JPS63120012A - 金属帯のスリツト加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、広幅金属帯（冷延鋼板等）をスリッターに
て連続的に狭幅フープ材に切断するスリット加工技術に
係り、特にスリットエツジ部近傍に入る残留応力により
発生する打ち扱き製品の形状不良、いわゆるスリット歪
を発生させることなく切断し得るスリット加工方法およ
び装置に関する。

従来技術とその問題点 広幅のコイル状の冷延鋼板を狭幅フープ材に切断する方
法としては、第５図ａ、ｂに示すようなガングスリッタ
ーによるのが一般的である。ガングスリッターは上下の
アーム（６）（６’）に所定間隔にセットされた回転自
在の上下丸刃（５）　（５°）による剪断加工により連
続的に広幅金属帯板（１）を狭幅フープ材（１１）にス
リット加工するものである。

このガングスリッターにて所定幅に切断されたフープ材
は各種用途に使用されるが、前記フープ材を例えばスリ
ットエツジを含むようなＥ型に打ち抜いた場合、第６図
に示すような形状不良はスリットエツジ部（１１−１）
　（１１−２）が長手反り（図ａ）、スリットエツジ部
のねじれ（図ｂ）、エツジ部のキャンバ−不良（図Ｃ）
に分類され、スリット条件、Ｅ型製品の打夫き寸法、金
属板の材質等により異なるが、これらの形状不良形態の
一部あるいは全部が打扱き品に現われることがおる。こ
れらの形状不良は、例えばシャーにて同一幅に切断後同
様なＥ型打ち扱きを行なった場合には全く発生せず、回
転ナイフによるスリット加工に特有の現象であり、スリ
ット加工時の残留応力が原因と考えられるため、一般的
にスリット歪と呼ばれている。またスリット歪は、例え
ば腐蝕にてスリットエツジから板厚の２〜４倍の領域を
除去すると消滅することから、スリット時に入る残留応
力はスリットエツジ部に集中した残留応力によるものと
考えられている。

以下、スリット歪の形成機構について簡単に説明する。

第５図ａは前記したとおり、一般的に用いられるスリッ
ターの側面図で、上下アーム（６１（６’）にフープ材
のスタフ１〜幅に応じて丸刃（５）（５’）を配置して
いる。上下回転丸刃（５］（５’）は第５図すにその正
面図を示すごとく上下丸刃（５）（５“）の横方向の隙
間Ｃ（以下クリアランスと呼ぶ）と縦方向の重なりＱ、
（以下オーバーラツプはと呼ぶ）を設定されてアームに
配置される。また、オーバーラツプ１えが非常に小さい
時には危険は少ないが、オーバーラツプ匿が大きくなる
と分離後の狭幅フープ材（１１）が丸刃に巻付いてしま
うため、丸刃への巻付き防止のためにストリッパー（４
）がほぼ水平に設置されている。

スリッターの対称性から、上丸刃により切上げられる条
を例にとりスリット歪の形成機構を説明する。

第７図ａにスリットエツジのスリット中のパスラインを
、同図すにスリット中央部のスリット中のパスラインを
示す示すように、スリッター入側より進入してきた広幅
金属帯（１）はＢ点にて上下回転丸刃にかみ込まれ剪断
加工を受けつつＦ点にて破断する。その後分離したスリ
ット条は上丸刃（５゛）の外周面に沿って上昇しつつ進
行し、ス１〜リッパ−（４）によって上丸刃（５）より
離脱される。なお、Ａ点はスリット材のエツジ部と中央
部のパスラインに高低差がつき始める点でおる。このス
リット加工中、スリット条のエツジ部はかみ込み位置８
点にて急激にそのパスラインを’ＷＲ（かみ込Ｒ：丸刃
半径 ２ニオ−バーラップ量 ｔ　：広幅金属帯の板厚 で与えられ、スリットエツジはＢ点にて長手方向上面圧
縮の曲げ変形を受ける。続いて、分離したスリット条エ
ツジはＤ点にてストリッパー（４）に接触し、ＢＤ間で
逆曲げ変形すなわち長手方向上面引張りの曲げ変形を受
ける。一方、スリット条中央部は第６図すに示すように
、上下丸刃による直接の拘束がないためスリットエツジ
のパスラインに比べて緩やかなパスラインをとることに
なる。

すなわち、スリットエツジ部は長手方向にかみ込み時に
曲げ変形を受けた後、ストリッパーに接触し逆曲げ変形
を受けるのに対して、スリット条の中央部はスリット材
のエツジと高低差がつき始めるＡ″点からストリッパー
（４）との接触点Ｄ゛点まで緩やかな変形となるので、
スリット加工後プレス打抜き等によりＥ形打扱き品を製
作しエツジ部を中央部から切離した場合には、スリット
エツジ部はスリット加工時に受けたかみ込み時の曲げ変
形、ストリッパー接触時の逆曲げ変形のうち大きな変形
の方向に弾性回復を起し第６図ａに示すような長手反り
不良となる。

またスリット条の幅方向の変形を考えると、第８図ａに
示すようにＢ点にて上下丸刃のかみ込みのモーメントを
受けた後、上丸刃の押上げによるモーメントを受ける。

第８図中、スリット方向に対して右側のエレメント（斜
線部）に着目すれば、図すに示すように、かみ込みによ
るねじり変形（イ）、上丸刃の押上げによるねじり変形
（ロ）、先行林泉中央部によるねじり戻し変形（ハ）を
連続的に受ける。上流側が拘束されていないねじり変形
（イ）に比べて上下丸刃で上流側を拘束されたねじり変
形（ロ）の方がはるかに大きいため、（ロ）でエツジ部
が茶巾央、先行材によりねじりもどしを受は平坦に矯正
されるが、プレス打扱き等によりＥ形打扱き品を製作し
、エツジ部を茶巾央あるいは先行材の拘束から開放する
と、エツジ部は（ロ）の方向に弾性回復を起し第６図す
に示すようなねじれ不良が発生する。また、かみ込み角
ＶＲが大きくなればなるほど第８図（ロ）の変形が大き
くなるので、打法き後のねじれは大きくなる。また、第
８図より明らかなように、スリット加工中ＡＣ＞Ａ’Ｃ
’であるからエツジ部は長手方向に引張り変形を受け、
第８図すの（ハ）の段階で線長差が解消されるので、ス
リット加工後にはエツジ部には長手方向圧縮の残留応力
、が形成され、それとバランスする引張り応力が茶巾央
部に形成される。すなわち、長手方向残留応力の幅方向
分布は、第９図に示すようなエツジ部圧縮、中央部引張
りの台形分布となるのである。

スリット加工後、Ｅ形打抜きを行ないエツジ部を茶巾央
から切り離すと第９図の残留応力形態から明らかなよう
に、第１０図に示すような形状不良、すなわちエツジが
伸び、茶巾央エツジが相対的に縮むことにより、第６図
Ｃに示すようなキャンバ−不良が発生する。また、打扱
き後のＥ形打抜き品エツジの幅によってはこの残留応力
形態は第６図すのねじれ不良の原因ともなるのである。

また、かみ込み角ｖＲが大きくなればなるほどスリット
加工時のスリット条エツジと中央部のパスライン差が大
きくなることから、スリット加工中にスリット条に入る
台形残留応力分布のレベルは高くなり、従って打扱き後
のキャンバ−は大きくなる。

かかる対策として、従来は丸刃半径Ｒを増大すること、
およびオーバーラツプ量えを小さくとることによってか
み込み角ｖＲを小ざくし、スリット歪みの低減をはかつ
ている。しかしながら、丸刃半径を大きくする方法は設
備の大型化をまぬがれず回転時の丸刃の振れの増大、位
置決め精度の低下等の機械精度の悪化を招くばかりでな
く、丸刃取替え時の作業性が著しく低下することになる
。

また、スリット条が切断分離する程度にオーバーラツプ
量ｚを小さくとることはできるが、丸刃が摩耗するにつ
れて丸刃の切れ味が鈍くなり切断分離しにくくなるため
、材質によっても異なるが通常板厚程度のオーバーラツ
プ量２が取られている。

ざらに、これらスリット条件を適正化することによって
もスリット歪の問題が解消されない時には、スリット加
工後ローラーレベラーにより曲げ。

曲げ戻し変形を与え、スリットエツジの残留応力を低下
させる方法がとられている。しかし、スリットエツジ部
に大きな残留応力を持つフープ材を板幅方向に同一径の
ローラにより長手方向の曲げ。

曲げ戻しを繰返すことにより残留応力を低下させること
は非効率的であり、また曲げ１曲げ戻しによる加工硬化
がフープ材全体におよぶため好ましくなかった。

この発明は、従来の前記問題点にかんがみなされたもの
で、スリット歪を発生させることなく切断し得るスリッ
ト加工方法および装置を提案するものである。

問題点を解決するための手段 この発明はスリット歪を発生させない方法として、上刃
および下刃をそれぞれ硬質金属製無端ベルト型回転直線
刃とし、かつ、この上下回転直線刃が出側にてラップす
るようにそれぞれ水平方向に対して傾斜して設置し、こ
の回転直線刃を金属帯板の進行方向に走行させつつ連続
的に切断する方法であり、また装置としては、前記無端
ベルト型の上下回転直線刃に加え、金属帯のかみ込み位
置にて金属帯を上下回転直線刃に押え付ける板押え手段
と、上下回転直線刃のバックアップ手段を有する構造と
なしたものである。

発明の図面に基づく開示 第１図はこの発明の一実施例におけるスリット加工装置
を示す概略側面図、第２図は第１図ＩＩ−■線上の縦断
正面図である。

すなわち、この発明のスリット加工装置は従来の丸刃に
替えて、上刃および下刃をそれぞれ無端ベルト型回転直
線刃（１５）　　（１５’）とするものであり、硬質の
高炭素鋼、マルエージ鋼などで製作される。この回転直
線刃は金属帯（１）の長手方向に所定の間隔を隔てて配
置したローラ（１Ｂ）　　（１６°）に掛けられ、該ロ
ーラを回転駆動することによって一方向すなわち金属帯
の長手方向に回転移動する仕組みとなっている。この回
転直線刃（１５）（１５’）は水平に対しである角度傾
斜して設置されており、スリッタ出側（第１図右側）で
は上回転直線刃（１５）と下回転直線刃（１５°）がラ
ップしている。

また、かみ込み位置には金属帯板（１）を回転直線刃（
１５）　　（１５’）に押えつける板押えローラ（１１
）（１１°）が付設されている。また、かみ込み位置か
ら出側にかけて前記板押えローラ（１７）　　（１７°
）に相対して回転直線刃のガイド（１８）　　（１８’
）が設置され、このガイドによって上下直線回転刃（１
５）（１５°）がサポートされている。なあ、上記板押
え手段と回転直線刃のバックアップ手段は、ここに示す
機構に限定するものではなく、同様の作用効果が得られ
る任意の手段を用いることとする。

作　　　用 上記装置において、スリッター入側（第１図左側）より
水平に進行してきた金属帯板（１）は上下回転直線刃（
１５）　　（１５°）の間隔が該金属帯板の板厚となっ
た位置でかみ込まれ、回転直線刃の剪断加工により切断
、分離されつつスリッター出側へと進行する。次に、ス
リッターの上下対称性より下回転直線刃（１５°）によ
り切上げられる条（２１’）に注目すれば、第３図に示
すように水平に進行してきた金属帯板（１）はかみ込み
位置でそのかみ込み角ｖ２だけパスラインを上方に変更
させられ、その後回転直線刃（１５°）に乗って走行す
る。

前記したごとく、ｖ２が大きくなるほどスリット歪（打
抜き後の長手反り不良、ねじれ不良、キャンバ−不良）
が大きくなるが、１４ＩＱは直線回転刃（１５）の設定
時の水平ラインとの傾きで決定されるので、設定時の直
線回転刃の傾きを変えるだけでｖ２を小さくすることが
可能となる。またこの時、かみ込み後出側に向って金属
帯板は斜め上方に進行するので切断分離はｖ２がいかに
小さくでもスリット条の切断分離は完全に行なわれる。

また、かみ込み位置に板押えローラ（１７）　　（１７
’）が設置されているため１、前記したスリットエツジ
と中央部のパスライン差は全く生じない。さらに、回転
直線刃のガイド（１８）　　（１８°）の設置により、
切断中の切断力による回転直線刃の変形も全く生じず、
安定した直線パスラインが確保される。

実施例 第１図に示すような装置を用い、第１表に示す条件でス
リット加工して得られたフープ材を第２図に示すＥ形形
状に打扱き、このＥ形製品の平坦度を調査した結果を、
従来の丸刃によりスリット加工した場合と比較して第２
表に示す。なお、Ｅ形製品の各部寸法はＷＨ：５０　ｍ
ｍ、　　Ｗ２　：　　３ｍｍ。

Ｗ３　：５ｍｍ、　　Ｗ４　：９７．５　ｍｍ、　　Ｗ
□　：１１７．５ｍｍである。

また、第２表の平坦度△ｈは打扱き品５００個の平均値
を示したものである。

第　　１　　表 第２表 第２表の結果より明らかなごとく、本発明法により打法
き品の平坦度は大幅に向上し、スリット歪の問題は解消
された。従って、レベリング工程は不要となった。

発明の詳細 な説明したごとく、この発明方法よれば、上刃および下
刃を回転直線刃としたことにより、金属帯板のかみ込み
角度を非常に小さくとることができるので、スリット時
に残留応力が入ることがなく、平坦度良好な打扱き品を
得ることができ、スリット歪の問題を解消できる。従っ
て、スリット材の板幅全体に加工硬化を受けるローラレ
ベラーレベリング工程が不要となり、品質良好なフープ
材を低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例におけるスリット加工装置
を示す概略側面図、第２図は第１図ｎ−■線上の縦断正
面図、第３図は同上装置のパスラインを示す説明図、第
４図はこの発明の実施例におけるＥ型打法き品を示す平
面図、第５図は従来のガングスリッタを示す図で、図ａ
は側面図、図すは正面図、第６図はＥ形打後き製品の形
状不良を示す斜視図、第７図はスリット歪の形成機構を
示す説明図で、図ａはスリット条エツジのパスラインを
示す図、図すはスリット条中央部のパスラインを示す図
、第８図はスリット加工中の幅方向の変形をあられす説
明図で、図ａはスリット条の変形の説明図、図すはスリ
ットエツジ部のねじれ変形の説明図、第９図は従来法で
得られたスリット条の長手方向残留応力幅方向分布の説
明図、第１０図は従来法でのスリット歪の一形態である
キャンバ−の発生の説明図である。 １・・・金属帯板、１１・・・フープ材、１５・・・上
回転直線刃、１５゛・・・下回転直線刃、１７．１７°
・・・板押えローラ、１８．１８°・・・ガイド。 出願人　　住友金属工業株式会社 第１図 第２図 第３図 旧′ 第４図 第６図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第７図 （ａ） （ｂ） 第８図 （α） （ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）広幅金属帯を上刃および下刃により連続的に狭幅
   フープ材に切断するスリット加工方法において、上刃お
   よび下刃をそれぞれ無端ベルト型回転直線刃とし、かつ
   上下回転直線刃が出側にてラップするようにそれぞれ水
   平方向に対して傾斜して設置し、該回転直線刃を金属帯
   板の進行方向に走行させつつ連続的に切断することを特
   徴とする金属帯のスリット加工方法。
2. （２）広幅金属帯を上刃および下刃により連続的に狭幅
   フープ材に切断するスリット加工装置において、上刃お
   よび下刃をそれぞれ無端ベルト型回転直線刃で構成し、
   かつ上下回転直線刃は出側がラップするように水平方向
   に傾斜して設置され、金属帯の噛込み位置にて金属帯を
   上下回転直線刃に押え付ける板押え手段と、上下回転直
   線刃のバックアップ手段を有することを特徴とする金属
   帯のスリット加工装置。