JP2000263323A - 切断方法 - Google Patents

切断方法

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JP2000263323A
JP2000263323A JP11067876A JP6787699A JP2000263323A JP 2000263323 A JP2000263323 A JP 2000263323A JP 11067876 A JP11067876 A JP 11067876A JP 6787699 A JP6787699 A JP 6787699A JP 2000263323 A JP2000263323 A JP 2000263323A
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JP
Japan
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saw
cutting
cut
bending
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JP11067876A
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Eiji Nakajima
英二 中島
Masaki Imamura
巨城 今村
Minoru Fukuda
実 福田
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課 題】 効率的に切断できる方法を提供する。 【解決手段】 被切断材の切断部に引張応力を付与した
状態で切断する切断方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、切断方法に関し、
とくに、効率的に切断するのに好適な切断方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図面に基づき従来の技術を説明する。例
えば図4に示す種々の断面形状を有する形鋼1(添字a
はH形鋼、b は鋼矢板、c は溝形鋼、d は山形鋼)は、
所望の形状に圧延された後に、例えば図5に示す円形切
断鋸を有する切断装置により指定長さに切断される。
【0003】この切断装置は、ソー本体フレーム4上に
配設した鋸駆動モータ5、プーリ8、Vベルト9によ
り、円形切断鋸(以下、単に鋸とも称す)2を軸支する
鋸駆動軸7を回転駆動しながら、ソー本体フレーム4を
ソー本体走行シリンダ11によって、図6に示すように水
平方向に進行(摺動)させることにより、テーブルロー
ラ12上に載置された被切断材、例えば形鋼1a を切断す
る。鋸2の回転中心は形鋼1a の高さ方向中心位置より
上部に配置されている。
【0004】この切断方法では、切断中は鋸により形鋼
に強い押しつけ力が加わる。従って通常は図7に示すよ
うに水平摺動式のクランプ装置(形鋼1a の一方の側面
にクランプガイド14を当てこれを側方からクランプシリ
ンダ15で押すことにより形鋼1a の他方の側面を固定ガ
イド13に押しつける装置)が鋸2の両側に設置されてい
る。これにより、切断中の形鋼1a が鋸2の進行方向に
逃げるのを防止している。
【0005】ところで、実際に鋸で形鋼を切断する時
は、通常鋸2の回転中心が形鋼1a の高さ方向中心位置
より上部に配置されているので、図8に示すとおり、鋸
2は、被切断材(例えば形鋼1a ,1b )の右斜め上か
ら切断開始し左斜め下で切断終了する。このような切断
方法によれば、図9に示すように、被切断材(例えば形
鋼1a)の幅Hは鋸2の水平ストロークでカバーするこ
とができるから、鋸径は、鋸2の半径r0 と鋸ホルダ16
の半径r1 の差が形鋼1a の高さBに対する切断有効高
さh0 を確保できる程度の値で十分であり、鋸径を必要
最小限に設計することができ、鋸径の増加に伴い発生す
る鋸のコストアップと駆動モータのパワーアップによる
設備費の増加を避けることができる。
【0006】しかし、上記のような、被切断材の右斜め
上から切断開始し左斜め下で切断終了する切断方法で
は、図10に示すように、切断に必要な押しつけ力Fが、
被切断材(例えば形鋼1b )を左斜め下方に押す分力F
1 と、鋸2を浮き上がらせる分力F2 とに分けられ、こ
のうち分力F1 により形鋼1b が曲げられ、形鋼1b の
既切断面が鋸2を両側から挟んで締めつける状態になる
とともに、切断されている部分(切断部)には圧縮応力
が付与された状態になる。
【0007】鋸には用途に応じて種々タイプのもの使用
されるが、代表的なものとして、被切断材の表面を削り
ながら切断するタイプの鋸(以下、フリクションソーと
称す)や被切断材をすくい取りながら切断するタイプの
鋸(以下、鋸歯方式ソーと称す)がある。いずれのタイ
プの鋸で切断する場合でも、前記のような状態になる
と、鋸の送り速度が一定の場合には鋸駆動のための負荷
が増大したり、鋸の寿命低下や割損事故などを誘発し、
これらを防止しようとすると鋸の送り速度を減少せざる
を得ず鋸断能率が低下する問題がある。
【0008】この問題の解決手段として、特開昭54−12
0486号公報に、形鋼を下から持ち上げた状態で切断する
方法が提案されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭54−120486号公報の方法では、以下のような課題が
残されたままであった。すなわち、図11に示すように、
被切断材(例えば形鋼1a )を下から少し持ち上げる
と、中立軸を境に上部は引張応力、下部は圧縮応力がか
かった状態となる。ところが、図8のように鋸2は切断
途上で形鋼1a の上部と下部とを同時に斜めに切断する
状態を経過するのであり、その状態においては、前述の
問題は、上部では解消できても下部では解消できない。
【0010】本発明は、この課題を解決するために、形
鋼の切断開始から終了まで前述の問題が全く生じない切
断方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、被切断材の切断部に引張応力を付与した状
態で切断することを特徴とする切断方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明では、従来のように単に被
切断材の下方側から被切断材に上方方向の曲げを付与し
た状態で切断するのでなく、被切断材の切断部のすべて
が引張応力を付与された状態とすることにより前記課題
を達成するものである。本発明は、例えば鋸歯方式ソー
を有する場合について、図1に平面図(a) および側面図
(b) を示すような、ピンチロールにより長手方向に引張
力を作用させる装置で実施することができる。
【0013】この装置による鋸断作業は以下のように行
う。まず、被切断材(例えば形鋼1)をテーブルローラ
12に載せて搬送し切断部の位置決めを行う。この位置決
め後、ピンチロール押付シリンダ32によりピンチロール
31を被切断材に押し付ける。この押し付け後、ピンチロ
ール31を図示しない回転駆動装置および回転伝達装置に
より回転させる。この回転方向は被切断材を境に互いに
反対の方向とする。その後、被切断材をクランプシリン
ダ33で拘束し、円形切断鋸(鋸歯方式ソー)2によって
切断を行う。
【0014】なお、ピンチロールでの引張応力付与に代
えて、被切断材の両側を掴み、単純に引っ張る方法でも
よい。鋸歯方式ソーの場合、前記のように、被切断材を
すくい取りながら切断するので、切断部に付与する引張
応力が大きいほど、本発明の効果、とくに鋸駆動のため
の負荷の減少効果は大きくなるため、付与する引張応力
は被切断材の降伏応力に近い値まで大きくする等が有効
となる。
【0015】本発明は、また例えばフリクションソーを
有する場合について、図2に正面図(a) および平面図
(b) を示すようなリフト(下方からの押し上げ)と側方
からの押し曲げを組み合わせた機構を設けることにより
実施することができる。なお、この例での最終切断部は
左下端部である。この機構は、従来は被切断材を側方か
ら押す垂直部のみで構成されていたクランプガイド14
(図7参照)に代えて、図2(a) に示すように、これに
さらに被切断材(例えば形鋼1a )をリフト可能な水平
部を付加したアングル状のクランプガイド18とし、これ
を右上がりのテーパスライドベース19で左右方向摺動可
能に支持し、水平部の形鋼支承面が左端位置ではパスラ
インの下方、右端位置ではパスラインの上方にくるよう
にし、クランプシリンダ20で前記摺動を駆動するととも
に、図2(b) に示すように従来の固定ガイド(第1の固
定ガイドと称す)13の外側で、好ましくは鋸2の通過面
に関して対称の位置に、第2の固定ガイド17を1つずつ
配置し、かつ、第1の固定ガイド13の位置を少し右方に
(第2の固定ガイドより鋸2側に)ずらしたものであ
る。なお、21はクランプシリンダ20の基部を固定するブ
ラケットである。
【0016】この機構によれば、クランプシリンダ20で
右方に引く力を加えることにより、クランプガイド18が
テーパスライドベース19に沿って右上方向に摺動し、形
鋼1a は右上方向に押されて(図2(a) )第2の固定ガ
イド17に当接したのち、第2の固定ガイド17の間に位置
する部分がさらに右方に押されて第1の固定ガイド13に
当接する。(図2(b) ) このとき形鋼1a は、パスラインからリフト量hR だけ
持ち上げられるとともに、第1の固定ガイド13の前記ず
らし量に対応する押し曲げ量Sだけ側方に曲げられた状
態となる。すなわち、形鋼1a には、図2(c) に示すよ
うなリフト量h R と押し曲げ量Sとの合成量NR だけ、
曲げを起こさせる内力が発生している。よって、応力と
歪の関係に基づいて、この内力が前記分力F1 (図10参
照)に打ち勝つように、リフト量hR と押し曲げ量Sを
設定することにより、従来図11に示したような形鋼断面
の鋸通過部分で上部引張、下部圧縮となっていた内部応
力状態を、上部、下部とも引張応力状態に変えることが
でき、鋸の締めつけを完全に解消することができる。
【0017】フリクションソーの場合、前記のように、
被切断材の表面を削りながら切断するので、鋸の両側が
被切断材によって締めつけられるのを解消すれば、本発
明の効果、とくに鋸寿命の延長効果は発揮できるので、
付与する引張応力はそれほど大きくなくても良い。従っ
て、リフト量hR は多くとる必要はなく10〜50mm程度あ
れば十分である。
【0018】押し曲げ量Sはリフト量hR と略同じ10〜
50mm程度としておけばよい。この範囲の中で、例えばS
=hR となるように設定・製作しておけば、水平に対し
45°の傾きをもった中立軸を中心に形鋼に曲げを付与す
ることができる。もちろん、この斜め上方への曲げ機構
は、鋸(フリクションソー)2の両側近傍の被切断材に
対して設ければよく、被切断材の全長にわたって設ける
必要はない。
【0019】本発明はさらに、例えば鋸歯方式ソーを有
する場合について、図3に平面図を示すような装置によ
っても実施することができる。この装置による鋸断作業
は以下のように行う。まず、被切断材(例えば形鋼1)
をテーブルローラ12に載せてサイドガイド41で案内しな
がら搬送し切断部の位置決めを行う。この位置決め後、
内側押付シリンダ42と外側押付シリンダ43のシリンダロ
ッド44を押し出し、先端金具45で形鋼1を押し付けて切
断部Zに曲げ応力を作用させる。この押し付け後、切断
部Zの引張応力作用側Ztの方から円形切断鋸(鋸歯方式
ソー)2で切断を行う。切断後、形鋼1を搬送する場合
には、搬送に支障がないようにシリンダロッド44を引き
込む。
【0020】
【実施例】〔第1の実施例〕図1の装置で被切断材とし
たH形鋼を、引張力有りと引張力無しの状態で、同一切
断速度下で切断した場合の鋸駆動モータ電流を調査した
結果、引張応力無しの場合、空転電流が6.5A、切断時の
ピーク電流が10.5A であったのに対し、19.7kgf/mm2
引張応力(降伏応力の約80%)を作用させることで空転
電流6.5A、切断時のピーク電流が9.8Aに低下し、鋸駆動
の負荷が低減した。また、鋸寿命も延長するとともに、
ピーク電流をほぼ同一にした場合には、引張応力付与に
より切断速度を高めることができ、切断時間が短くな
る、すなわち切断速度の高速化が図れることが確認でき
た。
【0021】〔第2の実施例〕圧延H形鋼の熱間鋸切断
ラインに図2に示した機構を設置し、本発明を実施し
た。リフト量hR は20mm、押し曲げ量Sは20mmとした。
なお、テーパスライドベースのテーパ角(摺動面と水平
面とのなす角)は2.9 °とした。その結果、切断速度を
同じとした従来の下方からのみ押し上げる場合に比べ
て、鋸寿命が40%延長した。
【0022】なお、これらの実施例では、被切断材をH
形鋼としたが、本発明は、これに限定されるものではな
く、その構成から明らかなようにH形鋼以外の鋼材は無
論のこと被切断材の種類には限定されない。また、実施
例は円形切断鋸で切断する場合を示したが、帯鋸等いず
れのタイプの鋸に対しても適用できる。さらに、被切断
材が熱間であっても冷間であっても同様に適用できる。
【0023】
【発明の効果】かくして本発明によれば、被切断材の切
断開始から終了まで常に切断されている部分に引張応力
を付与して切断するので、鋸寿命の大幅延長、切断時間
の短縮、切断機負荷の低減などの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に好適な装置の例を示す平面図
(a) および側面図(b) である。
【図2】本発明の実施に好適な斜め上方方向の曲げ機構
を示す正面図(a) 、平面図(b)、およびこの機構による
曲げ量の合成図(c) である。
【図3】本発明の実施に好適な装置の例を示す平面図で
ある。
【図4】種々の形鋼の形状を示す断面図である。
【図5】水平摺動式フリクションソーの構成を示す平面
図である。
【図6】被切断材と鋸との相対位置関係を示す正面図で
ある。
【図7】クランプ装置を示す平面図である
【図8】形鋼の切断過程を示す断面図である。
【図9】形鋼と鋸の寸法関係を示す正面図である。
【図10】形鋼の斜め切断に必要な押しつけ力の分解図で
ある。
【図11】従来技術の問題点を示す形鋼の応力状態図であ
る。
【符号の説明】
1 形鋼 2 円形切断鋸(鋸) 3 鋸カバー 4 ソー本体フレーム 5 鋸駆動モータ 6 鋸駆動軸受 7 鋸駆動軸 8 プーリ 9 Vベルト 10 鋸カバー開閉シリンダ 11 ソー本体走行シリンダ 12 テーブルローラ 13 固定ガイド(第1の固定ガイド) 14 クランプガイド(垂直部のみ有する) 15,20 クランプシリンダ 16 鋸ホルダ 17 第2の固定ガイド 18 クランプガイド(水平部と垂直部を有する) 19 テーパスライドベース 21 ブラケット 31 ピンチロール 32 ピンチロ−ル押付シリンダ 33 クランプシリンダ 34 クランプ用ローラ 41 サイドガイド 42 内側押付シリンダ 43 外側押付シリンダ 44 シリンダロッド 45 先端金具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 実 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Fターム(参考) 3C040 AA01 BB01 FF05 HH11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被切断材の切断部に引張応力を付与した
    状態で切断することを特徴とする切断方法。
JP11067876A 1999-03-15 1999-03-15 切断方法 Pending JP2000263323A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010234473A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋼材の切断方法および切断装置
CN107662015A (zh) * 2017-08-28 2018-02-06 惠州金源精密自动化设备有限公司 一种电芯外壳环切机构及其电芯剥壳设备
CN111659942A (zh) * 2020-06-29 2020-09-15 台州弘锐精密机械有限公司 一种新型钢结构建筑材料批量加工设备及加工工艺

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