KR100901807B1 - 공작물의 절단 방법 - Google Patents

Abstract

띠톱 기계에 의한 공작물의 절단 방법으로서, 띠톱 기계(1)에 구비된 엔드리스형 띠톱날(7)에 있어서의 치선(齒先)을 공작물 방향으로 지향하여 안내하는 띠톱날 안내 장치(13,15)에 진동 부여 수단(19A, 19B)을 구비하고, 상기 진동 부여 수단에 의해 공작물 W에 대한 띠톱날(7)의 절입 방향 즉 커트인(cut-in) 방향으로의 진동을 부여하여 상기 공작물 W의 절단을 행하는 공작물의 절단 방법이다.

띠톱 기계, 공작물의 절단 방법, 띠톱날, 진동 부여 수단

Description

공작물의 절단 방법 {WORK CUTTING METHOD}

본 발명은, 엔드리스형 띠톱날을 구비한 띠톱 기계에 의한 공작물의 절단 방법 및 그 절단 방법에 사용하는 띠톱 기계에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 공작물에 대한 띠톱날의 절입 방향 즉 커트인(cut-in) 방향으로 진동을 부여하여 공작물의 절단을 행하는 절단 방법 및 상기 진동을 부여하기 위한 진동 부여 수단을 구비한 띠톱 기계에 관한 것이다.

띠톱 기계에는 횡형 띠톱 기계 및 종형 띠톱 기계가 있으며, 상기 띠톱 기계에 사용되는 띠톱날은, 밴드형의 톱날의 양 단부를 용접에 의해 접합함으로써 엔드리스형으로 구성하고 있다. 이와 같은 엔드리스형 띠톱날을 사용하여 공작물의 절단 가공을 행할 때, 절삭 길이를 짧게 하여 공작물의 절단을 행하기 위하여, 요동(搖動) 절단이 개발되어 있다. 예를 들면, 일본국 특개소 56(1981)-107825호에 개시되어 있다.

상기 요동 절단은, 예를 들면, 횡형 띠톱 기계에 있어서는, 띠톱날을 우측 하향의 상태와 좌측 하향의 상태로 교대로 경사지게 공작물의 절삭을 행하는 것이다. 즉, 띠톱날을 구비한 톱날 하우징이, 우측 하향 또는 좌측 하향으로 경사지는 것을 천천히 교대로 반복함으로써, 띠톱날이 우측 하향 또는 좌측 하향으로 경사지게 하여 공작물의 절단 가공을 행하는 것이다. 상기 요동 절단을 행하는데 있어서, 띠톱날의 안내를 행하는 띠톱날 안내 장치에 구비된 가이드 롤러를, 커트인 방향으로 이동시킴으로써 띠톱날이 우측 하향 또는 좌측 하향으로 경사지게 하는 구성도 개발되어 있다. 예를 들면, 일본국 특허 공개 공보, 일본국 특개 2003-305613호에 개시되어 있다.

또한, 전술한 바와 같이 요동 절단을 행하는데 있어서, 띠톱날의 뒤쪽에 파형상(波形狀)의 파도를 형성하고, 상기 파도의 산부(山部)가 한쪽의 띠톱날 안내 장치 부분에 위치할 때는, 파도의 골부(谷部)가 다른 쪽의 띠톱날 안내 장치 부분에 위치하는 구성으로서, 띠톱날을 우측 하향 또는 좌측 하향으로 경사지게 공작물의 요동 절단을 행하는 기술도 개발되어 있다. 예를 들면, 일본국 특허 공개 공보, 일본국 특개평 9-300131호 공보에 개시되어 있다.

그런데, 띠톱날은 일반적으로, 대량 생산에 가장 적합한 톱니 절삭 기계에 밀링 커터를 사용하여 톱니 절삭 가공이 행해진다. 따라서, 띠톱날의 밴드폭 정밀도(톱니 절삭 가공에 의해 형성된 치선(齒先)의 선단으로부터 띠톱날의 배면까지의 거리를 여러번 측정했을 때의 값의 불균일 정도)는, 톱니 절삭 기계의 정밀도와 밀 링 커터의 정밀도 등에 따라 결정되지만, 이 가공에 의해 얻어지는 띠톱날의 밴드폭 정밀도는, 양호한 것이라도 0.03 ~ 0.05mm의 불균일이 생기고 있다.

한 개의 띠톱날에는 수백 이상의 치선이 형성되어 있지만, 여기서, 띠톱날의 1톱니당의 절입량 즉 커트인량에 대하여 생각해 본다. 상기 1톱니당의 커트인량 amm은, 커트인 방향의 공작물의 높이를 Hmm, 띠톱날의 치선의 간격을 Pmm, 띠톱날의 회전 속도(톱속도)를 Vm/min, 절단 시간을 tmin이라고 하면 다음 식으로 나타낼 수가 있다.

a = (H×P)/(1000×V×t)mm

다음에, 구체적인 계산을 행하기 위하여, 본건 출원인인 일본국 법인, 주식회사 아마다의 2000년판의 블레이드(띠톱날) 카탈로그에 게재되어 있는 절삭 조건표로부터, 대표적인 샘플을 추출하여, 계산한다.

(1) S45C(JIS) Ø100 띠톱날의 치선의 간격 P는 7.3mm로 한다.

띠톱날의 회전 속도 V : 48~ 72 m/min

절단 시간 t : 1.5~ 2.2 min

이 조건의 경우의 1톱니당의 절삭량 a의 최소값은,

(100×7.3)/(1000×72×2.2)= 0.0046mm

최대값은,

(100×7.3)/(1000×48×1.5)= 0.010lmm로 된다.

(2) SUS304(JIS) Ø500 띠톱날의 치선의 간격 P는 19.5mm로 한다.

띠톱날의 회전 속도 V : 17~26m/min

절단 시간 t : 90 ~ 168min

이 조건의 경우의 1톱니당의 절삭량 a의 최소값은,

(500×19.5)/(1000×26×168)= 0.0022mm

최대값은,

(500×19.5)/(1000×17×90)= 0.0064mm

로 된다.

이상으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 일반적으로 띠톱날의 1톱니당의 평균적인 절삭량은 0.O1mm 이하이다.

그런데, 전술한 바와 같이, 띠톱날의 밴드폭 정밀도는, 양호한 것이라도 0.03 ~ 0.05mm의 불균일이 있다. 즉, 밴드폭 정밀도보다 1톱니당의 절삭량 쪽이 3분의 1 이상 작고, 이와 같은 상태로 절삭을 행하면 밴드폭의 불균일이 있는 것 중 비교적 밴드폭이 넓은 톱니만이 절삭 작용하고, 모든 톱니가 동작하지 않는 문제점이 있었다.

또, 칩을 내는 일 없이, 단지 절삭면을 마찰하면서 이동하도록 한 톱니가 존재하는 것도 용이하게 추측할 수 있다. 아마, 이들 스침 이동하는 톱니는 불쾌한 소음을 발하여, 여분의 열을 발하고 있는 것으로 생각된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 공작물에 대응한 모든 톱니가 공작물에 커트인되도록 즉 커트인되도록 띠톱날을 제어함으로써 양호한 효율의 절삭을 행할 수 있는 절단 방법 및 그 절단 방법에 사용되는 띠톱 기계를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 태양에 따른 공작물의 절단 방법은, 띠톱 기계에 구비된 엔드리스형 띠톱날에 있어서의 치선을 띠톱날 안내 장치에 의해, 공작물 방향으로 지향하여 안내하는 스텝과, 상기 띠톱날 안내 장치에 구비된 진동 부여 수단에 의해, 공작물에 대한 띠톱날의 커트인 방향으로의 진동을 부여하여 상기 공작물의 절단을 행하는 스텝을 포함한다.

상기 제1 태양으로부터 종속되는 본 발명의 제2 태양에 따른 공작물의 절단 방법은, 상기 공작물의 절단 방법에 있어서, 한쌍의 상기 띠톱날 안내 장치에 구비된 상기 각각의 진동 부여 수단을 동조하거나 또는 비동조 상태에 있어서 상기 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여한다.

상기 제1 태양 또는 제2 태양으로부터 종속되는 본 발명의 제3 태양에 따른 공작물의 절단 방법은, 상기 공작물의 절단 방법에 있어서, 상기 띠톱날의 커트인 방향으로의 진동의 진폭은, 0.03~ 0.5mm정도이며, 상기 진동의 주파수는 수Hz~수백Hz이다.

상기 방법 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제4 태양에 따른 띠톱 기계는, 엔드리스형 띠톱날로서, 복수개의 톱니를 가지고, 상기 띠톱날에 있어서의 치선을 절단하려는 공작물 방향으로 지향하여 안내하는 띠톱날 안내 장치와, 상기 띠톱날 안내 장치에 설치되고, 상기 공작물에 대한 상기 띠톱날의 커트인 방향으로의 진동을 부여하기 위한 진동 부여 수단을 구비한다.

상기 제4 태양으로부터 종속되는 본 발명의 제5 태양에 따른 띠톱 기계는, 상기 띠톱 기계에 있어서, 상기 진동 부여 수단은, 상기 띠톱날의 뒤쪽을 직접적으로 또는 간접적으로 가압할 수 있는 비원형상의 회전체를 구비하고 있다.

상기 제4 태양으로부터 종속되는 본 발명의 제6 태양에 따른 띠톱 기계는, 상기 띠톱 기계에 있어서, 상기 진동 부여 수단은, 상기 띠톱날의 뒤쪽을 직접적으로 또는 간접적으로 타압할 수 있는 타격자를 구비하고 있다.

상기 제4 태양으로부터 종속되는 본 발명의 제7 태양에 따른 띠톱 기계는, 상기 띠톱 기계에 있어서, 상기 진동 부여 수단은, 상기 띠톱날의 뒤쪽을 가압할 수 있는 후방 가압 부재를 구비한 백업 지지 부재를 진동하는 구성이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제8 태양에 따른 띠톱 기계는, 엔드리스형 띠톱날로서, 복수개의 톱니를 가지고, 상기 띠톱날에 있어서의 치선을 절단하려는 공작물 방향으로 지향하여 안내하는 복수개의 띠톱날 안내 장치로서, 한쪽의 상기 띠톱날 안내 장치에 대하여 다른 쪽의 상기 띠톱날 안내 장치를 접근 이반되는 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있고,

상기 복수개의 띠톱날 안내 장치에 설치되는 진동 부여 수단으로서, 공작물에 대한 상기 띠톱날의 커트인 방향의 진동을 부여하는 진동 부여 수단이 상기 구성에 있어서, 상기 각 진동 부여 수단이 동력 전달 수단을 통하여 연동하여 연결되어 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 공작물에 대한 띠톱날의 커트인 방향으로의 진동을 띠톱날에 부여하여 공작물의 절단을 행하는 것이므로, 띠톱날에 있어서 공작물에 대응한 모든 톱니가 공작물에 절입되는 즉 커트인되는 태양으로 되어, 양호한 효율의 절삭을 행할 수 있는 것이다.

또, 칩을 짧게 분단(分斷)하므로 칩의 배출성이 향상되는 동시에 절삭 저항에 의한 발열과 방열을 교대로 반복함으로써 띠톱날과 공작물이 고온으로 되는 것을 억제하기 용이한 것이다. 이들에 의해, 띠톱날의 수명 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 띠톱 기계의 일례로서의 횡형 띠톱 기계의 전체적 구성을 나타낸 정면 설명도이다.

도 2 (A) 및 도 2 (B)는 띠톱 기계에 구비된 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하는 구성의 설명 및 톱날의 동작을 나타내는 설명도이다.

도 3 (A) 및 도 3 (B)는 띠톱 기계에 구비된 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하는 구성의 설명 및 톱날의 동작을 나타내는 설명도이다.

도 4 (A) 내지 도 4 (C)는 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하기 위한 각종의 구성을 나타낸 설명도이다.

도 5 (A) 및 도 5 (B)는 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하기 위한 구성을 나타낸 설명도이다.

도 6 (A) 및 도 6 (B)은 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하기 위한 구성을 나타낸 설명도이다.

도 7 (A) 내지 도 7 (D)은 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하기 위한 구성을 나타낸 설명도이다.

도 8은 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하기 위한 구성을 나타낸 설명도이다.

도 9는 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하기 위한 구성을 나타낸 설명도이다.

도 10은 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하기 위한 다른 형태의 구성을 나타낸 설명도이다.

도 11은 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하기 위한 주요 부분의 측면 설명도이다.

도 12는 띠톱날에 커트인 방향의 진동을 부여하기 위한 다른 형태의 구성을 나타낸 설명도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 12에 따라 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 띠톱 기계(1)는, 베이스 프레임(3)을 구비하고 있고, 이 베이스 프레임(3)에는, 절단하려는 공작물 W를 고정할 수 있는 바이스 장치(5)가 구비되어 있다. 또한, 상기 베이스 프레임(3)에는, 엔드리스형 띠톱날(7)을 구비한 톱날 프레임(9)이 공작물 W에 대하여 상대적으로 접근 이반(離反)되는 방향으로 이동 가능하게 구비되어 있는 동시에, 상기 톱날 프레임(9)을 이동시키기 위한 유압 실린더 등과 같은 적당한 커트인 작동용 액츄에이터(11)가 구비되어 있다. 그리고, 상기 톱날 프레임(9)에는, 상기 띠톱날(7)에 있어서의 치선(齒先)을 공작물 W의 방향으로 지향하여 안내하는 띠톱날 안내 장치(13, 15)를 선단부(하단부)에 구비한 가이드 암(13A, 15A)이 구비되어 있다. 상기 가이드 암(13A, 15A)은, 잘 알려져 있는 바와 같이, 상기 톱날 하우징(9)에 구비된 가이드 빔(14)에 지지되어 있는 것으로서, 한쪽의 가이드 암(13A)은 가이드 빔(14)에 고정되어 있다. 그리고, 다른 쪽의 가이드 암(15A)은, 공작물 W의 크기에 대응하여 상기 가이드 암(13A)에 대하여 접근 이반되는 방향으로 위치를 조절할 수 있도록 설치되어 있 다. 그리고, 이 종류의 띠톱 기계의 구성은 주지이므로, 띠톱 기계의 구성에 대한 보다 상세한 설명은 생략한다.

상기 구성과 같은 띠톱 기계(1)에 있어서는, 액츄에이터(11)의 작동에 의해 띠톱날(7)이 공작물 W로부터 이반된 상태에 있을 때, 띠톱날(7)을 주행 구동시키고, 또한 상기 액츄에이터(11)의 작동에 의해 톱날 하우징(9)을, 공작물 W에 대한 띠톱날(7)의 커트인 방향으로 이동시킴으로써, 띠톱날(7)에 의해 공작물 W의 절단을 행하는 것이다.

전술한 바와 같이 띠톱날(7)을 주행 구동시키고, 또한 띠톱날(7)을 공작물 W에 대하여 커트인을 행하는 방향으로 상대적으로 이동시켜 공작물 W의 절단을 행할 때, 띠톱날(7)은 띠톱날 안내 장치(13,15)에 의해 공작물 W의 양 측방에 있어서 안내 지지되어 있다. 따라서, 띠톱날(7)은, 상기 띠톱날 안내 장치(13, 15) 사이에 있어서는, 공작물 W의 절삭 저항의 반력(反力)에 의해, 탄성변형되어 약간 만곡된 상태에 있다. 그리고, 제조 오차 등에 의해 띠톱날(7)에 있어서의 각 톱니에 약간의 고저차가 있으면, 그 중에는 공작물 W의 절삭에 기여하지 않는 톱니가 존재하는 것도 있다.

그래서, 본 실시예에 있어서는, 상기 띠톱날 안내 장치(13, 15)의 부분에, 진동 부여 수단을 구비하고, 이 진동 부여 수단에 의해 공작물 W에 대한 커트인 방향으로의 진동을 띠톱날(7)에 부여하는 구성으로 하고 있다. 보다 상세하게는, 상기 띠톱날 안내 장치(13, 15)는, 종래의 일반적인 띠톱날 안내 장치와 마찬가지로, 띠톱날(7)의 보디부를 양쪽으로부터 협지하는 동시에 띠톱날(7)의 뒤쪽을 접촉 지 지하고, 띠톱날(7)의 치선을 공작물 W의 방향으로 지향하여 안내하는 것으로서, 이 띠톱날 안내 장치(13, 15)에는, 도 2 (A) 및 도 2 (B)에 개념적, 개략적으로 나타낸 바와 같이, 모터 등과 같은 회전용 액츄에이터(17A, 17B)에 의해 회전(회동)되는 회전체(19A, 19B)가 구비되어 있다.

상기 회전체(19A, 19B)는, 띠톱날(7)의 뒤쪽에 맞닿아 회전하는 것으로서, 요부(凹部)(회전 중심으로부터의 반경이 작은 부분, 환언하면, 회전 중심으로부터 띠톱날(7)과의 접점까지의 거리가 작은 부분)(21A, 21B)와 철부(凸部)(회전 중심으로부터의 반경이 큰 부분, 환언하면, 회전 중심으로부터 띠톱날(7)과의 접점까지의 거리가 큰 부분)(23A, 23B)을 동등한 피치로 구비한 비원형상으로 형성하고 있다.

따라서, 도 2 (A)에 나타낸 바와 같이, 각 회전체(19A, 19B)에 있어서의 요부(21A, 21B)가 띠톱날(7)의 뒤쪽에 대향한 상태에 있고, 이 상태에 있어서 띠톱날(7)이 예를 들면, 수평으로 주행(이동)하여 공작물 W의 절삭을 행하고 있을 때, 상기 회전용 액츄에이터(17A, 17B)가 동기 회전하여, 상기 회전체(19A, 19B)의 철부(23A, 23B)가 띠톱날(7)의 뒤쪽에 대향하는 상태로 되면, 띠톱날(7)은 회전체(19A, 19B)의 철부(23A, 23B)에 의해 띠톱날(7)의 커트인 방향으로 가압된다. 따라서, 띠톱날(7)은 공작물 W에 대하여 적극적으로 커트인을 행하게 된다(도 2 (B) 참조).

그리고, 상기 회전체(19A, 19B)의 철부(23A, 23B)가 모두 띠톱날(7)의 뒤쪽에 맞닿으면, 띠톱날(7)은 다시 수평으로 이동하도록 되어, 도 3 (A)에 나타낸 바와 같이 상기 띠톱날(7)의 각각의 톱니에 의해 공작물 W의 절삭이 진행한다. 이 때, 절삭 저항에 의해 열이 발생한다.

다음에, 상기 회전체(19A, 19B)가 다시 회전하여 도 3 (B)에 나타낸 상태로 되면, 회전체(19A, 19B)의 요부(21A, 21B)가 모두 띠톱날(7)의 뒤쪽에 다시 대향한다. 이 때, 띠톱날(7)의 가압이 일시적으로 개방되는 태양으로 되고, 띠톱날(7)은 공작물 W로부터 약간 이반되도록 이동한다(도 3 (B) 참조). 그리고, 도 3 (B)에 나타낸 상태로 되면, 환언하면, 공작물 W로부터 띠톱날(7)이 이반되는 방향으로 약간 이동할 때는, 절삭된 칩을 공작물 W로부터 벗기도록 작용하고, 상기 칩이 상기 공작물 W로부터 박리된다.

그리고, 도 3 (B)에 나타낸 상태로부터 도 2 (A)에 나타낸 상태에서는, 절삭 저항이 비교적 저하되어 열의 발생이 억제되고, 방열이 됨으로써, 띠톱날(7) 및 공작물 W가 고온으로 되는 것을 회피할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본원 발명의 띠톱 기계에 의하면, 상기 회전체(19A, 19B)가 동기하여 회전되면, 회전체(19A, 19B)의 요부(21A, 21B)와 철부(23A, 23B)가 띠톱날(7)의 뒤쪽에 교대로 대향하여 맞닿으므로, 띠톱날(7)은, 공작물 W에 대한 커트인 방향으로 진동하게 된다. 따라서, 톱날 프레임(9)이 공작물 W에 대한 커트인 방향으로 상대적으로 이동하여, 띠톱날(7)에 의한 커트인 작용을 행하고 있을 때, 상기 띠톱날(7)이 커트인 방향으로 진동함으로써, 공작물 W에 대한 띠톱날(7)의 커트인 동작이 충격적으로 행해지는 동시에, 공작물 W로부터 띠톱날(7)이 이반되는 방향으로 급격하게 약간 이동하는 것을 반복하게 된다.

따라서, 상기 회전체(19A, 19B)에 의해 띠톱날(7)이 공작물 W 방향으로 가압 이동 되었을 때는, 공작물 W에 대향한 모든 톱니(7T)가 공작물 W에 대하여 커트인되는 태양으로 되고, 공작물 W에 대한 커트인이 효과적으로 행해지게 되어, 양호한 효율의 절단 가공을 행할 수 있다. 또, 공작물 W로부터 띠톱날(7)이 이반되는 방향으로 약간 이동할 때는, 절삭한 칩이 공작물 W로부터 벗겨지도록 작용하고, 상기 칩이 상기 공작물 W로부터 박리되므로, 절삭 저항이 감소하는 것이다. 따라서, 칩을 짧게 분단하여 칩의 배출성이 향상되는 동시에 절삭 저항에 의한 발열을 억제하기 용이한 것이다. 이로써, 띠톱날(7)의 수명 향상을 도모할 수 있다.

그리고, 상기 설명에 있어서는, 회전체(19A, 19B)의 요부(21A, 21B) 또는 철부(23A, 23B)가 동시에 띠톱날(7)의 뒤쪽에 대향하여 가압하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 회전체(19A, 19B)에 있어서의 한쪽의 회전체의 요부와 다른 쪽의 회전체의 철부가 동시에 띠톱날(7)의 뒤쪽에 대향하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 즉, 좌우의 회전체(19A, 19B)의 위상을 상이하게 하여 회전시키는 것이나, 좌우의 회전체(19A, 19B)의 회전수를 상이하게 하여 회전시킬 수도 있다. 이 경우에도, 띠톱날(7)에 커트인 방향의 진동을 부여할 수 있고, 전술한 바와 같은 효과를 얻을 수 있는 것이다.

그런데, 상기 띠톱날(7)의 공작물 W에 대한 커트인 방향으로의 진동의 진폭은, 띠톱날(7)의 제조 오차에 의한 밴드폭 정밀도를 고려하여, 0.03~ 0.05mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 즉, 띠톱날(7)에 의한 공작물 W의 절단 가공 시에, 띠톱날(7)을 커트인 방향으로 진동시킴으로써, 공작물 W에 대한 띠톱날(7)에 있어서의 톱니(7T)의 커트인이 효과적으로 행해지지만, 커트인량이 너무 클 경우에는, 톱 니(7T)의 부하가 커지고, 경우에 따라서는 치결(齒缺)이 생기는 경우가 있다. 그래서, 대략 모든 톱니(7T)가 공작물 W의 절단에 기여하는 데는, 밴드폭 정밀도의 오차를 흡수할 수 있는 정도의 진폭으로 진동하는 것이 바람직한 것이다.

그리고, 띠톱날(7)에 부여하는 커트인 방향의 진동의 주파수로 서는, 띠톱날(7)의 주행 속도의 크기에도 의하지만, 수Hz ~ 수백Hz로 하는 것이 바람직하다. 즉, 주파수가 커지는 만큼, 공작물 W에 대한 각 톱니(7T)의 절삭 깊이의 반복수가 많아져, 띠톱날(7)에 있어서의 1톱니당의 공작물 W의 절삭 길이는 짧아진다. 따라서, 발생하는 칩이 짧아져 배출성이 향상된다. 그러나, 공작물 W에 대한 톱니(7T)의 충격적인 커트인 및 절삭 저항에 의한 큰 하중이 작용하는 반복 회수가 많아지는 것이다. 따라서, 띠톱날(7)에 있어서의 각 톱니(7T)에 작용하는 반복 하중에 의한 수명 저하를 고려하면, 주파수는 수Hz ~수백Hz의 범위가 바람직한 것이다. 또한, 띠톱날(7)이 치선에 초경(超硬) 칩 등을 로우 부착한 구성에 있어서, 주파수를 크게 하는 것은, 충격적인 하중이 작용하는 것에 의한 초경 칩의 탈락을 촉진하는 태양으로 되므로, 바람직한 것은 아니다.

상기 띠톱날(7)의 주행 속도와 커트인 방향의 진동수와의 관계가 있는 관계로 되면, 도 2 (A), (B) 및 도 3 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 띠톱날(7)에 구비된 톱니(7T)의 약 1피치분만큼 톱니(7T)가 이동할 때마다, 공작물 W에 대한 띠톱날(7)의 진동에 의한 커트인이 반복되게 되고, 칩의 길이는 톱니(7T)의 피치와 대략 같은 길이로 된다. 즉, 공작물 W에 대한 띠톱날(7)의 커트인 방향으로의 진동을 부여하지 않는 일반적인 절삭시나 진동 절삭시의 칩의 길이와 비교하여 극히 짧 아지는 것이다. 따라서, 칩의 배출성이 향상되는 것이다.

또, 띠톱날(7)의 커트인 방향으로의 진동을 부여함으로써 공작물 W에 대한 톱니(7T)의 커트인을 행하는 것이므로, 도 2 (B), 도 3 (A)에 나타낸 바와 같이, 공작물 W에 대한 각 톱니(7T)의 침투성이 향상되고, 가공 경화가 생기기 쉬운 공작물의 경우라도, 가공 경화층의 아래쪽을 절삭하게 되어, 용이하게 절삭 가공을 행할 수 있는 것이다.

그런데, 띠톱날(7)에 커트인 방향의 진동을 부여하는 구성으로서는, 도 4 (A)에 나타낸 바와 같이, 회전체(19A, 19B)의 형상을 다각형상으로 형성해도 되고, 또 도 4 (B), (C)에 나타낸 바와 같이, 상기 회전체(19A, 19B)를 적당한 형상의 편심 캠 혹은 편심 롤러로 할 수도 있다. 즉, 액츄에이터에 의해 회전되는 회전체(19A, 19B)를 비원형상의 형상으로 하는데 있어서는, 각종 형상을 채용할 수 있다. 또, 한쌍의 회전체(19A, 19B)의 형상을 각각 달리하는 것도 가능하다.

또, 도 5에 나타낸 바와 같이, 띠톱날 안내 장치(13, 15)에 있어서 추축(25)을 중심으로 하여 요동 가능하게 구비한 요동간(27)에, 띠톱날(7)의 뒤쪽에 맞닿아 후방 측으로의 이동을 규제하는 백업 롤러(29)를 회전 가능하게 설치하고, 이 백업 롤러(29)에 비원형상의 회전체(19)에 맞닿아 회전하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 구성에 의하면, 액츄에이터(17)에 의해 회전체(19)를 회전시킴으로써 백업 롤러(29)를 통하여 간접적으로 띠톱날(7)에 커트인 방향의 진동을 부여할 수 있게 된다.

또한, 도 6 (A)에 나타낸 바와 같이, 요동간(27)의 일단측을 길게 설치하고, 이 요동간(27)에 액츄에이터에 의해 회전되는 회전체(19)를 설치하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 백업 롤러(29)에 대신하여 도 6 (B)에 나타낸 바와 같이, 백업 칩(31)을 요동간(27)을 구비한 구성으로 하는 것도 가능하다.

또, 도 7 (A)에 나타낸 바와 같이, 요동간(27)의 일단 측에 백업 롤러(29)를 구비하고, 타단측에 액츄에이터에 의해 회전되는 회전체(19)를 구비한 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한, 도 7 (B)에 나타낸 바와 같이, 요동간(27)의 양단 측에 회전체(19)를 구비한 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 도 7 (C)에 나타낸 바와 같이, 양 회전체(19)의 직경을 달리하는 것도 가능하다. 또한, 도 7 (D)에 나타낸 바와 같이, 백업 롤러(29)에, 외주면에 돌출부를 적당한 간격으로 구비한 벨트(33)가 감겨진 구성으로 하는 것도 가능하다.

즉, 액츄에이터에 의해 회전되는 회전체에 의해 띠톱날(7)에 대하여 커트인 방향의 진동을 부여하는 구성으로서는 각종의 구성이 채용 가능하다.

띠톱날(7)에 대하여 커트인 방향의 진동을 부여하는 구성으로서는, 또한 도 8에 나타낸 바와 같은 구성으로 하는 것도 가능하다. 즉, 띠톱날 안내 장치에 있어서 띠톱날(7)을 양쪽으로부터 협지하여 안내하는 한쌍의 가이드 롤러(35A, 35B)의 한쪽에, 띠톱날(7)의 뒤쪽을 접촉 지지하는 플랜지부(35F)를 설치하고, 이 플랜지부(35F)가 띠톱날(7)의 뒤쪽을 접촉 지지하는 부분에 적당한 간격으로 돌출부(35P)를 설치한 구성으로 한다. 이 구성에 의하면, 띠톱날(7)의 뒤쪽이 상기 돌출부(35P)에 지지될 때마다 하방향으로 가압되는 태양으로 되어, 띠톱날(7)에 대하여 커트인 방향의 진동을 부여할 수 있는 것이다.

또한, 띠톱날(7)에 대하여 커트인 방향의 진동을 부여하는 구성으로서는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 띠톱날 안내 장치(13, 15)의 부분에, 예를 들면, 솔레노이드, 미니 실린더 등과 같은 적당한 액추에이터(37)를 구비하고, 이 액츄에이터(37)에 왕복동 가능하게 구비한 작동간(39)에 의해, 또는 상기 작동간(39)의 선단부에 구비한 타격자(41)에 의해 띠톱날(7)의 뒤쪽을 직접 또는 간접적으로 타격하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

상기 구성에 의하면, 액츄에이터(37)의 동작 주기를 임의로 변경 가능한 동시에 출력을 제어함으로써, 공작물에 대한 띠톱날(7)에 있어서의 톱니의 작용하는 힘을 제어할 수 있다. 또한, 상기 작동간(39)의 스트로크량을 제어함으로써, 띠톱날(7)에 부여되는 커트인 방향의 진동의 진폭을 제어 할 수 있다. 따라서, 상기 구성에 의하면, 절단하려는 공작물의 재질, 형상, 치수 등에 대응하여, 띠톱날(7)의 커트인 방향의 진동수, 진폭 및 공작물에 대한 톱날의 커트인력(가진력(加振力))을 제어할 수 있다.

이상과 같은 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 요컨대 본 실시예에 있어서는, 띠톱날(7)에 있어서의 치선을 공작물 방향으로 지향하도록 띠톱날(7)을 지지하여 안내하는 띠톱날 안내 장치(13, 15)에, 또는 상기 띠톱날 안내 장치(13, 15)에 근접하여 진동 부여 수단을 구비하고, 이 진동 부여 수단에 의해 공작물 W에 대한 띠톱날의 커트인 방향의 진동을 띠톱날(7)에 부여하여 공작물 W의 절단을 행하는 것이므로, 띠톱날(7)에 있어서의 톱니(7T)에 다소의 고저차가 있는 것과 같은 경우라도, 띠톱날(7)에 있어서의 모든 톱니(7T)가 공작물 W의 절단에 기여하게 되 어, 양호한 효율의 절단을 행할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 띠톱날(7)을 커트인 방향으로 진동시킴으로써, 공작물에 대한 톱니의 커트인성이 향상되므로, 가공 경화가 생기기 쉬운 공작물의 경우라도 양호하게 절단할 수 있는 동시에, 공작물 절단시에 생기는 칩의 길이를 짧게 할 수 있어, 칩의 배출성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은, 전술한 바와 같은 본 실시예에만 한정되지 않고, 적당한 변경을 행함으로써, 그 외의 태양에서도 실시 가능하다. 즉, 상기 설명에 있어서는, 모터 등과 같은 회전용 액츄에이터(17A, 17B)에 의해 회전체(19A, 19B)를 회전 구동시키는 취지를 설명하였으나, 회전용 액츄에이터를 생략하여, 띠톱날(7)의 회전에 추종하여 회전하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

도 10은 또 다른 실시예를 나타낸 것이다. 이 실시예에 있어서는, 한쪽의 가이드 암(13A)의 상부에 브래킷(51)을 통하여 장착한 기어 박스(53)에 회전축(55)을 회전 가능하게 지지하고 있다. 이 회전축(55)은, 기어 박스(53)에 장착한 모터(57)에 의해 회전되는 것이다. 그리고, 모터(57)로부터의 회전축(55)으로의 회전의 전달은, 기어 박스(53) 내에 구비한 벨 기어 기구, 웜 기어 기구 등을 개입시키는 것에 의해 행해지는 것이다.

상기 회전축(55)의 일단 측에는, 예를 들면, 다각형상과 같은 적당한 형상의 캠(59)이 일체적으로 장착되어 있고, 회전축(55)의 타단 측에는, 상기 가이드 빔(14)과 평행하게 다른 쪽의 가이드 암(15A) 측으로 수평으로 연장된 스플라인 샤프트(55S)가 구비되어 있다. 이 스플라인 샤프트(55S)는, 상기 가이드 암(15A)의 상부에 구비된 베어링(61)에 회전만 가능하게 지지된 스플라인 슬립(63)에 상대적으로 축 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 스플라인 끼워맞춤 되어 있다. 이 스플라인 슬립(63)의 단부 측에는, 상기 캠(59)과 마찬가지의 캠(65)이 장착되어 있다.

그리고, 상기 가이드 암(13A, 15A)의 상부에는, 상기 캠(59, 65)에 대응하여, 브래킷(67)(도 11 참조)이 설치되어 있고, 이 브래킷(67)에는 추축(69)을 통하여 요동 암(71)이 각각 상하 방향으로 요동 가능하게 지지되어 있다. 상기 각 요동 암(71), 상기 각 암(59, 65)에 의해 하방향으로 가압되는 캠폴로워(73)가 각각 회전 가능하게 구비되어 있다. 또한, 상기 각 요동 암(71)의 선단측 하면에는, 상기 각 가이드 암(13A, 15A)에 상하 이동 가능하게 지지된 가압 로드(75)의 상단부가 맞닿아 있다.

상기 각 가압 로드(75)의 하단부는, 상기 띠톱날 안내 장치(13, 15)에 구비된 백업 지지 부재(77)에 맞닿아 있다. 즉, 상기 띠톱날 안내 장치(13, 15)에는, 일반적인 띠톱날 안내 장치와 마찬가지로, 띠톱날(7)을 양쪽으로부터 협지 안내하기 위한 협지 가이드 부재(79)가 구비되어 있다. 그리고, 띠톱날(7)의 뒤쪽을 가압할 수 있는 백업 또는 백업 롤러 등과 같은 후방 가압 부재(81)를 구비한 상기 백업 지지 부재(77)의 기단부 측이 추축(83)을 통하여 상하로 회동 가능하게 회전가능 장착되어 있으므로, 이 백업 유지 부재(77)의 선단부 측에, 상기 후방 가압 부재(81)을 띠톱날(7) 측으로 가압하도록 상기 가압 로드(75)의 선단부(하단부)가 맞닿아 있다.

상기 구성에 의해, 모터(57)를 회전 구동시키면, 동력 전달 수단의 일례로서 의 회전축(55)에 의해, 가이드 암(13A, 15A) 측의 캠(59, 65)이 각각 동시에 회전된다. 따라서, 상기 캠(59, 65)의 회전에 의해 각 캠폴로워(73)를 통하여 각 요동 암(71)이 하방향으로 요동되면 각 가압 로드(75)의 선단부에서 백업 지지 부재(77)를 띠톱날(7) 방향으로 가압한다. 따라서, 띠톱날(7)은, 후방 가압 부재(81)를 통하여 공작물에 대하여 커트인되는 방향으로 가압된다. 그리고, 상기 캠(59, 65)에 의한 가압이 해제되면(캠(59, 65)의 요부가 캠폴로워(73)에 대응하면), 주(主) 분력(分力)(배면 분력) 방향의 절삭 저항에 의해 띠톱날(7) 및 가압 로드(75)가 되돌려지는 태양으로 되는 것이다.

즉, 상기 구성에 있어서도, 띠톱날(7)에 커트인 방향의 진동을 부여하여 공작물의 절삭을 행할 수 있는 것이다.

또, 공작물에 대한 띠톱날(7)의 커트인 방향의 진동을 띠톱날(7)에 부여하는 구성으로서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 가이드 암(13A)(15A)에 장착한 모터 M에 의해 회전되는 원통 캠, 면캠 등과 같은 적당한 캠 C에 의해 백업 지지 부재(77)에 구비된 캠폴로워 CF를 상하 이동시키는 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한, 백업 롤러(29) 등을 구비한 지지 블록(85)을, 유체 실린더나 솔레노이드 등과 같은 액츄에이터 AC에 의해 상하 이동시키는 구성으로 하는 것도 가능하다.

또, 공작물에 대한 띠톱날(7)의 커트인 방향의 진동을 띠톱날(7)에 부여하는 구성으로서는, 가이드 암(13A, 15A)을 지지한 가이드 빔(14)을 적당한 액츄에이터에 의해 상하 방향(띠톱날(7)의 커트인 방향)으로 진동시키는 구성이나, 커트인 작동용 액츄에이터(11)를 진동적으로 구동하여 톱날 하우징(9)을 진동시켜, 띠톱 날(7)에 커트인 방향의 진동을 부여하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한, 톱날 하우징(9)에 편심추를 구비한 모터를 장착하고, 이 모터를 회전함으로써 톱날 하우징(9)을 진동하고, 이 진동에 의해, 공작물에 대한 띠톱날(7)의 커트인 방향의 진동을 띠톱날(7)에 부여하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

즉, 공작물에 대한 띠톱날(7)의 커트인 방향의 진동을 띠톱날(7)에 부여하는 구성으로서는, 띠톱날(7)에 직접적으로 진동을 부여하는 구성이나, 띠톱날(7)을 지지하고 있는 구성에 진동을 부여하여 띠톱날(7)에 대하여 간접적으로 진동을 부여하는 구성 등, 각종의 구성을 채용할 수 있는 것이다.

본 발명은, 전술한 것 외에, 전술한 발명의 실시예의 설명에 한정되지 않고, 적당한 변경을 행함으로써, 그 외에 각종의 태양으로 실시 가능하다.

그리고, 일본국 특허 출원 제2004-217302호(2004년 7월 26일 출원) 및 일본국 특허 출원 제2005-105112호(2005년 3월 31일 출원)의 모든 내용이 참조에 의해 본원 명세서에 포함되어 있다.

본 발명에 의하면, 공작물에 대한 띠톱날의 커트인 방향으로의 진동을 띠톱날에 부여하여 공작물의 절단을 행하는 것이므로, 띠톱날에 있어서 공작물에 대응한 모든 톱니가 공작물에 절입되는 즉 커트인되는 태양으로 되어, 양호한 효율의 절삭을 행할 수 있는 것이다.

또, 칩을 짧게 분단(分斷)하므로 칩의 배출성이 향상되는 동시에 절삭 저항에 의한 발열과 방열을 교대로 반복함으로써 띠톱날과 공작물이 고온으로 되는 것 을 억제하기 용이한 것이다. 이들에 의해, 띠톱날의 수명 향상을 도모할 수 있다.

Claims (9)

1. 띠톱 기계에 의한 공작물의 절단 방법으로서, 띠톱 기계에 구비한 엔드리스형 띠톱날에 있어서의 치선을 공작물 방향으로 지향하여 안내하는 띠톱날 안내 장치에 진동 부여 수단을 구비하고, 이 진동 부여 수단에 의하여 공작물에 대한 띠톱날의 절입 방향으로의 진동을 부여하여 상기 공작물의 절단을 행하는 때에, 띠톱날의 절입 방향으로의 진동의 진폭은 0.03 내지 0.5mm 정도이며, 상기 진동의 주파수는 수 Hz 내지 수백 Hz인 것을 특징으로 하는 공작물의 절단 방법.
2. 띠톱 기계에 의한 공작물의 절단 방법으로서, 띠톱 기계에 구비한 엔드리스형 띠톱날에 있어서의 치선을 공작물 방향으로 지향하여 안내하는 띠톱날 안내 장치에 진동 부여 수단을 구비하고, 이 진동 부여 수단에 의하여 공작물에 대한 띠톱날의 절입 방향으로의 진동을 부여하여 상기 공작물의 절단을 행하는 때에, 띠톱날을 안내하는 한 쌍의 띠톱날 안내 장치에 구비된 각 진동 부여 수단을 동조하여 또는 비동조 상태에 있어서 상기 띠톱날에 절입 방향으로의 진동을 부여하며, 띠톱날의 절입 방향으로의 진동의 진폭은 0.03 내지 0.5mm 정도이고, 상기 진동의 주파수는 수 Hz내지 수백 Hz인 것을 특징으로 하는 공작물의 절단 방법.
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