JP3772118B2 - 金属線材の皮削りチッパー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属線材の皮削りチッパー、特に、チタン又はチタン合金などの硬い金属線材の皮削りに使用して最適な皮削りチッパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属線材の製造過程において、線材の表面に発生したきづ，細かい割れ，酸化物等を除去する目的で、金属線材の表面層を切削する皮削りが行われている。金属線材の表面層の皮削りを行う場合は、図３に示すように、図示しない供給ロールと巻取りロールとの間に矯正ロールを設け、この矯正ロールの後部側に設けた皮削りチッパー１１内に前記供給ロールから繰り出された金属線材Ａを導入し、該金属線材Ａを前記巻取りロールで巻取って矢印Ｐ方向に引き抜くことによってその表面層Ａａを刃先１２で連続的に皮削りする。
【０００３】
前記刃先１２は、図４の拡大部分図に示すように、刃先構成部１３の掬い面１３ａと刃先部１４の掬い面１４ａ、及び刃先構成部１３の逃げ面１３ｂと刃先部１４の逃げ面１４ｂとからそれぞれ構成されており、前記掬い面１３ａ，１４ａ及び逃げ面１３ｂ，１４ｂにはそれぞれ掬い角θ₁ ，θ₂ 及び逃げ角β₁ ，β₂ をもたせてある。
【０００４】
ここで、掬い角θ₁ ，θ₂ をそれぞれ小さくすることは前記刃先１２の刃先角が大きくなることを意味し、逆に掬い角θ₁ ，θ₂ をそれぞれ大きくすることは刃先１２の刃先角が小さくなることを意味する。したがって、掬い角θ₁ ，θ₂ がそれぞれ所定角度より大きくなると、皮削りの際に掬い面１３ａ，１４ａに切削屑Ｒが衝当してその排出が円滑に行われず、特に掬い面１３ａのクレータ摩耗が大きくなって短寿命となる。逆に掬い角θ₁ ，θ₂ がそれぞれ所定角度より大きすぎると刃先１２が薄肉厚となり、刃先構成部１３，刃先部１４が欠け易くなってしまう。
【０００５】
一方、逃げ角β₁ ，β₂ がそれぞれ所定角度より小さすぎると、刃先構成部１３，刃先部１４の摩耗に伴う二番当りが激しくなり、皮削りされた線材Ａ₂ の線送りが円滑に行われない。逆に逃げ角β₁ ，β₂ がそれぞれ所定角度より大きすぎると、皮削りされた線材Ａ₂ とのクリアランスが部分的に大きくなって短寿命となるとゝもに刃先１２が薄肉厚となり、刃先構成部１３，刃先部１４が欠け易くなってしまうといった問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の問題点を解決するため、最適な刃先角，掬い角θ₁ ，θ₂ ，及び逃げ角β₁ ，β₂ について従来より種々研究開発がなされているが、チタン又はチタン合金からなる線材のように表面が高硬度の場合には、前記刃先角，掬い角θ₁ ，θ₂ 及び逃げ角β₁ ，β₂ などの問題点の他に次のような問題点が未解決となっており、その解決策が望まれている。
【０００７】
すなわち、チタン又はチタン合金などの硬い材料からなる線材Ａの表面層Ａａを、上記のような従来の皮削りチッパー１１で皮削りした場合、皮削り後の線材Ａ₂ の表面肌にはリングマークが発生する。ここでリングマークとは線材円周に発生するリング状の模様のことであり、このリングマークが線材円周に発生するとその後の加工（冷間鍛造，異形加工等）でもその跡が残留し、外観上問題となっていた。
【０００８】
本発明は上記のような従来の問題点を解決するために成されたもので、特にチタン又はチタン合金などの硬い金属線材を皮削りした場合にも線材円周にリングマークが発生しない皮削りチッパーを提供することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本願の第１発明は、金属線材の皮削りに使用するチッパーであって、該チッパーの刃先を半径０．０３〜１．０ｍｍの円弧面で形成したことを特徴とする金属線材の皮削りチッパーにある。これにより、皮削り時における刃先の軽微な振動（線材の長手方向の振動）が抑えられ、皮削り後の線材の表面肌にリングマークが発生するのを防止できる。
【００１０】
また、前記目的を達成するための本願第２発明は、金属線材の皮削りに使用するチッパーであって、該チッパーの刃先を半径０．０３〜１．０ｍｍの円弧面で形成した刃先構成部とその後部に連続する刃先部とで構成するとゝもに、前記刃先構成部と刃先部の掬い角の角度差及び逃げ角の角度差をそれぞれ０°〜１０°に形成したことを特徴とする金属線材の皮削りチッパーである。
【００１１】
上記構成により、刃先構成部の掬い面とその後部に連続する刃先部の掬い面及び刃先構成部の逃げ面とその後部に連続する刃先部の逃げ面との接続部がそれぞれがほゞ直線的な平面で連続し、切削屑の排出及び切削線材の送りがスムーズに行われる。したがって、高速での連続した皮削りができるとゝもに、皮削り時における刃先の軽微な振動がより確実に抑えられ、皮削り後の線材の表面肌にリングマークが発生するのを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１及び図２に示す実施形態により詳細に説明すると、図において、１は皮削りチッパーで、その刃先２は先端部の刃先構成部３とその後部に連続する刃先部４とで構成されており、前記刃先構成部３は後述する円弧面で形成されている。３ａは前記刃先構成部３の掬い面，３ｂは同じく逃げ面、４ａは前記刃先部４の掬い面，４ｂは同じく逃げ面であり、前記掬い面３ａ，４ａ及び逃げ面３ｂ，４ｂにはそれぞれ掬い角θ’，
θ及び逃げ角β’，βをそれぞれもたせてある。
【００１３】
そして、刃先２の先端部を構成する前記刃先構成部３は半径０．０３〜１．０ｍｍの円弧面で形成されており、これにより皮削りチッパー１で線材Ａの皮削りを行う際に発生する刃先２の軽微な振動を抑制でき、皮削り後の線材Ａ₂ の表面肌にリングマークが発生するのを無くすことができる。詳述すると、皮削り後の線材Ａ₂ の表面肌にリングマークが発生するのは、切削時における刃先２の振動（特に線材長手方向の振動）によって形成されるものと考えられる。そこで、本発明では、刃先２の先端部を構成する前記刃先構成部３に丸みを施こすことにより、切削時における刃先２の振動の発生を抑制したものである。
【００１４】
前記刃先構成部３の円弧面の大きさは皮削りする金属線材に対する皮削力によって定まる。すなわち、前記刃先構成部３の円弧面の半径が０．０３ｍｍ未満では皮削力が大きすぎて滑らかな切削とはならず、皮削り時において刃先２に軽微な振動が発生し、その結果、表面肌にリングマークが発生する。逆に、刃先構成部３の円弧面の半径が１．００ｍｍより大きいと皮削力が小さすぎ、皮削り効果が期待できないので、前記円弧面の半径を０．０３〜１．０ｍｍとした。
【００１５】
また、前記刃先構成部３を所定半径の円弧面とすることによって、前記掬い面３ａの掬い角θ’と掬い面４ａの掬い角θとの角度差（θ−θ’）及び前記逃げ面３ｂの逃げ角β’と逃げ面４ｂの逃げ角βとの角度差（β−β’）をそれぞれ小さくすることができる。掬い面３ａの掬い角θ’と掬い面４ａの掬い角θとの角度差を小さくするということは掬い面３ａの掬い角θ’を大きくすることができ、又逃げ面３ｂの逃げ角β’と逃げ面４ｂの逃げ角βとの角度差を小さくするということは逃げ面３ｂの逃げ角β’を小さくできることを意味する。
【００１６】
したがって、刃先２を構成する前記刃先部４の掬い面４ａが所定の傾斜角度からなる一定の傾斜面であっても、該刃先部４の先端に位置する前記刃先構成部３の掬い面３ａと前記掬い面４ａとの接続部はほゞ直線面で連続することになるとゝもに、前記刃先部４の逃げ面４ｂが所定の傾斜角度からなる一定の傾斜面で構成したものであっても、前記刃先構成部３の逃げ面３ｂと前記逃げ面４ｂとの接続部もほゞ直線面で連続することになる。
【００１７】
すなわち、この種皮削りチッパーにおいて、前記掬い面４ａの掬い角θが４０〜５０°，また前記逃げ面４ｂの逃げ角βが３〜１０°が最も好ましいことが判ったが、刃先２の先端部を構成する前記刃先構成部３を半径０．０３〜１．０ｍｍの円弧面で形成した場合、その掬い面３ａの掬い角θ’及び逃げ面３ｂの逃げ角β’を前記掬い面４ａの掬い角θ及び逃げ面４ｂの逃げ角βとほゞ同じ大きさか或いはこれより少し小さく形成することは容易である。したがって、掬い角の角度差（θ−θ’）及び逃げ角の角度差（β−β’）をそれぞれ小さくすることができるが、実験の結果では、前記掬い角の角度差及び前記逃げ角の角度差がそれぞれ０°〜１０°の場合が最も良好であった。
【００１８】
その結果、刃先構成部３の掬い面３ａとその後部に連続する刃先部４の掬い面４ａ及び刃先構成部３の逃げ面３ｂとその後部に連続する刃先部４の逃げ面４ｂとの接続部がそれぞれがほゞ直線的な平面で連続することになり、線材Ａの表面層Ａａを切削する際に発生する切削屑Ｒの排出及び切削材の線送りがスムーズになる。これにより、切削時における刃先２に発生する線材の長手方向の振動がより一層抑制されるとゝもに、掬い面３ａ，４ａのクレータ摩耗が小さくなって長寿命となる。なお、刃先２の先端部を構成する前記刃先構成部３は半径０．０３〜１．０ｍｍの円弧面で形成したが、より好ましくは前記刃先構成部３の半径を０．０５〜０．５ｍｍとすることがよい。
【００１９】
【実施例】
表１に、本発明に係る皮削りチッパーと比較例の皮削りチッパーとでそれぞれ切削した場合のリングマークの有無の実験例を示す。なお、この実験では、熱間圧延により形成した直径５．５ｍｍの純チタン線材に熱処理を施し、８０ｍ／ｍｉｎの高速で超硬皮削チッパー内を通過させ、直径５．２ｍｍに皮削加工した。
【００２０】
【表 １】

【００２１】
この結果は表１に示す通りであり、刃先に半径０．０３〜１．０ｍｍの円弧面を備えた本発明の皮削りチッパーでは線材の円周表面にリングマークが全く付かないか、あってもその後の冷間鍛造，異形加工等でその跡が残留しない程度のものであった。特に、刃先の半径が０．０５〜０．５ｍｍの範囲においては線材の円周表面にリングマークの発生が全くないことが判る。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る金属線材の皮削りチッパーは、上記のような構成であるから、切削屑の排出及び切削材の線送りがスムーズに行われ、皮削り時における刃先の軽微な振動が確実に抑えられる。したがって、皮削り後の線材の表面肌にリングマークのない高肌品質の線材を得ることができるとゝもに、高速での連続切削が可能となる、といった諸効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る皮削りチッパーの皮削り状態を示す断面図である。
【図２】 同皮削りチッパーの要部を示す拡大断面部分図である。
【図３】 従来の皮削りチッパーの皮削り状態を示す断面図である。
【図４】 同皮削りチッパーの要部を示す拡大断面部分図である。
【符号の説明】
１ 金属線材の皮削りチッパー
２ 刃先
３ 刃先構成部
３ａ，４ａ 掬い面
θ’，θ 掬い角
３ｂ，４ｂ 逃げ面
β’，β 逃げ角
４ 刃先部

Claims (2)

1. 金属線材の皮削りに使用するチッパーであって、該チッパーの刃先を半径０．０３〜１．０ｍｍの円弧面で形成したことを特徴とする金属線材の皮削りチッパー。
2. 金属線材の皮削りに使用するチッパーであって、該チッパーの刃先を半径０．０３〜１．０ｍｍの円弧面で形成した刃先構成部とその後部に連続する刃先部とで構成するとゝもに、前記刃先構成部と刃先部の掬い角の角度差及び逃げ角の角度差をそれぞれ０°〜１０°に形成したことを特徴とする金属線材の皮削りチッパー。

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