
る。この曲げ応力が大きく面上に集中すると、後日の時
効割れを惹起する。本体部Ｗａは固定側ワーク拘束用環
状体１９によっても拘束され集中曲げ応力を受けにく
い。断層部Ｗｂは、延長部である部分環状拘束体４９の
部分円筒面５１によっても拘束され集中曲げ応力を受け
にくい。せん断中、棒材Ｗには前進力が働くが、前進力
はストッパ８０により拘束されている。

【００４６】図１７，１９は、切断完了状態を示してい
る。可動刃４５は、ラム５とともに下死点にある。蹴出
ピン２６により切断されたビレットが蹴り出される。図
２０はビレットが落下し、ストッパ８０が後退し、ラム
５が上死点に復帰し、図１７に示す押上げロッド１０２
により上昇位置に上昇し、棒材Ｗがピンチローラ１００
により一定量送り出された状態を示している。次にスト
ッパ８０が前進して棒材Ｗの前端を押し戻し棒材突出量
を一定量にする。

【００４７】このような拘束切断は高速に行われ、固定
刃１４、可動刃４５の刃縁が痛み、全体に摩耗が進む。
また、固定側ワーク拘束用環状体１９の内周面及び部分
環状拘束体４９の部分円筒面５１の前端部の摩耗が進
む。待機中の下型取付用本体１０と交換する。交換され
た下型取付用本体１０の固定刃１４、固定側ワーク拘束
用環状体１９、可動刃４５、部分環状拘束体４９を交換
する。

【００４８】固定刃１４と固定側ワーク拘束用環状体１
９は独立に交換できる。可動刃４５と部分環状拘束体４
９とは独立に交換できる。結合用ボルト２２を外せば固
定刃１４と固定側ワーク拘束用環状体１９とは分離す
る。固定刃１４と固定側ワーク拘束用環状体１９の両方
または一方を取り換える。

【００４９】ピン穴２３により組み替え後の固定刃１４
と固定側ワーク拘束用環状体１９との位置合わせが行わ
れる。結合用ボルト５３を外せば可動刃４５と部分環状
拘束体４９とは分離する。可動刃４５と部分環状拘束体
４９の両方または一方を取り換える。ピン５５により組
み替え後の可動刃４５と部分環状拘束体４９との位置合
わせが行われる。

【００５０】

【発明の効果】この発明の拘束せん断機用可動側切断刃
は、可動刃側の棒材が拘束部材により精密に拘束され
る。有効な拘束長さが長い。拘束部材は可動刃と独立に
交換可能であるので、トータルコストを低下することが
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、拘束せん断機用固定側切断刃の実施例
を示す正面断面図である。

【図２】図２は、図１の左側面図である。

【図３】図３は、図１の右側面図である。

【図４】図４は、本発明の拘束せん断機の可動側切断刃
の実施例１を示す正面図である。

【図５】図５は、図４の右側面図である。

【図６】図６は、図５の底面図である。

【図７】図７は、本発明に関する拘束せん断機を示す正
面図である。

【図８】図８は、図７の左側面図である。

【図９】図９は、固定側切断刃を含む治具を示す左側面
図である。

【図１０】図１０は、図９の正面断面図である。

【図１１】図１１は、図１０の右側面図である。

【図１２】図１２は、図５の１部の正面断面図である。

【図１３】図１３は、ストッパを示す平面図である。

【図１４】図１４は、図１３の正面図である。

【図１５】図１５は、公知のレバープレスを示す正面図
である。

【図１６】図１６は、切断態様を示す断面図である。

【図１７】図１７は、他の切断態様を示す断面図であ
る。

【図１８】図１８は、第１切断工程を示す断面図であ
る。

【図１９】図１９は、第２切断工程を示す断面図であ
る。

【図２０】図２０は、第３切断工程を示す断面図であ
る。

【図２１】図２１は、切断中の両刃の切断作用を示す断
面図である。

【符号の説明】

４５…可動刃 ４６…円筒面（第１） ４９…非環状拘束体 ５１…円筒面（第２） ５５…ピン（位置決め用部材）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長尺棒材の周面に接し前記長尺棒材を囲む
   環状刃材で形成された環状刃体と、 前記長尺棒材の可動方向側の部分周面に接する接触面を
   有し前記可動方向側にのみ非環状拘束材で形成された非
   環状拘束体とからなる拘束せん断機用可動側切断刃。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記環状刃体と前記非環状拘束体とは分離可能であるこ
   とを特徴とする拘束せん断機用可動側切断刃。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記環状刃体の内面は第１円筒面であり、 前記非環状拘束体の前記部分周面に接する前記接触面は
   第２円筒面であることを特徴とする拘束せん断機用可動
   側切断刃。
4. 【請求項４】請求項１において、 前記環状刃体と前記非環状拘束体とは分離可能であり、 前記環状刃体の内面は第１円筒面であり、 前記非環状拘束体の前記部分周面に接する前記接触面は
   第２円筒面であり、 前記第１円筒面と前記第２円筒面とを連続的に接続させ
   るための位置決め用部材が前記環状刃体と前記非環状拘
   束体とに設けられていることを特徴とする拘束せん断機
   用可動側切断刃。