JP4708540B2 - シャーリングマシン - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャーリングマシンに関し、詳細には、バリの発生を抑えて剪断することのできる生産性に優れたシャーリングマシンに関する。
【0002】
【従来の技術】
シャーリングマシンでは、例えばテーブルに固定された下刃に対して、上刃をラムによって上下動させて、該下刃上に位置決めされたワークを剪断するように構成されている。このシャーリングマシンを使用して上記上刃と下刃とにより一度にワークを剪断するとバリが発生し易く、バリ取りのための二次加工が必要となる。
【0003】
そこで従来は、バリの発生を抑制するために、一度に剪断加工を行ってしまわずに、二度に分けて剪断加工を行うようにしている。例えば、図8及び図9に示すように、切刃を二組(上刃101及び下刃107と上刃103及び下刃105)用意し、第1工程で背面側の上刃103と前面側の下刃105とでワークWを途中まで切断(ハーフシャー)した後、第2工程で前面側の上刃101と背面側の下刃107とでワークWを切断する。
【0004】
このように、初めにワークWを板厚の途中まで切断した後、次の工程でワークWを完全に切り落とすようにしているため、一度にワークWを剪断する場合に比べてバリの発生を抑制することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第1工程のハーフシャーでは、切刃にシャー角を付けることができないため、汎用シャーに比べ大きな加圧力を発生させる必要がある。また、ワークWの中央では、クリアランスが広がり、切断品質を安定させることが難しく、幅広のワークWを加工することが困難である。さらに、加工工程が2工程に分かれているため、生産性が従来の一度の剪断加工に比べて約半分となる。
【0006】
そこで本発明は、上述の課題を解決するために提案されたものであって、バリの発生を抑えて剪断することのできる生産性に優れたシャーリングマシンを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、所定間隔を保持して平行に対向配置した直線状の一対の下直刃(1)を備えた下切刃支持台(9)と、前記下切刃支持台(9)の上方に上下動自在に備えられたラム(31)と、このラム(31)に備えた上切刃支持台(29)に設けられ、前記下直刃(1)との間に板状のワーク(W)を強固に固定可能な一対の上直刃(5)と、前記下切刃支持台(9)に前記下直刃(1)の長手方向へ移動自在に備えられた下丸刃移動用スライダ(21)と、この下丸刃移動用スライダ(21)に備えた下丸刃ホルダー(17)に回転自在に備えられ、前記一対の下直刃(1)の間から上方向に突出して前記一対の上直刃(5)との協働によりワーク(W)にハーフシャーを行う下丸刃(7)と、前記ラム(31)に前記上直刃(5)の長手方向へ移動自在に備えられた上丸刃移動用スライダ(39)と、この上丸刃移動用スライダ(39)に備えた上丸刃ホルダー(35)に回転自在に備えられ、前記一対の上直刃(5)の間から下方向へ突出して前記一対の下直刃(1)との協働によりワーク(W)にハーフシャーを行う上丸刃(3)と、を備えていることを特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0011】
<シャーリングマシンの構成>
本実施形態のシャーリングマシンは、主として図1及び図2に示すように、所定間隔を置いて平行に対向配置した直線状をなす一対の下直刃1、1と、一対の上記下直刃1、1間を該下直刃1、1の長手方向に沿って回転しながら走行する円盤形状の下丸刃7と、上記下直刃1、1と相対向する上方位置に設けられ、所定間隔を置いて平行に対向配置した直線状をなす一対の上直刃5、5と、一対の上記上直刃5、5間を該上直刃5の長手方向に沿って回転しながら走行する円盤形状の上丸刃3とを備えている。
【0012】
一対の下直刃1、1は、図1及び図2に示すように、直線状をなす切刃とされており、並列配置された下切刃支持台9、9の相対向する面9a、9aにはめ込まれた形で固定されている。かかる下直刃1、1は、例えば上面のエッジ部分に切刃1a、1aを有しており、それぞれの切刃1a、1aの間隔が所定間隔となるように平行に対向配置されており、上丸刃3と協働してワークWを切断する構成となっている。
【0013】
一対の上記下直刃1、1の間隔は、ワークWの板厚等に応じて適宜調整可能とされている。これら一対の下直刃1、1の間隔を調整(クリアランス調整)することで、剪断精度を上げることができ、バリの発生を最小(バリ無し)なものとすることができる。ここでいうクリアランスとは、上丸刃3とのクリアランスということになる。また、上記下直刃1、1の上面は、上記下切刃支持台9、9の上面9b、9bと面位置に設けられている。そして、これら下切刃支持台9、9は、図1に示すように、断面略コ字状をなす支持台11の立ち上がり部13、13の上方に設けられている。
【0014】
上記下丸刃7は、図1及び図2に示すように、両面におけるそれぞれの周縁部が切刃7a、7aとされた円盤形状をなすいわゆる丸刃とされている。かかる下丸刃7は、その中心に設けられた軸部15を、下丸刃用ホルダー17に回転自在に取り付けられている。かかる下丸刃7は、一対の上記下直刃1、1間に挿入され、後述する上直刃5、5の切刃5a、5aと該下丸刃7の切刃7a、7aとの協働によりワークを剪断するようになっている。
【0015】
上記下丸刃ホルダー17は、図1及び図2に示すように、上記各下切刃支持台9、9の下面に該下切刃支持台9、9の長手方向に沿って敷設されたそれぞれのガイドレール19、19にスライド自在とされた下丸刃移動用スライダー21に取り付けられている。また、下丸刃ホルダー17は、上記下丸刃移動用スライダー21に対して、切込深さ調整手段である圧電素子23を介して取り付けられている。上記圧電素子23は、電圧の印加によりその厚みが増す特性を有し、その厚みの変化量(下丸刃7を上下させるストローク量)が充分に確保できるように複数個重ねて形成されている。
【0016】
従って、上記下丸刃7は、上記圧電素子23への電圧印加の制御により、例えば図3に示すように、該下丸刃7の上記下直刃1、1間の上面からの突出量が調整自在とされている。これは即ち、被加工物であるワークWに対する切り込み量が自由に調整できることを意味する。また、圧電素子23を使用することで、侵入深さ調整機構をコンパクトなものにできる。
【0017】
上記下丸刃移動用スライダー21には、図1及び図2に示すように、上記各ガイドレール19、19に摺動自在な一対のスライドガイド25、25が設けている。そして、この下丸刃移動用スライダー21は、図示しないサーボモーターの駆動により回転せしめられるボールスクリュー27によって、上記下直刃1、1の長手方向に移動自在とされている。従って、下丸刃移動用スライダー21に設けられた下丸刃7は、一対の上記下直刃1、1間を該下直刃1、1の長手方向に沿って回転しながら走行する。
【0018】
一対の上直刃5、5は、図1及び図2に示すように、下直刃1、1と同様、直線状をなす切刃とされており、並列配置された上切刃支持台29、29の相対向する面29a、29aにはめ込まれた形で固定されている。かかる上直刃5、5は、例えば下面のエッジ部分に切刃5a、5aを有した直線刃とされており、それぞれの切刃5a、5aの間隔が所定間隔となるように平行に対向配置されている。
【0019】
また、一対の上記上直刃5、5の間隔は、下直刃1、1と同様、ワークWの板厚等に応じて適宜調整可能とされている。さらに、上直刃5、5の切刃5a、5aを含む下面は、上記上切刃支持台29、29の最下面29b、29bと面位置に設けられている。そして、上記上切刃支持台29、29は、図1に示すように、ラム31に保持されるようになされている。
【0020】
上記上丸刃3は、図1及び図2に示すように、下丸刃7と同様、両面におけるそれぞれの周縁部が切刃3a、3aとされた円盤形状をなすいわゆる丸刃とされている。かかる上丸刃3は、その中心に設けられた軸部33を、上丸刃用ホルダー35に回転自在に取り付けることによって、加工中は回転しながら剪断を行うようになされている。かかる上丸刃3は、一対の上記上直刃5、5間に挿入され、上記下直刃1、1の切刃1a、1aと該上丸刃3の切刃3a、3aとの協働によりワークWを剪断するようになっている。
【0021】
上記上丸刃ホルダー35は、図1及び図2に示すように、上記各上切刃支持台29、29の上面に該上切刃支持台29、29の長手方向に沿って敷設されたそれぞれのガイドレール37、37にスライド自在とされた上丸刃移動用スライダー39に取り付けられている。また、上丸刃ホルダー35は、上記上丸刃移動用スライダー39に対して、切込深さ調整手段である圧電素子41を介して上下自動自在に取り付けられている。
【0022】
すなわち、上丸刃ホルダー35は、上記上丸刃移動用スライダー39との間に圧電素子41を介在させて該上丸刃移動用スライダー39に取り付けられると共に、上方に延在する一対のスライドガイド43、43を上記上丸刃移動用スライダー39に形成されたそれぞれのスライド挿入孔45、45に挿入させて、該スライドガイド43、43を案内として上記上丸刃移動用スライダー39に対して上下動自在とされている。上丸刃ホルダー35の上下動の量は、上記圧電素子41への電圧の大きさの制御によって行われる。
【0023】
上記圧電素子41は、上記下丸刃ホルダー17を駆動する圧電素子23に対して該素子の重ね量を増やし、上記上丸刃ホルダー35(上丸刃3)を上下動するストローク量を大きくしている。従って、上丸刃3の方が下丸刃7よりも、上直刃5、5よりの突出量が大きく、つまりワークWに対する切り込み量を多くとることができる。
【0024】
上記上丸刃移動用スライダー39には、図1及び図2に示すように、上記各ガイドレール37、37に摺動自在な一対のスライドガイド47、47が設けている。そして、この上丸刃移動用スライダー39は、図示しないサーボモーターの駆動により回転せしめられるボールスクリュー49によって、上記上直刃5、5の長手方向に移動自在とされている。従って、上丸刃移動用スライダー39に設けられた上丸刃3は、一対の上記上直刃5、5間を該上直刃5、5の長手方向に沿って回転しながら走行する。
【0025】
上記ラム31は、図1に示すように、図示を省略するラム駆動用シリンダー51によって駆動され、上記上直刃5、5をワークWに対して接近する方向と離れる方向(同図中矢印Z方向)に上下動自在となされている。すなわち、油圧ポンプ53によってタンク55から吸い上げられた駆動油をラム駆動用シリンダー51の後方シリンダ室51aに送り込むと、シリンダ57が押し下げられ、該シリンダ57に押されてラム31がワークWに対して接近する。一方、油圧回路に接続される切換えバルブ59を切り換えて、ラム駆動用シリンダー51の前方シリンダ室51bに駆動油を送り込むと、シリンダ57が上昇し、該シリンダ57によってラム31がワークWに対して離れる方向に持ち上げられる。
【0026】
なお、上記油圧回路には、前方シリンダ室51bの圧力を検出するための圧力センサー61が設けられている。また、ラム31には、上直刃5、5の高さ位置を検出してワークWの板厚を認識するためのリニアスケール63が設けられている。
【0027】
<シャーリングマシンを用いた剪断方法>
次に、上記構成のシャーリングマシンによるワークWの剪断方法について説明する。
【0028】
先ず、図1に示すように、ワークWをシャーリングマシンのバックゲージ69に突き当てて位置決めする。そして、ラム駆動用シリンダー51の後方シリンダ室51aに駆動油を送り込んで上記ラム31をワークWに対して接近させ、上記上直刃5、5をワークWを介して上記下直刃1、1に当接させる。
【0029】
上直刃5、5がワークWを介して下直刃1、1に当接すると、ラム駆動用シリンダー51の前方シリンダ室51bの油圧が上昇する。これを圧力センサー61で検出し、上記ラム31の下降を停止させる。また、リニアスケール63によって、上直刃5、5の高さ位置を検出してワークWの板厚を認識する。
【0030】
次に、図4に示すように、ワークWの横方向に待機していた上丸刃3及び下丸刃7(同図中左側に図示する)を回転させると共に、下丸刃7を上丸刃3に先行させてそれぞれガイドレール19、19及び37、37に沿って図中矢印で示す右方向に移動させる。このとき、上記ラム31に接続したリニアスケール63からのデータを基に下丸刃7によってワークWを、板厚の1/3〜1/2程度に切り込む。
【0031】
すると、上直刃5、5と下丸刃7とによって、図5に示すように、ワークWの一方面である裏面側より切り込み65が入れられる。つまり、ワークWの裏面側よりハーフシャーが行われる。そして、上記下丸刃7に遅れて上丸刃3が追従する形で移動するため、この上丸刃3と下直刃1、1とによって、図6に示すように、上記ワークWをその他方面である表面側より上記切り込み65に沿って剪断する。その結果、切屑67は下に落ち、ワークWは完全に切り離されて剪断される。なお、ワークWが剪断されたら上丸刃3及び下丸刃7を元の待機位置(図4の左位置)に戻す。
【0032】
このように、上下4本の直線刃で加工部を上下左右から強固に固定した状態で、下丸刃7と上直刃5、5とによってワークWをその裏面側より切り込みを入れるハーフシャーを行い、続いてその表面側より上丸刃3と下直刃1、1とによってワークWを剪断するので、加工時にワークWが刃に巻き込まれることもなく、また、破断面が表面に出ないためバリの発生が無いか又はバリの発生を極力抑えられ精度の高い剪断加工を行うことができる。また、ワークWの剪断は、上丸刃3及び下丸刃7と一対の下直刃1、1及び上直刃5、5とのいわゆる左右二条剪断となるため、バリが全て同一方向になるため製品価値も高いものとなる。
【0033】
また、上下ともの丸刃は、直刃の間に挿入されている構造であるため、クリアランスも変化し難くく、その回転のぶれも比較的抑えられるので、ワークWの中央でも均一な剪断加工を行うことができると共に、幅広ワークの剪断も行える。さらに、下丸刃7及び上直刃5、5によるハーフシャー加工に続いて上丸刃3及び下直刃1、1による切落とし加工を連続して行うため、ワークWの剪断加工を効率良く行うことができ、生産性を上げることができる。また、剪断によって発生する切屑67は、下直刃1、1の下に落下することになるため、スクラップ処理が容易となる。
【0034】
以上、本発明を適用した具体的な一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【0035】
上述の実施形態では、下丸刃7と上直刃5、5でハーフシャーした後、上丸刃3と下直刃1、1で剪断加工する他に、上丸刃3と下直刃1、1でハーフシャーした後、下丸刃7と上直刃5、5で剪断するようにしても同様の効果がある。
【0036】
また、上述の実施形態では、ワークWを剪断した後に再び上丸刃3及び下丸刃7を元の待機位置に戻して次に加工する新たなワークWの剪断加工に備えるが、復路で下丸刃7を上丸刃3に先行して移動させることで、該下丸刃7でハーフシャーを行った後に上丸刃3で剪断するようにしてもよい。このようにすれば、上丸刃3及び下丸刃7の往復でワークWをそれぞれ剪断することができ、生産性の向上を実現することができる。
【0037】
また、図7に示すように、下丸刃移動用スライダー21に二つの下丸刃7、下丸刃7を所定間隔(これら下丸刃7、7の間に上丸刃3が位置するような間隔)を置いて設け、往路では先行する下丸刃7(同図中右側の下丸刃7)によってワークWに切り込み65を入れた後、復路では先程ハーフシャーをしていなかった後行の下丸刃7(同図中左側の下丸刃7)によって新たなワークWに切り込みを入れる。
【0038】
なお、かかる構成の場合は、下丸刃移動用スライダー21及び上丸刃移動用スライダー39を移動させる駆動機構を共通とすることができるため、装置構成を簡略化できる。
【0039】
このように、下丸刃7を二つ設けて往復動させることで、往路と復路でそれぞれワークWを剪断することができるため、先の実施形態に比べてより一層生産性を高めることができる。
【0040】
また、侵入深さ調整手段として圧電素子23、41を使用したが、この他シリンダーなどの機構を使用することもできる。
【0045】
【発明の効果】
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、直線状をなす一対の下直刃と一対の上直刃との間に挟み込んだ被加工物を、回転する下丸刃と一対の上直刃とによってその裏面側より切り込み自在とし、且つ回転する上丸刃と一対の下直刃とによってその表面側より切り込み自在な構成としてあるので、バリの発生を抑えることができると共に、小さな力で被加工物を剪断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のシャーリングマシンの正面図である。
【図2】本実施形態のシャーリングマシンの要部分解斜視図である。
【図3】本実施形態のシャーリングマシンにおけるワークに対する上丸刃及び下丸刃の切り込み状態を示す要部拡大図である。
【図4】本実施形態のシャーリングマシンにおいて下丸刃を上丸刃に対して先行させて剪断する様子を示す模式図である。
【図5】本実施形態のシャーリングマシンにおいて下丸刃と上直刃とによってワークの裏面に切り込みを入れた状態を示す斜視図である。
【図6】本実施形態のシャーリングマシンにおいて上丸刃と下直刃とによってワークの表面に切り込みを入れた状態を示す斜視図である。
【図7】本実施形態のシャーリングマシンの他の例を示すもので、下丸刃移動用スライダーに二つの下丸刃を設けたシャーリングマシンの分解図である。
【図8】従来のシャーリングマシンによりハーフシャーを行った状態を示す斜視図である。
【図9】従来のシャーリングマシンにより剪断を行った状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 下直刃
3 上丸刃
5 上直刃
7 下丸刃
21 下丸刃移動用スライダー
23、41 圧電素子
39 上丸刃移動用スライダー
51 ラム駆動用シリンダー
Claims (4)
- 所定間隔を保持して平行に対向配置した直線状の一対の下直刃(1)を備えた下切刃支持台(9)と、前記下切刃支持台(9)の上方に上下動自在に備えられたラム(31)と、このラム(31)に備えた上切刃支持台(29)に設けられ、前記下直刃(1)との間に板状のワーク(W)を強固に固定可能な一対の上直刃(5)と、前記下切刃支持台(9)に前記下直刃(1)の長手方向へ移動自在に備えられた下丸刃移動用スライダ(21)と、この下丸刃移動用スライダ(21)に備えた下丸刃ホルダー(17)に回転自在に備えられ、前記一対の下直刃(1)の間から上方向に突出して前記一対の上直刃(5)との協働によりワーク(W)にハーフシャーを行う下丸刃(7)と、前記ラム(31)に前記上直刃(5)の長手方向へ移動自在に備えられた上丸刃移動用スライダ(39)と、この上丸刃移動用スライダ(39)に備えた上丸刃ホルダー(35)に回転自在に備えられ、前記一対の上直刃(5)の間から下方向へ突出して前記一対の下直刃(1)との協働によりワーク(W)にハーフシャーを行う上丸刃(3)と、を備えていることを特徴とするシャーリングマシン。
- 請求項1に記載のシャーリングマシンにおいて、前記下直刃(1)の間からの前記下丸刃(7)の上方向への突出量を調整してワーク(W)に対する切り込み量を調整するために、前記下丸刃ホルダー(17)を上下に調整する切込深さ調整手段(23)を備えていることを特徴とするシャーリングマシン。
- 請求項1又は2に記載のシャーリングマシンにおいて、前記上直刃(5)の間から前記上丸刃(3)の下方向への突出量を調整してワーク(W)に対する切り込み量を調整するために、前記上丸刃ホルダー(35)を上下に調整する切込深さ調整手段(41)を備えていることを特徴とするシャーリングマシン。
- 請求項1,2又は3に記載のシャーリングマシンにおいて、前記下直刃(1)と前記上直刃(5)によってワーク(W)を強固に固定したときに前記上直刃(5)の高さ位置を検出してワーク(W)の板厚を検出するためのリニアスケール(63)を備えていることを特徴とするシャーリングマシン。
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