JP3152124U - 揺動式帯鋸盤における揺動機構及び切込み送り機構 - Google Patents

Abstract

【課題】単純な制御でワークの各部において均一な切込みを可能にする、揺動と切込み送りを一体化した機構、構造を提供する。【解決手段】鋸刃ヘッド及びそのスライドガイド機構が下部に設けられた揺動支点を中心に一体として揺動する。揺動量は上部に設けられたカム機構よって与えられる。カム形状はワーク各部での揺動量と揺動速度を決定する。カムは切込み送り機構のサーボモータと連結しており、切込みと揺動が同時に制御される。切込み送りにはボールネジを用い正確な切込み量が付与される。【選択図】図４

Description

本考案は工具にエンドレス帯鋸刃を用いる帯鋸盤の切り込み方式に関するものである。

帯鋸盤は鋼材、特に大径鋼材の切断には他に代わる方法がなく広範囲に使われている。工具としての帯鋸刃はフープ状の帯鋼に多数の刃をエンドレスに設けたものである。帯鋸刃は刃先と胴部からなり、胴部は帯鋼の特性上横剛性が小さい。切断時の切削抵抗、特に背分力が過大になると鋸刃胴部にたわみが生じ、それが切曲りとなって製品の寸法不良につながる。限界背分力を越えない為には、切削長さを短くするか又は切込み量を少なくするという２通りの調整方法がある。現状の切込み制御では切削長に対して全くの受身なので、やむなく切込み量を減少して背分力の過大を防止している。しかし切込み深さを過度に浅く調整することは切削の経験則に反しており弊害が多い。工具寿命方程式によれば切削条件の選定は、切込みを可能な限り大きくし、そして切削速度を低く目にするのが原則である。しかし、現状の帯鋸盤では切込み制限のため、切削速度を高めに設定して切断能率を上げている。高速切削は刃先に一般的な摺動摩耗のほか熱拡散摩耗も加わり工具寿命を縮める。特にステンレス鋼など加工硬化性を持つ難削材では有害である。

切断加工中は被削材の断面形状に応じて切削長が時々刻々変わり、それに対応して切込み深さも増減する。その為、切込み深さを切削条件指標とすることは出来ず、切削率というものを指標としている。切削率は切断面積を切断時間で割った値であり、平均切込み速度に相当する。これは多刃工具では一般的な指標になっているが、次の理由で前もって機械に設定することが難しいし、作業者の経験と勘に依存せざるを得ない。
１）切削率は切断後に求まる値で、予め操作設定することができない。
２）平均切削率が良くとも、部分々の切削率に過大、過小が出てしまう。
３）鋸刃の刃先が摩耗した時、過大な指標となる。

限界背分力を越えないために切削長を制御する切込み方式は揺動式、シーソー式またはオシレーション式と呼ばれる。これは鋸刃を切削長さ方向に揺動させながら切込み送りを与えるもので、従来から数々の装置が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。しかし、切込み送りと揺動運動が複合動作となり切削長及び切込み量の適切な付与が難しく、未だ十分に満足する性能のものが得られていない。
特開昭５６−１０７８２５号公報（名称：揺動型帯鋸盤） 特開２００６−２６８７２号公報（名称：帯鋸盤によるワーク切断方法及び帯鋸盤）

解決しようとする問題点は、鋸刃に揺動運動と切込み送りをそれぞれ単独で与え
る構造では、ワークの各部で均一な切込みを与えるには複雑な切込み制御を要する点である。

本考案は、帯鋸刃及びその駆動装置で構成された、いわゆる帯鋸ヘッドのみを揺
動するのではなく、帯鋸ヘッドを切込み方向に送るガイド機構も一体として揺動することを主要な特徴とする。

本考案によれば、ワークの断面形状に左右されることなく、適正切削長を維持し
て切込み送りが与えられる。従って、切削条件として切込み量を直接設定して切削加工を進められる。この結果、切込み送りの数値制御が可能となり、操作性の良い、切断能率が高い、鋸刃寿命の長い帯鋸盤が実現できる。

従来の切込み方式と揺動切込み方式の鋸刃軌跡図である。 本考案の切込み方式概念図である。 揺動の速度変化を決定するカム機構の説明図である。 本考案の実施形態の説明図（正面図、平面図、側面図）である。

図１は加重切込み方式（背分力制限方式）と揺動切込み方式（切削長制限方式）の鋸刃軌跡を簡易的に表したものである。従来の背分力制限方式では切削長の長い部分で切込みが極端に浅くなり、切削条件上不適切な状態を生ずる。一方揺動切込み方式ではワークの切断部位にかかわらず、均一で適切な切込み送りが維持される。図２は本考案による揺動切込み方式の概念説明図である。切込み送りはネジ機構、揺動はカム機構で1つの駆動により同時に作動する。揺動支点は構造単純化のため最下部に固定点としてある。カム位置は切削抵抗の影響を最小限にするため、揺動支点から最も離れた最上部とした。それぞれの機能が有機的に配置され簡素な構成の揺動切込み構造が実現した。図３は揺動運動のためのカム機構を示す。カム形状は揺動の速度変化を決定する。速度は全ての位置で一定が望ましく、また折り返し点では瞬時に方向転換する必要があるのでハート形状となる。

図4、図５、図6に本考案実施例の正面図、平面図、側面図を示す。
ワーク（Ｗ）はベッド（１）上に置かれ、バイス（２）によって保持される。帯鋸ヘッド（３）のスライドガイド（４）はベッドに固定された門形フレーム（５）と支点軸（６）に支えられている。帯鋸ヘッドを構成するハウジング（７）には鋸刃モータ（８）によって回転する駆動ホィール（９）とワークに対し反対側に位置する従動ホィール（１０）が取り付けられている。鋸刃（１１）は両ホィールにベルト掛けして循環走行させる。鋸刃は切削作用部分でインサートガイド（１２）にひねられて刃先が下向きになる。そしてワークに刃先を当てて徐々に押込んで切削作用を生じさせ切断加工がなされる。

本考案では帯鋸ヘッド（３）及びガイドフレーム（１３）が支点軸（６）を中心に揺動する。揺動量はカム（１４）と位置固定のカムフォロワ（１５）によって与えられる。カムは切込み送り駆動のサーボモータ（１６）と連結しており、切込みと揺動が同時に制御される。カムの位置は切削点から離れた位置に設けてあり切削反力の影響を最小にしている。切込み送りにはボールネジ（１７）を用い正確な切込み量を付与する。帯鋸ヘッドは重く上昇時には大きな力を要するのでバランサシリンダ（１８）を備えサーボモータ及びボールネジの負荷を軽減している。

形鋼、特にＨ形鋼は切断時に狭窄現象が発生し鋸刃が挟み込まれることがある。これを避けるためには切り代（あさり）の大きい専用鋸刃を使用する。揺動切削では揺動時に狭窄部を再度切削ことになるので特別の狭窄対策を必要としない。従って形鋼の切断にも威力を発揮する。

Ｗ ワーク（被加工物）
１ ベッド
２ バイス
３ 帯鋸ヘッド
４ スライドガイド
５ 門形フレーム
６ 支点軸
７ ハウジング
８ 鋸刃モータ
９ 駆動ホィール
１０ 従動ホィール
１１ 鋸刃
１２ インサートガイド
１３ ガイドフレーム
１４ カム
１５ カムフォロア
１６ サーボモータ
１７ ボールネジ
１８ バランサシリンダ

Claims (2)

1. 帯鋸盤のベッド下部に揺動支点を設け、その揺動支点に対し帯鋸ヘッドとその送りスライドガイド機構を一体的に揺動させる揺動機構。
2. 揺動支点の最遠部に揺動量を与えるカム機構を設け、そのカム機構と切込み送り駆動のサーボモータを連結又は変速機構を介して揺動速度及び切込み速度を同時に制御する切込み機構。
   
   
   

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