WO2015079500A1 - シャーリング装置及びブレード - Google Patents
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- WO2015079500A1 WO2015079500A1 PCT/JP2013/081802 JP2013081802W WO2015079500A1 WO 2015079500 A1 WO2015079500 A1 WO 2015079500A1 JP 2013081802 W JP2013081802 W JP 2013081802W WO 2015079500 A1 WO2015079500 A1 WO 2015079500A1
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D35/00—Tools for shearing machines or shearing devices; Holders or chucks for shearing tools
- B23D35/001—Tools for shearing machines or shearing devices; Holders or chucks for shearing tools cutting members
Definitions
- the present invention relates to a shearing device and a blade for punching and cutting a material constrained on a die by penetrating the blade through a slit provided in the die.
- a general shearing device shown in Patent Document 1 or the like has a structure in which a plate material is sandwiched between a pair of blades and a die and cut like a scissors, and is orthogonal to the cutting direction of the blades and the die. Since the direction clearance is large, the cut plate material is twisted, causing out-of-plane bending and in-plane bending of the plate material, and when the shear surface and fracture surface are formed on the cut surface of the plate material, As a result, the proportion of the fractured surface increases and the properties and dimensional accuracy of the cut surface are poor.
- the accuracy of the Y straightness (straightness measured in the longitudinal direction of the cut surface) and the Z straightness (straightness measured in the thickness direction of the cut surface) are low. It is remarkable that the accuracy of the Y straightness and the Z straightness of the part cut off is lower than the part left behind.
- tailored blanks pressed materials in which a plurality of plate materials having different thicknesses and materials, etc., are abutted and welded according to the purpose
- the cut surfaces of the plate materials are butted together and welded
- a gap may be generated at the abutting portion, which may cause a reduction in bonding strength.
- the object of the present invention is to twist the cut material, bend out of the plane, and cause in-plane bending while reducing the cost and man-hour for cutting the plate material, improving the material yield, and suppressing damage to the blade.
- Another object of the present invention is to provide a shearing device and a blade capable of preventing the tailored blank material and improving the properties and dimensional accuracy of the cut surface of the material.
- a shearing device of the present invention includes a blade for cutting a material, a die having a slit through which the blade passes, and a restraining tool for restraining the material on the die, The material is cut by punching a member having the same width as that of the blade, and a relief portion recessed in a direction away from the material after cutting is provided on a side surface of the blade facing the die.
- the properties and dimensional accuracy of the cut surface are improved, it is not necessary to perform laser cutting or the like after shearing, and costs and processing time can be reduced.
- the narrow punched member is not used, so there is no need to rework the material by changing the direction of the material by 180 ° with the shearing device. The number of processing steps can be reduced, and the material yield can be improved.
- the blade may be provided with a shear angle. According to this configuration, the maximum load required for cutting can be further reduced.
- the relief portion may be provided on both side surfaces of the blade. According to this configuration, it becomes difficult for the material to come into contact with both side surfaces of the blade during or after cutting of the material, and damage such as seizure can be suppressed from occurring on both side surfaces of the blade.
- an inner wall extending in the longitudinal direction of the slit may be formed to spread downward. According to this configuration, the cut member can be easily discharged from the slit.
- the blade of the present invention is a blade used in a shearing device that constrains a material on a die having a slit through which the blade penetrates and cuts the material by punching a member having the same width as the blade.
- the side surface of the blade facing the die is provided with a relief portion recessed in a direction away from the material after cutting.
- the properties and dimensional accuracy of the cut surface are improved, it is not necessary to perform laser cutting or the like after shearing, and costs and processing time can be reduced.
- the narrow punched member is not used, so there is no need to rework the material by changing the direction of the material by 180 ° with the shearing device. The number of processing steps can be reduced, and the material yield can be improved.
- the present invention comprises a blade for cutting a material, a die having a slit through which the blade passes, and a restraining tool for restraining the material on the die, and the material is cut by punching a member having the same width as the blade.
- the side facing the die of the blade is provided with a relief portion that is recessed in the direction away from the material after cutting, by adopting a split type structure that cuts by punching a member from the material, the die is divided into two by cutting It becomes possible to support the material remaining on the side, and torsion, out-of-plane bending, and in-plane bending that occur in the material cut by the conventional shearing device can be suppressed.
- the properties and dimensional accuracy of the cut surface are improved, it is not necessary to perform laser cutting or the like after shearing, and costs and processing time can be reduced.
- the narrow punched member is not used, so there is no need to rework the material by changing the direction of the material by 180 ° with the shearing device. The number of processing steps can be reduced, and the material yield can be improved.
- FIG. 1 is a front view showing a shearing device according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an exploded perspective view showing the shearing device.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing a shearing device.
- FIG. 4 is a front view showing the blade.
- 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
- FIG. 6 is a front view showing the die.
- 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing the clearance between the blade and the die.
- FIG. 9 is a first operation diagram for explaining the operation of the shearing device.
- FIG. 10 is a second action diagram illustrating the operation of the shearing device.
- FIG. 10 is a second action diagram illustrating the operation of the shearing device.
- FIG. 11 is an operation diagram showing a cutting state of a plate material
- FIG. 11 (A) is an operation diagram showing a state before cutting
- FIG. 11 (B) is an operation diagram showing a state during cutting
- FIG. 11 (C) are operation diagrams showing the state after cutting.
- FIG. 12 is a front view showing the blade of the second embodiment.
- FIG. 1 is a front view showing a shearing device 10 according to a first embodiment of the present invention.
- the front side for inserting the metal plate material to be cut is referred to as “the front portion of the shearing device 10”
- the rear side for discharging the cut plate material is referred to as “the shearing device”. 10 "rear part”, the left side facing “the left part of the shearing apparatus 10", and the right side facing “the right part of the shearing apparatus 10".
- a shearing device 10 is a press die that sandwiches a metal plate with a blade 11 as an upper blade and a pair of dies 12A and 12B (see FIG. 2) as a lower blade, and cuts (shears) them linearly.
- the shearing device 10 includes a die set 16 having a lifting mechanism that lifts and lowers the blade 11 side relative to the dies 12A and 12B, a fixing portion 17 attached to the lower portion of the die set 16, and an upper portion of the die set 16.
- a movable part 18 attached to the fixed part 17 and a plate material pressing part 19 supported on the upper part of the die set 16 so as to be movable up and down between the movable part 18.
- the die set 16 is a mechanism that maintains the positional relationship between the movable portion 18 on the blade 11 that moves up and down and the fixed portion 17 on the fixed die 12A, 12B side.
- the die set 16 includes a lower die set plate 21 disposed at the lowermost part, a plurality of guide posts 22 attached to the lower die set plate 21, and an upper die set plate 23 disposed at the uppermost part.
- a guide bush 24 comprising a plurality of cylinders, which are attached to the upper die set plate 23 and into which the guide posts 22 are inserted so as to be relatively movable.
- the upper die set plate 23 and the guide bush 24 can be raised and lowered by, for example, a mechanical mechanism such as a crank mechanism included in a shearing facility (not shown) or a hydraulic mechanism with respect to the lower die set plate 21 and the guide post 22. It is configured.
- a mechanical mechanism such as a crank mechanism included in a shearing facility (not shown) or a hydraulic mechanism with respect to the lower die set plate 21 and the guide post 22. It is configured.
- the fixed portion 17 includes a die plate 27 attached to the lower die set plate 21 via a die packing plate 26, and dies 12A and 12B attached to substantially the center portion in the front-rear direction of the die plate 27.
- the movable part 18 includes a blade plate 32 attached to the upper die set plate 23 via a blade packing plate 31, and a blade 11 attached to the center part in the front-rear direction of the blade plate 32.
- the plate material pressing portion 19 is a portion that presses the plate material to be cut so as not to move during cutting.
- the plate material holding portion 19 is configured to keep a predetermined distance between the stripper plate 34 applied to the plate material, a plurality of gas springs 36 that generate a pressing force that presses the stripper plate 34 against the plate material, and the blade plate 32 and the stripper plate 34. And a stripper bolt unit 45 to be set.
- FIG. 2 is an exploded perspective view showing the shearing device 10.
- the upper part of the stripper bolt unit 45 in the drawing is incorporated in the upper die set plate 23 as shown in FIG. 3, but here it is separated from the upper die set plate 23 for convenience of explanation. Show.
- the guide posts 22 are attached to the four corners of the lower die set plate 21 so as to extend upward, and are guided by guide bushes 24 inserted into guide bush insertion holes 23a formed in the four corners of the upper die set plate 23 so as to be movable.
- the portion 18 is guided so as to move up and down while being parallel to the fixed portion 17.
- the die slit 27a of the die plate 27 is formed so as to extend in the left-right direction at the center in the front-rear direction of the die plate 27.
- the dies 12A and 12B are attached to the inner surface of the die slit 27a along the longitudinal direction of the die slit 27a.
- gas springs 43 accommodated in spring accommodating holes 17a formed in the fixing portion 17 are disposed.
- the upper end of the gas spring 43 protrudes upward from the upper surface of the die plate 27 and can be elastically supported when the stripper plate 34 is lowered.
- the gas spring 43 makes it easy to insert and position the plate material by slightly raising the plate material pressing portion 19 that has been lowered when the plate material is cut, by the elastic force when the movable portion 18 is lifted after the cutting of the plate material is finished.
- the stripper plate 34 is provided with a stripper slit 34a formed so as to extend in the left-right direction at the center in the front-rear direction, and the blade 11 penetrates the stripper slit 34a when cutting the plate material.
- a plurality of gas springs 36 are disposed on both sides of the stripper slit 34a.
- the gas spring 36 includes a cylinder portion 36a attached to the stripper plate 34 and a rod portion 36b attached to the cylinder portion 36a so as to be movable. The rod portion 36b is urged upward by the gas pressure in the cylinder portion 36a, and the stripper plate 34 is pressed downward by the reaction force of this urging force.
- the blade plate 32 has inner guide posts 44 extending downward at four corners.
- the inner guide posts 44 are provided so that they can be inserted into guide holes 34b opened at the four corners of the stripper plate 34 and fixed side guide holes 46 respectively opened in the lower die set plate 21, the die packing plate 26 and the die plate 27. It has been.
- the inner guide post 44 is movably inserted into the fixed guide hole 46, so that the blade plate 32, the stripper plate 34 of the movable portion 18, and the die plate 27 of the fixed portion 17 are accurately positioned in the horizontal direction. It can be performed.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing the shearing device 10, in which a stopper bolt unit 45 included in the IIIB-IIIB line cross section is described instead of one gas spring 36 included in the IIIA-IIIA line cross section shown in FIG. Is.
- the stripper bolt unit 45 includes a cylindrical collar 45a and a stripper bolt 45b inserted into the collar 45a.
- the stripper bolt unit 45 penetrates the upper die set plate 23 and the movable portion 18 and is screwed to the stripper plate 34. .
- a head portion 45c of the stripper bolt 45b is disposed in a bolt head insertion hole 23c formed in the upper die set plate 23, and a shaft portion 45e of the stripper bolt 45b is inserted into the collar 45a.
- the collar 45 a passes through a bolt insertion hole 23 d formed in the upper die set plate 23, a bolt insertion hole 31 d formed in the blade packing plate 31, and a bolt insertion hole 32 d formed in the blade plate 32.
- the bolt head insertion hole 23c of the upper die set plate 23 has a larger diameter than the bolt insertion hole 23d, and the step 45e of the bolt head insertion hole 23c and the bolt insertion hole 23d has a head 45c of the stripper bolt 45b.
- the lower end is applied by the elastic force of the gas spring 36.
- the male screw 45d of the stripper bolt 45b is formed on the stripper plate 34 and is screwed to the screw 34c.
- the collar 45a sets the stripper plate 34 and the blade plate 32 at a predetermined interval. That is, the lower limit position of the stripper plate 34 with respect to the blade plate 32 side is set.
- the upper die set plate 23 is formed with a plurality of screw holes 23b in which female threads are formed, and screws 47 are screwed into the screw holes 23b.
- the upper portion of the gas spring 36 passes through the movable portion 18, and the upper end of the rod portion 36 b is applied to the screw 47. Accordingly, the gas spring 36 is in contact with the stripper plate 34 and the screw 47 without any gap, and a downward elastic force of the gas spring 36 acts on the stripper plate 34 against the upper die set plate 23.
- the screw 47 is a component that receives the elastic force of each gas spring 36 and applies a stripper force that peels off the blade 11 from the plate material at the time of cutting.
- the upper end of the blade 11 is applied to the blade packing plate 31, and an upward load acting on the blade 11 is supported by the blade packing plate 31.
- the dies 12 ⁇ / b> A and 12 ⁇ / b> B are attached to inner side surfaces 27 b and 27 b of a die slit 27 a provided on the die plate 27 via spacers 51, respectively.
- the pair of dies 12A and 12B are separated by a predetermined distance, and a slit 48 through which the blade 11 passes is formed between the dies 12A and 12B.
- a plurality of spacers 51 having different plate thicknesses are prepared, and the distance between one inner side surface 27b and the blade portion of the die 12A and the distance between the other inner side surface 27b and the blade portion of the die 12B are adjusted. This makes it possible to properly adjust the clearance between the blade 11 and the dies 12A and 12B (the clearance in the thickness direction of the blade 11 (the left-right direction in the drawing)).
- the lower ends of the dies 12A and 12B are applied to the die packing plate 26, and the downward load acting on the dies 12A and 12B is supported by the die packing plate 26.
- Lower slits 21 a and 26 a extending in the left-right direction are formed in the center portions of the lower die set plate 21 and the die packing plate 26 in the front-rear direction.
- the lower slits 21a and 26a are portions for dropping the elongated cut pieces after cutting the plate material.
- the stripper slit 34 a of the stripper plate 34 is formed so that its width in the front-rear direction is slightly larger than the plate thickness of the blade 11.
- the shearing device 10 of the present embodiment includes a blade 11 and dies 12A and 12B provided with slits 48 through which the blade 11 passes, and the blade 11 cuts a plate material by punching a member having a slight width from the plate material. It has a (parting) structure.
- FIG. 4 is a front view showing the blade 11.
- the blade 11 includes a base portion 11b having a plurality of mounting holes 11a through which bolts for mounting to the blade plate 32 (see FIG. 3) are passed, and is thinner than the base portion 11b and adjacent to the base portion 11b in the entire longitudinal direction.
- the formed escape portion 11c and the blade portion 11d formed at the tip of the escape portion 11c are a plate-like member formed integrally.
- the escape portion 11 c has the same width B and extends in the substantially longitudinal direction of the blade 11.
- the blade portion 11d has a shear angle ⁇ and is inclined with respect to the plate material to be cut.
- the shear angle ⁇ is set to 1 ° ⁇ ⁇ ⁇ 4 °.
- the stroke of the blade 11 may be small, but the maximum cutting load is large.
- ⁇ > 4 ° the maximum cutting load is reduced, but the stroke required for cutting the blade 11 is increased, and the escape portion 11c of the blade 11 needs to be lengthened.
- the shear angle ⁇ is determined from the length of the blade portion 11d of the blade 11 and the maximum cutting load.
- alloy tool steel SSD11 as a representative steel type
- high speed tool steel representedative steel type SKH51
- powder high speed tool steel representedative steel type SKH40
- super steel alloy super steel alloy
- the blade 11 is coated with a coating for improving seizure resistance and wear resistance.
- titanium carbonitride (TiCN) and titanium nitride aluminum (TiAlN) are suitable.
- the blade portion 11d of the blade 11 is a portion in a range from the tip surface 11e to the distance L of the blade 11, and the tip surface 11e and a blade portion side surface 11g extending at right angles from both ends of the tip surface 11e with respect to the tip surface 11e, 11g, and cutting edges 11f and 11f, which are ridge lines formed from the tip surface 11e and the blade side surfaces 11g and 11g.
- the distance L is a portion used as a reference when the blade 11 is processed, and is set to 0 to 1 mm.
- the symbol W in the figure is the distance between the cutting edges 11f and 11f, that is, the thickness of the blade 11.
- Relief portions 11c, 11c formed on both side surfaces 11k, 11k of the blade 11, respectively, are inclined surfaces 11h, 11h extending from the ends of the blade side surfaces 11g, 11g to the center side of the blade 11, and inclined surfaces 11h, 11 h and 11 g of escape part side surfaces extended in parallel with the blade part side surfaces 11g and 11g from the edge part of 11h are provided.
- symbol ⁇ ( ⁇ ⁇ 90 °) is the inclination angle of the inclined surfaces 11h, 11h with respect to the tip surface 11e
- ⁇ is the relief portion side surface with respect to the blade side surfaces 11g, 11g (that is, the cutting edges 11f, 11f) of the blade portion 11d.
- 11j and 11j are escaped amounts.
- the reason for providing the relief portion 11c is to form a gap between the blade 11 after cutting the plate material and the plate material after cutting so that the cut surface of the plate material does not contact the blade 11. If the cutting surface of the plate material does not come into contact with the blade 11, the heat of the cutting surface that has become high due to the cutting becomes difficult to be transmitted to the blade 11, and damage such as seizing of the blade 11 is suppressed.
- the inclination angle ⁇ is set to 85 ° ⁇ ⁇ 89 °.
- ⁇ ⁇ 85 ° the angle of the cutting edge 11f becomes small, and there is a concern that both the compressive strength at the time of cutting the blade 11 and the tensile strength at the time of retraction are lowered.
- ⁇ ⁇ 89 ° the escape amount ⁇ for avoiding contact between the parallel blade side surfaces 11g, 11g and the plate material is reduced, and the effect of preventing seizure is reduced.
- the escape amount ⁇ is set to 0.02 mm ⁇ ⁇ 0.2 mm.
- the cut portion of the plate material becomes narrower than the distance W between the cutting edges 11f and 11f of the blade 11 by the spring back, so that the cut surface and the side surfaces 11k and 11k of the blade 11 escape so as not to contact each other.
- Parts 11c and 11c are provided.
- the amount of springback depends on the deformation resistance of the plate material and on the thickness of the plate material. When the strength of the plate material is high and the plate thickness is thick, there is a possibility of contact between the blade 11 and the cut plate material when ⁇ ⁇ 0.02 mm. Further, when ⁇ ⁇ 0.2 mm, the thickness of the blade 11 is reduced and the strength is lowered. Therefore, in the range of 0.02 mm ⁇ ⁇ 0.2 mm, contact between the blade 11 and the plate material does not occur. Is appropriate.
- the plate thickness W of the blade 11 is as narrow as 3 to 5 mm.
- a plate material cut piece having a narrow width equal to the above width is provided. Since it is formed, the material yield can be increased.
- the cutting edge 11f is provided with a small roundness (so-called R chamfering) having a radius of about 0.1 mm. This roundness can stably form a shearing surface on the plate material and prevent chipping of the cutting edge 11f due to contact with the plate material when the blade 11 is retracted after cutting the plate material.
- FIG. 6 is a front view showing the die 12A
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
- the die 12B has a symmetrical shape with the die 12A, and thus detailed description thereof is omitted.
- the die 12 ⁇ / b> A is an elongated square member having a substantially rectangular cross section, and includes a plurality of bolt insertion holes 12 c through which bolts are passed when attached to the die plate 27 (see FIG. 3).
- the die 12A has a cutting edge 12f formed of an upper surface 12d and an inner surface 12e.
- the inner surface 12e is inclined with respect to the upper surface 12d by an acute angle ⁇ ( ⁇ ⁇ 90 °), and is formed thinner as it goes to the lower part of the die 12A.
- the outer surface 12g facing the inner surface 12e is formed at a right angle to the upper surface 12d.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing the clearance between the blade 11 and the dies 12A and 12B.
- the clearance in the thickness direction of the blade 11, that is, the clearance between the cutting edge 11f of the blade 11 and the cutting edge 12f of the dies 12A and 12B is C.
- the quality and dimensional accuracy of the cut surface are important as the quality after the plate material is cut. The clearance described above greatly affects the properties and dimensional accuracy of such a cut surface.
- the productivity will be lowered.
- the cut surface becomes smooth, but the equipment cost and processing time increase, and the power consumption also increases.
- the clearance C can be further reduced by providing the relief portions 11 c and 11 c on the side surface of the blade 11.
- the conventional clearance between the blade and the die was 0.08 to 0.1 t, where t is the plate thickness of the plate material.
- the clearance C is C ⁇ 0.02 t, preferably 0.
- .005t ⁇ C ⁇ 0.01t it is possible to improve the quality of the cut surface without causing damage to the blade 11 such as increased wear, chipping, galling, and seizure.
- FIG. 9 is a first action diagram for explaining the operation of the shearing device 10
- FIG. 10 is a second action diagram for explaining the operation of the shearing device 10.
- the blade portion 11 d provided on the lower edge of the blade 11 is disposed in the stripper slit 34 a of the stripper plate 34 before cutting the plate material.
- the plate material is placed at a predetermined position on the die plate 27 and the dies 12A and 12B, and the blade 11 and the plate material pressing portion 19 included in the movable portion 18 are mounted together with the upper die set plate 23 as indicated by the white arrow. Lower.
- FIG. 9 shows a state in which the plate material 60 is pressed by the stripper plate 34 of the lowered plate material pressing portion 19 and starts to be restrained.
- a pressing force due to the elastic force of the plurality of gas springs 36 acts on the plate member 60.
- the portion of the plate material 60 that is cut is shorter than the blade 11 and the dies 12A and 12B.
- a steel material cold rolled steel plate, hot rolled steel plate, high-tensile steel plate, stainless steel plate, etc.
- non-ferrous metal material aluminum plate, aluminum alloy plate, copper plate, copper alloy plate, etc.
- the upper die set plate 23 and the blade 11 of the movable portion 18 are further lowered as shown by the white arrow, and the plate material 60 is sandwiched between the blade 11 and the dies 12A and 12B as shown in FIG. Disconnect with.
- a plurality of gas springs 36 are contracted to generate a restraining force for pressing the plate member 60 so as not to be displaced along the upper surfaces of the die plate 27 and the dies 12A and 12B.
- a cut piece 61 that has been punched by cutting and elongated in a width substantially equal to the thickness of the lower end of the blade 11 falls through the slit 48, the lower slit 26 a of the die packing plate 26, and the lower slit 21 a of the lower die set plate 21. Then, it is discharged out of the shearing device 10.
- the punched cut piece 61 is bent and deformed in the longitudinal direction due to the shear angle of the blade 11, but a strong pressing pressure is applied to the plate member 60 by the gas spring 36 at the time of cutting. No warpage, twisting, out-of-plane bending, or in-plane bending (straightness in the longitudinal direction of the cut surface) occurs in both of the two plate members 60, 60 left by the above. Therefore, the cut plate members 60 and 60 can be formed with high quality, and can be sufficiently adapted to the production of tailored blanks that require high accuracy of the cut surface.
- FIG. 11 is an operation diagram showing a cutting state of the plate member 60
- FIG. 11 (A) is an operation diagram showing a state before cutting
- FIG. 11 (B) is an operation diagram showing a state during cutting
- FIG. ) Is an action diagram showing a state after cutting.
- the blade 11 is lowered in the stripper slit 34a of the stripper plate 34 as shown by an outline arrow.
- the stripper slit 34a is formed so that the inner surface width thereof is slightly larger than the distance W (see FIG. 5) between the cutting edges 11f and 11f of the blade 11, so that the vibration of the blade 11 in the thickness direction can be restricted. it can.
- FIG. 5 is an operation diagram showing a cutting state of the plate member 60
- FIG. 11 (A) is an operation diagram showing a state before cutting
- FIG. 11 (B) is an operation diagram showing a state during cutting
- FIG. ) Is an action diagram showing a state after cutting.
- the blade 11 is lowered in the stripper slit
- 11B shows a state in which the plate member 60 is being cut and immediately before the end of cutting.
- a minute crack 60c is generated between the cutting edges 11f and 11f and the lower surface of the plate material 60. And breakage occurs. Since the crack is minute, the area of the fracture surface formed by the crack is minute.
- FIG. 11C shows a state after the cutting of the plate material 60 and immediately after the end of the cutting. Since the inner side surfaces 12e and 12e of the dies 12A and 12B are formed so as to spread downward, the cut piece 61 after being cut is smoothly dropped and discharged.
- the side surface 11k of the blade 11 is recessed in a direction away from the cut surface 60a including the shearing surface 60b of the plate member 60, that is, a relief portion recessed toward the plate thickness center side of the blade 11.
- the cutting surface 60a is less likely to come into contact with the blade 11 during and after the cutting of the plate member 60, and heat generated during cutting of the plate member 60 is less likely to be transmitted to the blade 11. It is possible to suppress the occurrence of damage such as seizure.
- the shearing apparatus 10 includes a blade 11 that cuts a metal plate 60 as a material, and a die having a slit 48 through which the blade 11 passes. 12A, 12B, and a stripper plate 34 as a restraining tool for restraining the plate material 60 on the dies 12A, 12B, and cut by punching a cut piece 61 as a member having the same width as the blade 11 from the plate material 60.
- the side surfaces 11k and 11k of the blade 11 facing the dies 12A and 12B are provided with relief portions 11c and 11c that are recessed in a direction away from the cut plate materials 60 and 60, respectively.
- a slit 48 through which the blade 11 penetrates is provided on the dies 12A and 12B side, and the cutting is performed by punching the cut piece 61 as a member from the plate member 60 as a material, thereby cutting. It is possible to support the plate members 60A and 60B that are bisected and left on the dies 12A and 12B side, and to suppress the torsion, out-of-plane bending, and in-plane bending that occur in the plate material cut by the conventional shearing device. it can.
- the blade 11 By providing the relief portion 11c on the side surface 11k of the blade 11, even if the clearance in the blade thickness direction between the blade 11 and the dies 12A and 12B is reduced, the blade 11 The contact with the plate materials 60A and 60B is only the cutting edge, and the heat of the shear deformation generated by the cutting process is not easily transmitted to the side surface of the blade 11 as in normal shearing or shearing. Since it is very small, it is possible to suppress the occurrence of damage such as seizure in the blade 11. Thereby, the property and dimensional accuracy of the cut surface 60a (refer FIG.11 (C)) after the cutting
- the properties and dimensional accuracy of the cut surface 60a are improved, it is not necessary to perform laser cutting after the shearing process, and costs and processing time can be reduced. Further, since the cutting is performed by punching a member (cut piece 61) having the same width as the blade 11 from the plate member 60, the cut piece 61 punched with a narrow width is not used, so the direction of the material by the shearing device 10 is 180 °. It is not necessary to perform reworking by changing, and the number of processing steps can be reduced, and the material yield can be improved.
- the plate member 60 is cut into two plate members 60A and 60B. Since a uniform cutting force is generated on the cutting edges 11f and 11f on both sides of the blade 11 (see FIG. 11B), compared to the conventional cutting using only the cutting edge on one side of the blade. In this embodiment, the displacement of the blade 11 in the plate thickness direction can be suppressed. As a result, the accuracy of straightness in the longitudinal direction of the cut surfaces 60a and 60a of the cut plate members 60A and 60B can be improved. Furthermore, the cut surfaces 60a and 60a of the two plate members 60A and 60B can be finished accurately and smoothly at the same time, and productivity can be improved.
- the shearing device 10 can be reduced in size, and the equipment cost can be suppressed.
- the relief portions 11 c are provided on the both side surfaces 11 k and 11 k of the blade 11, it becomes difficult for the plate material 60 to contact the both side surfaces 11 k and 1 k of the blade 11 during or after the cutting of the plate material 60. It is possible to suppress the occurrence of damage such as seizure on both side surfaces 11k, 11k of the blade 11.
- the inner side surfaces 12e, 12e as inner walls extending in the longitudinal direction of the slit 48 are formed so as to spread downward, the cut piece 61 that has been cut can be easily discharged from the slit 48. .
- the plate member 60 is constrained on the dies 12 ⁇ / b> A and 12 ⁇ / b> B having the slits 48 through which the blade 11 passes, and the plate member 60 is cut to a plate member having the same width as the blade 11 (cutting).
- a slit 48 through which the blade 11 penetrates is provided on the die 12A, 12B side, and a cutting type structure is employed in which cutting is performed by punching a cut piece 61 as a member from a plate material 60 as a material. It is possible to support the plate members 60A and 60B which are divided into two parts and remain on the dies 12A and 12B side. Torsion generated in cut sheet bend plane, it is possible to suppress the bending plane.
- the blade 11 By providing the relief portion 11c on the side surface 11k of the blade 11, even if the clearance in the blade thickness direction between the blade 11 and the dies 12A and 12B is reduced, the blade 11 The contact with the plate materials 60A and 60B is only the cutting edge, and the heat of the shear deformation generated by the cutting process is not easily transmitted to the side surface of the blade 11 as in normal shearing or shearing. Since it is very small, it is possible to suppress the occurrence of damage such as seizure in the blade 11. Thereby, the property and dimensional accuracy of the cut surface 60a (refer FIG.11 (C)) after the cutting
- the properties and dimensional accuracy of the cut surface 60a are improved, it is not necessary to perform laser cutting after the shearing process, and costs and processing time can be reduced. Further, since the cutting is performed by punching a member (cut piece 61) having the same width as the blade 11 from the plate member 60, the cut piece 61 punched with a narrow width is not used, so the direction of the material by the shearing device 10 is 180 °. It is not necessary to perform reworking by changing, and the number of processing steps can be reduced, and the material yield can be improved.
- FIG. 12 is a front view showing the blade 71 of the second embodiment.
- the blade 71 has a base portion 71b having a plurality of mounting holes 11a through which bolts for mounting to the blade plate 32 (see FIG. 3) are passed, and is thinner than the base portion 71b adjacent to the base portion 71b and in the entire longitudinal direction.
- the formed escape portion 71c and the blade portion 11d formed at the tip of the escape portion 71c are a plate-like member formed integrally.
- the escape portion 11c has an upper edge 71e formed in parallel to the upper end surface 71f that is horizontal to the blade 71, and is provided with a shear angle ⁇ that is an angle of the blade portion 11d with respect to the upper end surface 71f. Therefore, the width of the other end is narrower than one end of the escape portion 11c.
- the relief portion 11c has a minimum width (minimum width in the cutting direction (vertical direction)) of B1, and is recessed from the blade portion side surfaces 11g and 11g (see FIG. 5) of the blade portion 11d toward the plate thickness center side of the blade 11. Part.
- the minimum width B1 is set larger than the plate thickness of the plate material to be cut.
- the above-described embodiment is merely an aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the gist of the present invention.
- the relief portions 11 c are provided on both side surfaces of the blade 11, but this is not limiting, and the relief portion 11 c may be provided only on one side surface of the blade 11.
- the inner surface 12e of the die 12A is inclined by an angle ⁇ with respect to the upper surface 12d.
- the present invention is not limited to this, and a plane parallel to the outer surface 12g is formed from the end of the upper surface 12d. You may do it.
- an inclined surface that approaches the outer surface 12g side from the lower end of the plane parallel to the outer surface 12g may be formed, and the other die may be formed in the same manner, so that the lower portions of the inner surfaces of the pair of dies are expanded downward.
- the die packing plate 26 is provided in the fixed portion 17 and the blade packing plate 31 is provided in the movable portion 18, but not limited thereto, the die packing plate 26 and the blade packing plate 31 are provided. It is not necessary.
- the gas springs 43 are provided at both ends of the die plate 27. However, instead of the gas springs 43, an elastic member such as a coil spring may be arranged to float the plate material.
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Abstract
板材を切断する際のコスト及び加工工数の削減、材料歩留りの向上、ブレードの損傷の抑制を図りながら、切断された板材にねじれ、面外曲がり、面内曲がりが発生するのを抑制するとともに、材料の切断面の性状及び寸法精度を向上させてテーラードブランク用材料の切断に対応することが可能なシャーリング装置及びブレードを提供する。 シャーリング装置10は、金属製の板材を切断するブレード11と、ブレード11が貫通するスリット48を有したダイ12A,12Bと、ダイ12A,12B上に板材を拘束するストリッパプレート34と、を備え、板材からブレード11と同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断し、ブレード11のダイ12A,12Bに対向する側面11kに切断後の板材から離れる方向に凹む逃げ部11cを備えた。
Description
本発明は、ダイ上に拘束された材料を、ダイに設けられたスリットにブレードを貫通させることで打ち抜いて切断するシャーリング装置及びブレードに関する。
従来、昇降可能なブレード(上刃)と固定されたダイ(下刃)との間に板材を配置し、ブレードを押し下げることでブレードとダイとで板材を挟んで直線状に切断するシャーリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1等に示されている一般のシャーリング装置は、板材を一組のブレードとダイとで挟んで鋏のように切断する構造であり、また、ブレードとダイとの切断する方向に直交する方向のクリアランスが大きいため、切断された板材にねじれ、板材の面外曲がり及び面内曲がりが発生するとともに、板材の切断面にせん断面と破断面とが形成されたときに、せん断面に対して破断面の割合が多くなり、切断面の性状や寸法精度が悪い。例えば、具体的にはY真直度(切断面の長手方向に測定された真直度)及びZ真直度(切断面の板厚方向に測定された真直度)の精度が低く、特に、板材の切断後に残された部分よりも切り落とされた部分のY真直度、Z真直度の精度が低いことが顕著である。
このうち、板材の切断面のY真直度改善のために、板材の切り落された部分を、180°向きを変えて残される部分になるように再びシャーリング加工を実施した場合には、加工工数の増加や材料歩留りの低下に繋がっていた。
また、シャーリング加工の後に切断面の寸法精度改善のためにレーザ切断加工を追加すれば、その加工費、設備費及び電力消費の点でコストアップ及び加工時間の増大を招く。
更に、テーラードブランク(Tailored Blanks:目的に合わせて板厚、材質等の異なる複数の板材が突き合されて溶接されたプレス用素材)の形成において、板材の切断面同士を突き合せて溶接する場合に、突き合わせ部分に隙間が生じ、接合強度の低下を招くことがある。
また、シャーリング加工の後に切断面の寸法精度改善のためにレーザ切断加工を追加すれば、その加工費、設備費及び電力消費の点でコストアップ及び加工時間の増大を招く。
更に、テーラードブランク(Tailored Blanks:目的に合わせて板厚、材質等の異なる複数の板材が突き合されて溶接されたプレス用素材)の形成において、板材の切断面同士を突き合せて溶接する場合に、突き合わせ部分に隙間が生じ、接合強度の低下を招くことがある。
そこで、Z真直度改善のためにブレードとダイとのクリアランスを小さくすると、板材の切断中に切断面に発生した変形熱が、ブレードと切断面との接触によってブレードに伝わって、ブレードにおけるチッピング、かじり・焼付き等の損傷の発生や摩耗の増大により、連続的な加工が困難になる。
本発明の目的は、板材を切断する際のコスト及び加工工数の削減、材料歩留りの向上、ブレードの損傷の抑制を図りながら、切断された材料にねじれ、面外曲がり、面内曲がりが発生するのを抑制するとともに、材料の切断面の性状及び寸法精度を向上させてテーラードブランク用材料の切断に対応することが可能なシャーリング装置及びブレードを提供することにある。
本発明の目的は、板材を切断する際のコスト及び加工工数の削減、材料歩留りの向上、ブレードの損傷の抑制を図りながら、切断された材料にねじれ、面外曲がり、面内曲がりが発生するのを抑制するとともに、材料の切断面の性状及び寸法精度を向上させてテーラードブランク用材料の切断に対応することが可能なシャーリング装置及びブレードを提供することにある。
上述した課題を解決するため、本発明のシャーリング装置は、材料を切断するブレードと、前記ブレードが貫通するスリットを有したダイと、前記ダイ上に材料を拘束する拘束具と、を備え、前記材料から前記ブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断し、前記ブレードの前記ダイに対向する側面に切断後の材料から離れる方向に凹む逃げ部を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、ダイ側に、ブレードが貫通するスリットを設け、材料から部材を打ち抜くことで切断する分断型構造を採用することによって、切断により二分されてダイ側に残される材料を支えることが可能になり、従来のシャーリング装置で切断された材料に発生するねじれ、面外曲がり、面内曲がりを抑制することができる。
また、ブレードの側面に逃げ部を設けることで、ブレードとダイとのブレード板厚方向のクリアランスを小さくしても、材料を切断中又は切断後には、ブレードと材料との接触が切断刃先のみとなり、通常のシャーリングやせん断のように、切断加工に伴なって発生するせん断変形の発熱がブレードの側面に伝わりにくいため、ブレードの温度上昇が非常に少ないので、ブレードに焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、材料の切断後における切断面の性状及び寸法精度を向上させることができる。
また、ブレードの側面に逃げ部を設けることで、ブレードとダイとのブレード板厚方向のクリアランスを小さくしても、材料を切断中又は切断後には、ブレードと材料との接触が切断刃先のみとなり、通常のシャーリングやせん断のように、切断加工に伴なって発生するせん断変形の発熱がブレードの側面に伝わりにくいため、ブレードの温度上昇が非常に少ないので、ブレードに焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、材料の切断後における切断面の性状及び寸法精度を向上させることができる。
切断面の性状及び寸法精度が向上すれば、シャーリング加工後にレーザ切断加工等を行わずに済み、コスト及び加工時間を削減することができる。
また、材料からブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断するため、幅の狭い打ち抜かれた部材は使用しないので、シャーリング装置による材料の向きを180°変えて再加工を実施する必要がなく、加工工数を削減することができ、また、材料歩留りを向上させることができる。
また、材料からブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断するため、幅の狭い打ち抜かれた部材は使用しないので、シャーリング装置による材料の向きを180°変えて再加工を実施する必要がなく、加工工数を削減することができ、また、材料歩留りを向上させることができる。
上記構成において、前記ブレードにシャー角を設けても良い。この構成によれば、切断に必要な最高荷重をより小さくすることができる。
また、上記構成において、前記逃げ部を前記ブレードの両側面に備えても良い。この構成によれば、材料の切断中又は切断後にブレードの両側面に材料が接触しにくくなり、ブレードの両側面に焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。
また、上記構成において、前記スリットの長手方向に延びる内壁を下広がりに形成しても良い。この構成によれば、切断された部材をスリットから排出しやすくすることができる。
また、上記構成において、前記逃げ部を前記ブレードの両側面に備えても良い。この構成によれば、材料の切断中又は切断後にブレードの両側面に材料が接触しにくくなり、ブレードの両側面に焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。
また、上記構成において、前記スリットの長手方向に延びる内壁を下広がりに形成しても良い。この構成によれば、切断された部材をスリットから排出しやすくすることができる。
また、本発明のブレードは、ブレードが貫通するスリットを有したダイ上に材料を拘束し、前記材料を前記ブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断するシャーリング装置に用いられるブレードであって、前記ブレードの前記ダイに対向する側面に切断後の材料から離れる方向に凹む逃げ部を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、ダイ側に、ブレードが貫通するスリットを設け、材料から部材を打ち抜くことで切断する分断型構造を採用することによって、切断により二分されてダイ側に残される材料を支えることが可能になり、従来のシャーリング装置で切断された材料に発生するねじれ、面外曲がり、面内曲がりを抑制することができる。
また、ブレードの側面に逃げ部を設けることで、ブレードとダイとのブレード板厚方向のクリアランスを小さくしても、材料を切断中又は切断後には、ブレードと材料との接触が切断刃先のみとなり、通常のシャーリングやせん断のように、切断加工に伴なって発生するせん断変形の発熱がブレードの側面に伝わりにくいため、ブレードの温度上昇が非常に少ないので、ブレードに焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、材料の切断後における切断面の性状及び寸法精度を向上させることができる。
この構成によれば、ダイ側に、ブレードが貫通するスリットを設け、材料から部材を打ち抜くことで切断する分断型構造を採用することによって、切断により二分されてダイ側に残される材料を支えることが可能になり、従来のシャーリング装置で切断された材料に発生するねじれ、面外曲がり、面内曲がりを抑制することができる。
また、ブレードの側面に逃げ部を設けることで、ブレードとダイとのブレード板厚方向のクリアランスを小さくしても、材料を切断中又は切断後には、ブレードと材料との接触が切断刃先のみとなり、通常のシャーリングやせん断のように、切断加工に伴なって発生するせん断変形の発熱がブレードの側面に伝わりにくいため、ブレードの温度上昇が非常に少ないので、ブレードに焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、材料の切断後における切断面の性状及び寸法精度を向上させることができる。
切断面の性状及び寸法精度が向上すれば、シャーリング加工後にレーザ切断加工等を行わずに済み、コスト及び加工時間を削減することができる。
また、材料からブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断するため、幅の狭い打ち抜かれた部材は使用しないので、シャーリング装置による材料の向きを180°変えて再加工を実施する必要がなく、加工工数を削減することができ、また、材料歩留りを向上させることができる。
また、材料からブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断するため、幅の狭い打ち抜かれた部材は使用しないので、シャーリング装置による材料の向きを180°変えて再加工を実施する必要がなく、加工工数を削減することができ、また、材料歩留りを向上させることができる。
本発明は、材料を切断するブレードと、ブレードが貫通するスリットを有したダイと、ダイ上に材料を拘束する拘束具と、を備え、材料をブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断し、ブレードのダイに対向する側面に切断後の材料から離れる方向に凹む逃げ部を備えたので、材料から部材を打ち抜くことで切断する分断型構造を採用することによって、切断により二分されてダイ側に残される材料を支えることが可能になり、従来のシャーリング装置で切断された材料に発生するねじれ、面外曲がり、面内曲がりを抑制することができる。
また、ブレードの側面に逃げ部を設けることで、ブレードとダイとのブレード板厚方向のクリアランスを小さくしても、材料を切断中又は切断後には、ブレードと材料との接触が切断刃先のみとなり、通常のシャーリングやせん断のように、切断加工に伴なって発生するせん断変形の発熱がブレードの側面に伝わりにくいため、ブレードの温度上昇が非常に少ないので、ブレードに焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、材料の切断後における切断面の性状及び寸法精度を向上させることができる。
また、ブレードの側面に逃げ部を設けることで、ブレードとダイとのブレード板厚方向のクリアランスを小さくしても、材料を切断中又は切断後には、ブレードと材料との接触が切断刃先のみとなり、通常のシャーリングやせん断のように、切断加工に伴なって発生するせん断変形の発熱がブレードの側面に伝わりにくいため、ブレードの温度上昇が非常に少ないので、ブレードに焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、材料の切断後における切断面の性状及び寸法精度を向上させることができる。
切断面の性状及び寸法精度が向上すれば、シャーリング加工後にレーザ切断加工等を行わずに済み、コスト及び加工時間を削減することができる。
また、材料からブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断するため、幅の狭い打ち抜かれた部材は使用しないので、シャーリング装置による材料の向きを180°変えて再加工を実施する必要がなく、加工工数を削減することができ、また、材料歩留りを向上させることができる。
また、材料からブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断するため、幅の狭い打ち抜かれた部材は使用しないので、シャーリング装置による材料の向きを180°変えて再加工を実施する必要がなく、加工工数を削減することができ、また、材料歩留りを向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態のシャーリング装置10を示す正面図である。説明の都合上、図1に示したシャーリング装置10において、切断される金属製の板材を挿入する手前側を「シャーリング装置10の前部」、切断された板材を排出する奥側を「シャーリング装置10の後部」とし、向かって左側を「シャーリング装置10の左部」、向かって右側を「シャーリング装置10の右部」とする。
シャーリング装置10は、上刃となるブレード11と下刃となる一対のダイ12A,12B(図2参照)とで金属製の板材を挟み込んで直線状に切断(せん断(シャーリング))するプレス金型方式の加工機械である。
詳しくは、シャーリング装置10は、ブレード11側をダイ12A,12B側に対して昇降させる昇降機構を有するダイセット16と、ダイセット16の下部に取付けられた固定部17と、ダイセット16の上部に取付けられた可動部18と、固定部17、可動部18間で上下移動可能とするためにダイセット16の上部に支持された板材押え部19とを備える。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態のシャーリング装置10を示す正面図である。説明の都合上、図1に示したシャーリング装置10において、切断される金属製の板材を挿入する手前側を「シャーリング装置10の前部」、切断された板材を排出する奥側を「シャーリング装置10の後部」とし、向かって左側を「シャーリング装置10の左部」、向かって右側を「シャーリング装置10の右部」とする。
シャーリング装置10は、上刃となるブレード11と下刃となる一対のダイ12A,12B(図2参照)とで金属製の板材を挟み込んで直線状に切断(せん断(シャーリング))するプレス金型方式の加工機械である。
詳しくは、シャーリング装置10は、ブレード11側をダイ12A,12B側に対して昇降させる昇降機構を有するダイセット16と、ダイセット16の下部に取付けられた固定部17と、ダイセット16の上部に取付けられた可動部18と、固定部17、可動部18間で上下移動可能とするためにダイセット16の上部に支持された板材押え部19とを備える。
ダイセット16は、昇降するブレード11側の可動部18と、固定されるダイ12A,12B側の固定部17との位置関係を保つ機構である。
詳細には、ダイセット16は、最も下部に配置された下ダイセットプレート21と、下ダイセットプレート21に取付けられた複数のガイドポスト22と、最も上部に配置された上ダイセットプレート23と、上ダイセットプレート23に取付けられてガイドポスト22が相対移動可能に挿入される複数の筒からなるガイドブッシュ24とを備える。
上ダイセットプレート23及びガイドブッシュ24は、例えば、下ダイセットプレート21及びガイドポスト22に対して、例えば図示せぬシャーリング設備に含まれるクランク機構等の機械的な機構や、油圧機構により昇降可能に構成されている。
詳細には、ダイセット16は、最も下部に配置された下ダイセットプレート21と、下ダイセットプレート21に取付けられた複数のガイドポスト22と、最も上部に配置された上ダイセットプレート23と、上ダイセットプレート23に取付けられてガイドポスト22が相対移動可能に挿入される複数の筒からなるガイドブッシュ24とを備える。
上ダイセットプレート23及びガイドブッシュ24は、例えば、下ダイセットプレート21及びガイドポスト22に対して、例えば図示せぬシャーリング設備に含まれるクランク機構等の機械的な機構や、油圧機構により昇降可能に構成されている。
固定部17は、下ダイセットプレート21にダイパッキングプレート26を介して取付けられたダイプレート27と、ダイプレート27のほぼ前後方向中央部に取付けられたダイ12A,12Bとを備える。
可動部18は、上ダイセットプレート23にブレードパッキングプレート31を介して取付けられたブレードプレート32と、ブレードプレート32の前後方向中央部に取付けられたブレード11とを備える。
板材押え部19は、切断される板材を切断時に移動しないように押え付ける部分である。詳しくは、板材押え部19は、板材に当てられるストリッパプレート34と、ストリッパプレート34を板材に押し付ける押し付け力を発生させる複数のガススプリング36と、ブレードプレート32とストリッパプレート34とを所定の間隔に設定するストリッパボルトユニット45とを備える。
可動部18は、上ダイセットプレート23にブレードパッキングプレート31を介して取付けられたブレードプレート32と、ブレードプレート32の前後方向中央部に取付けられたブレード11とを備える。
板材押え部19は、切断される板材を切断時に移動しないように押え付ける部分である。詳しくは、板材押え部19は、板材に当てられるストリッパプレート34と、ストリッパプレート34を板材に押し付ける押し付け力を発生させる複数のガススプリング36と、ブレードプレート32とストリッパプレート34とを所定の間隔に設定するストリッパボルトユニット45とを備える。
図2は、シャーリング装置10を示す分解斜視図である。なお、図中のストリッパボルトユニット45については、その上部が図3に示すように上ダイセットプレート23内に組み込まれているが、ここでは説明の都合上、上ダイセットプレート23から分離して示している。
ガイドポスト22は、下ダイセットプレート21の四隅に上方に延びるように取付けられ、上ダイセットプレート23の四隅に開けられたガイドブッシュ挿入穴23aに挿入されたガイドブッシュ24にガイドされて、可動部18が固定部17と平行を保ちながら上下するようガイドする。
ガイドポスト22は、下ダイセットプレート21の四隅に上方に延びるように取付けられ、上ダイセットプレート23の四隅に開けられたガイドブッシュ挿入穴23aに挿入されたガイドブッシュ24にガイドされて、可動部18が固定部17と平行を保ちながら上下するようガイドする。
ダイプレート27のダイスリット27aは、ダイプレート27の前後方向中央部を左右方向に延びるように形成されている。ダイ12A,12Bは、ダイスリット27aの長手方向に沿ってダイスリット27aの内面に取付けられている。ダイプレート27の両端部には、固定部17に形成されたスプリング収容穴17aに収容されたガススプリング43が配置されている。ガススプリング43は、その上端部がダイプレート27の上面から上方に突出し、ストリッパプレート34が下降した際に弾性支持可能とされている。ガススプリング43によって、板材の切断時に下降した板材押え部19を、板材の切断終了後に可動部18が上昇した際に弾性力で板材をわずかに上昇させて板材の挿入、位置決めを容易にする。
ストリッパプレート34は、前後方向中央部に左右方向に延びるように形成されたストリッパスリット34aを備え、板材を切断する際に、ストリッパスリット34aにブレード11が貫通する。ストリッパプレート34の上面には、ストリッパスリット34aの両側にそれぞれ複数のガススプリング36が配置されている。ガススプリング36は、ストリッパプレート34に取付けられたシリンダ部36aと、シリンダ部36aに移動可能に取付けられたロッド部36bとを備える。ロッド部36bは、シリンダ部36a内のガス圧力によって上方に付勢され、この付勢力の反力によってストリッパプレート34が下方に押し付けられる。
ブレードプレート32は、四隅に下方に延びるインナガイドポスト44が取付けられている。インナガイドポスト44は、ストリッパプレート34の四隅に開けられたガイド穴34bと、下ダイセットプレート21、ダイパッキングプレート26及びダイプレート27にそれぞれ開けられた固定側ガイド穴46とに挿入可能に設けられている。このように、インナガイドポスト44が固定側ガイド穴46に移動可能に挿入されることで、可動部18のブレードプレート32、ストリッパプレート34、固定部17のダイプレート27の水平方向の正確な位置決めを行うことができる。
図3は、シャーリング装置10を示す断面図であり、図1に示したIIIA-IIIA線断面に含まれる一方のガススプリング36の代わりにIIIB-IIIB線断面に含まれるストッパボルトユニット45を記載したものである。
ストリッパボルトユニット45は、筒状のカラー45aと、カラー45a内に挿入されたストリッパボルト45bとから構成され、上ダイセットプレート23及び可動部18を貫通するとともにストリッパプレート34にねじ結合されている。
ストリッパボルト45bの頭部45cは、上ダイセットプレート23に形成されたボルト頭部挿入穴23c内に配置され、ストリッパボルト45bの軸部45eは、カラー45a内に挿入されている。
ストリッパボルトユニット45は、筒状のカラー45aと、カラー45a内に挿入されたストリッパボルト45bとから構成され、上ダイセットプレート23及び可動部18を貫通するとともにストリッパプレート34にねじ結合されている。
ストリッパボルト45bの頭部45cは、上ダイセットプレート23に形成されたボルト頭部挿入穴23c内に配置され、ストリッパボルト45bの軸部45eは、カラー45a内に挿入されている。
カラー45aは、上ダイセットプレート23に形成されたボルト挿通穴23d、ブレードパッキングプレート31に形成されたボルト挿通穴31d、ブレードプレート32に形成されたボルト挿通穴32dを貫通している。
上ダイセットプレート23のボルト頭部挿入穴23cは、ボルト挿通穴23dよりも大径であり、ボルト頭部挿入穴23cとボルト挿通穴23dとの段部23eにストリッパボルト45bの頭部45cの下端がガススプリング36の弾性力により当てられている。
ストリッパボルト45bのおねじ45dは、ストリッパプレート34に形成されためねじ34cにねじ結合されており、カラー45aにより、ストリッパプレート34とブレードプレート32とが所定間隔に設定される。即ち、ブレードプレート32側に対するストリッパプレート34の下限位置が設定される。
上ダイセットプレート23のボルト頭部挿入穴23cは、ボルト挿通穴23dよりも大径であり、ボルト頭部挿入穴23cとボルト挿通穴23dとの段部23eにストリッパボルト45bの頭部45cの下端がガススプリング36の弾性力により当てられている。
ストリッパボルト45bのおねじ45dは、ストリッパプレート34に形成されためねじ34cにねじ結合されており、カラー45aにより、ストリッパプレート34とブレードプレート32とが所定間隔に設定される。即ち、ブレードプレート32側に対するストリッパプレート34の下限位置が設定される。
また、上ダイセットプレート23には、めねじが形成された複数のスクリュー穴23bが形成され、各スクリュー穴23bにスクリュー47がねじ込まれている。
ガススプリング36は、その上部が可動部18を貫通し、ロッド部36bの上端が、スクリュー47に当てられている。従って、ガススプリング36は、ストリッパプレート34とスクリュー47とに隙間無く当てられた状態にあり、上ダイセットプレート23に対してストリッパプレート34には、ガススプリング36の下向きの弾性力が作用する。スクリュー47は、各ガススプリング36の弾性力を受けて、切断時に板材からブレード11を引き剥がすストリッパ力を作用させる部品である。
ガススプリング36は、その上部が可動部18を貫通し、ロッド部36bの上端が、スクリュー47に当てられている。従って、ガススプリング36は、ストリッパプレート34とスクリュー47とに隙間無く当てられた状態にあり、上ダイセットプレート23に対してストリッパプレート34には、ガススプリング36の下向きの弾性力が作用する。スクリュー47は、各ガススプリング36の弾性力を受けて、切断時に板材からブレード11を引き剥がすストリッパ力を作用させる部品である。
ブレード11は、その上端がブレードパッキングプレート31に当てられ、ブレード11に作用する上方向の荷重はブレードパッキングプレート31で支えられる。
ダイ12A,12Bは、ダイプレート27に設けられたダイスリット27aの内側面27b,27bにそれぞれスペーサ51を介して取付けられている。一対のダイ12A,12Bは所定距離隔てられ、ダイ12A,12B間にはブレード11が貫通するスリット48が形成されている。
スペーサ51は、板厚違いのものが複数用意され、一方の内側面27bとダイ12Aの刃部との距離、他方の内側面27bとダイ12Bの刃部との距離がそれぞれ調整される。これにより、ブレード11とダイ12A,12Bとのクリアランス(ブレード11の板厚方向(図の左右方向)のクリアランス)を適正に調整することが可能になる。
ダイ12A,12Bは、ダイプレート27に設けられたダイスリット27aの内側面27b,27bにそれぞれスペーサ51を介して取付けられている。一対のダイ12A,12Bは所定距離隔てられ、ダイ12A,12B間にはブレード11が貫通するスリット48が形成されている。
スペーサ51は、板厚違いのものが複数用意され、一方の内側面27bとダイ12Aの刃部との距離、他方の内側面27bとダイ12Bの刃部との距離がそれぞれ調整される。これにより、ブレード11とダイ12A,12Bとのクリアランス(ブレード11の板厚方向(図の左右方向)のクリアランス)を適正に調整することが可能になる。
また、ダイ12A,12Bの下端は、ダイパッキングプレート26に当てられ、ダイ12A,12Bに作用する下方向の荷重はダイパッキングプレート26で支えられる。
下ダイセットプレート21及びダイパッキングプレート26のそれぞれの前後方向中央部には、左右方向に延びる下部スリット21a,26aが形成されている。下部スリット21a,26aは、板材を切断した後の細長い切断片を落とす部分である。
ストリッパプレート34のストリッパスリット34aは、その前後方向の幅がブレード11の板厚よりわずかに大きく形成される。ブレード11がストリッパスリット34aを貫通して板材を切断する際には、ストリッパスリット34aの内側面によってブレード11の刃部における板厚方向(水平方向)の変位(振れ)が規制される。
本実施形態のシャーリング装置10は、ブレード11と、ブレード11が貫通するスリット48が設けられたダイ12A,12Bとを備え、ブレード11で板材からわずかな幅の部材を打ち抜くことで、板材を分断(パーティング)する構造を有する。
下ダイセットプレート21及びダイパッキングプレート26のそれぞれの前後方向中央部には、左右方向に延びる下部スリット21a,26aが形成されている。下部スリット21a,26aは、板材を切断した後の細長い切断片を落とす部分である。
ストリッパプレート34のストリッパスリット34aは、その前後方向の幅がブレード11の板厚よりわずかに大きく形成される。ブレード11がストリッパスリット34aを貫通して板材を切断する際には、ストリッパスリット34aの内側面によってブレード11の刃部における板厚方向(水平方向)の変位(振れ)が規制される。
本実施形態のシャーリング装置10は、ブレード11と、ブレード11が貫通するスリット48が設けられたダイ12A,12Bとを備え、ブレード11で板材からわずかな幅の部材を打ち抜くことで、板材を分断(パーティング)する構造を有する。
図4は、ブレード11を示す正面図である。
ブレード11は、ブレードプレート32(図3参照)に取付けるためのボルトが通される複数の取付穴11aを有する基部11bと、基部11bに隣接して基部11bよりも薄肉に且つ長手方向の全体に形成された逃げ部11cと、逃げ部11cの先端部に形成された刃部11dとが一体成形された板状の部材である。
逃げ部11cは、同一幅Bでブレード11の略長手方向に延びている。
刃部11dは、シャー角θを有し、切断される板材に対して傾いて当てられる。シャー角θとしては、1°≦θ≦4°に設定されている。θ<1°の場合は、ブレード11のストロークが小さくて済むが,最大切断荷重が大きくなる。一方、θ>4°の場合は、最大切断荷重は小さくなるが、ブレード11の切断に必要なストロークが大きくなり,また、ブレード11の逃げ部11cを長くする必要がある。
ブレード11は、ブレードプレート32(図3参照)に取付けるためのボルトが通される複数の取付穴11aを有する基部11bと、基部11bに隣接して基部11bよりも薄肉に且つ長手方向の全体に形成された逃げ部11cと、逃げ部11cの先端部に形成された刃部11dとが一体成形された板状の部材である。
逃げ部11cは、同一幅Bでブレード11の略長手方向に延びている。
刃部11dは、シャー角θを有し、切断される板材に対して傾いて当てられる。シャー角θとしては、1°≦θ≦4°に設定されている。θ<1°の場合は、ブレード11のストロークが小さくて済むが,最大切断荷重が大きくなる。一方、θ>4°の場合は、最大切断荷重は小さくなるが、ブレード11の切断に必要なストロークが大きくなり,また、ブレード11の逃げ部11cを長くする必要がある。
このように、シャー角θを設けることで、最大切断荷重をより小さくするとともに、ブレード11のストロークを小さくすることができ、シャーリング装置10(図1参照)の大型化を抑制することができる。シャー角θは、ブレード11の刃部11dの長さや最大切断荷重から決められる。
ブレード11の材質としては、合金工具鋼(代表鋼種としてSKD11)、高速度工具鋼(代表鋼種SKH51)、粉末高速度工具鋼(代表鋼種SKH40)、超鋼合金(代表材質V30)が好適である。また、ブレード11には、耐焼付き性及び耐摩耗性を向上させるためのコーティングが施される。そのコーティングとしては、炭窒化チタン(TiCN)、窒化チタンアルミ(TiAlN)が好適である。
ブレード11の材質としては、合金工具鋼(代表鋼種としてSKD11)、高速度工具鋼(代表鋼種SKH51)、粉末高速度工具鋼(代表鋼種SKH40)、超鋼合金(代表材質V30)が好適である。また、ブレード11には、耐焼付き性及び耐摩耗性を向上させるためのコーティングが施される。そのコーティングとしては、炭窒化チタン(TiCN)、窒化チタンアルミ(TiAlN)が好適である。
図5は、図4のV-V線断面図である。
ブレード11の刃部11dは、ブレード11の先端面11eから距離Lまでの範囲の部分であり、先端面11eと、先端面11eに対して先端面11eの両端から直角に延びる刃部側面11g,11gと、先端面11e及び刃部側面11g,11gから形成される稜線である切れ刃11f,11fとを備える。距離Lは、ブレード11を加工する際の基準とされる部分であり、0~1mmに設定される。図中の符号Wは切れ刃11f,11f間の距離、即ちブレード11の板厚である。
ブレード11の刃部11dは、ブレード11の先端面11eから距離Lまでの範囲の部分であり、先端面11eと、先端面11eに対して先端面11eの両端から直角に延びる刃部側面11g,11gと、先端面11e及び刃部側面11g,11gから形成される稜線である切れ刃11f,11fとを備える。距離Lは、ブレード11を加工する際の基準とされる部分であり、0~1mmに設定される。図中の符号Wは切れ刃11f,11f間の距離、即ちブレード11の板厚である。
ブレード11の両側面11k,11kにそれぞれ形成された逃げ部11c,11cは、刃部側面11g,11gの端からブレード11の中心側へ傾斜して延びる傾斜面11h,11hと、傾斜面11h,11hの端部から刃部側面11g,11gに平行に延びる逃げ部側面11j,11jとを備える。図中の符号α(α<90°)は先端面11eに対する傾斜面11h,11hの傾斜角度、δは刃部11dの刃部側面11g,11g(即ち、切れ刃11f,11f)に対する逃げ部側面11j,11jの逃げ量である。
上記した逃げ部11cを設けるのは、板材を切断した後のブレード11と切断後の板材との間に隙間を形成して、ブレード11に板材の切断面が接触しないようにするためである。ブレード11に板材の切断面が接触しなければ、切断によって高温になった切断面の熱がブレード11に伝わりにくくなり、ブレード11の焼付き等の損傷が抑制される。
上記した逃げ部11cを設けるのは、板材を切断した後のブレード11と切断後の板材との間に隙間を形成して、ブレード11に板材の切断面が接触しないようにするためである。ブレード11に板材の切断面が接触しなければ、切断によって高温になった切断面の熱がブレード11に伝わりにくくなり、ブレード11の焼付き等の損傷が抑制される。
傾斜角度αは、85°<α<89°に設定される。α≦85°の場合は,切れ刃11fの角度が小さくなり,ブレード11の切断時の圧縮強度、また、後退時の引張強度が共に低下する懸念がある。一方,α≧89°の場合は、平行な刃部側面11g,11gと板材との接触を避けるための逃げ量δが少なくなり,焼付きを防止する効果が減少する。
逃げ量δは、0.02mm<δ<0.2mmに設定される。板材を切断した後で、板材の切断部はスプリングバックによってブレード11の切れ刃11f,11f間の距離Wよりも狭くなる、そこで,切断面とブレード11の側面11k,11kが接触しないように逃げ部11c,11cを設ける。そのスプリングバック量は、板材の変形抵抗により、また板材の厚さに依存する。板材の強度が高く、板厚が厚い場合は、δ≦0.02mmではブレード11と切断された板材との接触の可能性がある。また、δ≧0.2mmではブレード11の板厚が薄くなり、強度が低下するため、0.02mm<δ<0.2mmの範囲では、ブレード11と板材との接触が生じることがないので、適当である。
逃げ量δは、0.02mm<δ<0.2mmに設定される。板材を切断した後で、板材の切断部はスプリングバックによってブレード11の切れ刃11f,11f間の距離Wよりも狭くなる、そこで,切断面とブレード11の側面11k,11kが接触しないように逃げ部11c,11cを設ける。そのスプリングバック量は、板材の変形抵抗により、また板材の厚さに依存する。板材の強度が高く、板厚が厚い場合は、δ≦0.02mmではブレード11と切断された板材との接触の可能性がある。また、δ≧0.2mmではブレード11の板厚が薄くなり、強度が低下するため、0.02mm<δ<0.2mmの範囲では、ブレード11と板材との接触が生じることがないので、適当である。
ブレード11の板厚Wは、3~5mmと細幅である。従来のシャーリング装置において、切り落とされた板材を180°向きを変えて切断するときよりも、本実施形態では、ブレード11で板材を切断するときに上記の幅と同等の細幅の板材切断片が形成されるため、材料歩留りを高めることができる。
また、切れ刃11fには、半径が0.1mm程度の小さな丸み(いわゆるR面取り)が設けられている。この丸みによって、板材に安定的にせん断面を形成するとともに板材を切断後にブレード11を後退させたときの板材との接触による切れ刃11fの欠けを防止することができる。
また、切れ刃11fには、半径が0.1mm程度の小さな丸み(いわゆるR面取り)が設けられている。この丸みによって、板材に安定的にせん断面を形成するとともに板材を切断後にブレード11を後退させたときの板材との接触による切れ刃11fの欠けを防止することができる。
図6は、ダイ12Aを示す正面図、図7は図6のVII-VII線断面図である。図3に示すように、ダイ12Bは、ダイ12Aと対称な形状を有するため、詳細説明は省略する。
図6に示すように、ダイ12Aは、横断面がほぼ矩形で長尺の角材であり、ダイプレート27(図3参照)に取付ける際にボルトが通される複数のボルト挿通穴12cを備える。
図7に示すように、ダイ12Aは、上面12dと内側面12eとで切れ刃12fが形成されている。内側面12eは、上面12dに対して鋭角となる角度β(β<90°)だけ傾き、ダイ12Aの下部にいくにつれて薄肉に形成されている。
内側面12eに対向する外側面12gは、上面12dに対して直角に形成されている。
このように、内側面12eが傾斜しているのは、板材が切断された後の細長い切断片が落下しやすいようにするためである。
ダイ12Aの材質としては、合金工具鋼(代表鋼種SKD11)が好適である。
図6に示すように、ダイ12Aは、横断面がほぼ矩形で長尺の角材であり、ダイプレート27(図3参照)に取付ける際にボルトが通される複数のボルト挿通穴12cを備える。
図7に示すように、ダイ12Aは、上面12dと内側面12eとで切れ刃12fが形成されている。内側面12eは、上面12dに対して鋭角となる角度β(β<90°)だけ傾き、ダイ12Aの下部にいくにつれて薄肉に形成されている。
内側面12eに対向する外側面12gは、上面12dに対して直角に形成されている。
このように、内側面12eが傾斜しているのは、板材が切断された後の細長い切断片が落下しやすいようにするためである。
ダイ12Aの材質としては、合金工具鋼(代表鋼種SKD11)が好適である。
図8は、ブレード11とダイ12A,12Bとのクリアランスを示す断面図である。
ブレード11とダイ12A,12Bとにおいて、ブレード11の板厚方向のクリアランス、即ち、ブレード11の切れ刃11fとダイ12A,12Bの切れ刃12fとのクリアランスは、それぞれCとなる。
シャーリング装置においては、板材を切断した後の品質として、切断面の性状及び寸法精度が重要になる。このような切断面の性状及び寸法精度に大きく影響するのが上記のクリアランスである。
ブレード11とダイ12A,12Bとにおいて、ブレード11の板厚方向のクリアランス、即ち、ブレード11の切れ刃11fとダイ12A,12Bの切れ刃12fとのクリアランスは、それぞれCとなる。
シャーリング装置においては、板材を切断した後の品質として、切断面の性状及び寸法精度が重要になる。このような切断面の性状及び寸法精度に大きく影響するのが上記のクリアランスである。
例えば、クリアランスが大きい場合には、板材の切断中の早い時期に切断部分に大きなクラックが発生し、切断面のせん断面に対して破断面の面積が大きくなるため、切断面が、粗くなる(面粗度の低下)とともに大きく傾く(板厚方向に測定した真直度の低下)。
切断面が大きく傾いていると、例えば、テーラードブランクの形成において、鋼板の切断面同士を突き合せて溶接する場合に、突き合わせ部分に隙間が生じる。この結果、溶接する際に溶接部に欠陥や材料不足が発生し、接合強度低下を招くことがある。また、上記した溶接部の欠陥や材料不足を回避するために溶接速度を遅くすれば、生産性が低下することになる。あるいは、傾いた切断面を修正するために、例えば、切断面をレーザ切断加工で仕上げる加工を追加すると、切断面は平滑となるが、設備費や加工時間が増え、電力消費も多くなる。
切断面が大きく傾いていると、例えば、テーラードブランクの形成において、鋼板の切断面同士を突き合せて溶接する場合に、突き合わせ部分に隙間が生じる。この結果、溶接する際に溶接部に欠陥や材料不足が発生し、接合強度低下を招くことがある。また、上記した溶接部の欠陥や材料不足を回避するために溶接速度を遅くすれば、生産性が低下することになる。あるいは、傾いた切断面を修正するために、例えば、切断面をレーザ切断加工で仕上げる加工を追加すると、切断面は平滑となるが、設備費や加工時間が増え、電力消費も多くなる。
これに対して、本実施形態では、上記クリアランスをより小さくすることで、板材切断時に、せん断面の形成の後、切断終了直前でクラックを発生させるようにして破断面の形成を抑制することで、切断面の大部分をせん断面とすることが可能になる。これにより、せん断面の面粗度や真直度等の性状及び寸法精度が向上し、テーラードブランク等の製造にも有利となる。また、レーザ切断加工等の加工の追加も必要ないので、低コスト、加工時間の短縮、省電力を図ることができる。
本実施形態では、ブレード11の側面に逃げ部11c,11cを設けることで、上記クリアランスCをより小さくすることができた。従来のブレードとダイとのクリアランスは、板材の板厚をtとすると、0.08~0.1tであったが、本実施形態では、クリアランスCを、C≦0.02t、好ましくは、0.005t≦C≦0.01tにすることで、ブレード11に摩耗の増大、チッピング、かじり・焼付き等の損傷を発生させずに、切断面の品質を向上させることができる。
本実施形態では、ブレード11の側面に逃げ部11c,11cを設けることで、上記クリアランスCをより小さくすることができた。従来のブレードとダイとのクリアランスは、板材の板厚をtとすると、0.08~0.1tであったが、本実施形態では、クリアランスCを、C≦0.02t、好ましくは、0.005t≦C≦0.01tにすることで、ブレード11に摩耗の増大、チッピング、かじり・焼付き等の損傷を発生させずに、切断面の品質を向上させることができる。
以上に述べたシャーリング装置10の動作を図3、図9及び図10にて説明する。
図9は、シャーリング装置10の動作を説明する第1作用図、図10は、シャーリング装置10の動作を説明する第2作用図である。
図3において、板材の切断前には、ブレード11の下縁に設けられた刃部11dは、ストリッパプレート34のストリッパスリット34a内に配置されている。
この状態で、ダイプレート27及びダイ12A,12B上の所定位置に板材を載せ、白抜き矢印で示すように、上ダイセットプレート23と共に、可動部18に備えるブレード11と板材押え部19とを下降させる。
図9は、シャーリング装置10の動作を説明する第1作用図、図10は、シャーリング装置10の動作を説明する第2作用図である。
図3において、板材の切断前には、ブレード11の下縁に設けられた刃部11dは、ストリッパプレート34のストリッパスリット34a内に配置されている。
この状態で、ダイプレート27及びダイ12A,12B上の所定位置に板材を載せ、白抜き矢印で示すように、上ダイセットプレート23と共に、可動部18に備えるブレード11と板材押え部19とを下降させる。
図9は、下降した板材押え部19のストリッパプレート34で板材60を押え付け、拘束し始めた状態を示している。板材60には、複数のガススプリング36の弾性力による押し付け力が作用している。図の紙面表裏方向において、板材60の切断される部分は、ブレード11及びダイ12A,12Bよりも短い。
板材60としては、鉄鋼材料(冷間圧延鋼板、熱間圧延鋼板、高張力鋼板、ステンレス鋼板等)、非鉄金属材料(アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅板、銅合金板等)が使用される。
板材60としては、鉄鋼材料(冷間圧延鋼板、熱間圧延鋼板、高張力鋼板、ステンレス鋼板等)、非鉄金属材料(アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅板、銅合金板等)が使用される。
図9の状態から、白抜き矢印で示すように、更に上ダイセットプレート23、可動部18のブレード11を下降させ、図10に示すように、ブレード11及びダイ12A,12Bにより板材60を挟み込んで切断する。この切断時には、複数のガススプリング36が縮められて板材60がダイプレート27及びダイ12A,12Bの上面に沿ってずれないように押え付ける拘束力が発生する。また、切断により打ち抜かれてブレード11の下端の板厚とほぼ等しい幅で細長くなった切断片61が、スリット48、ダイパッキングプレート26の下部スリット26a、下ダイセットプレート21の下部スリット21aを通じて落下し、シャーリング装置10外に排出される。
上記したように、打ち抜かれた切断片61は、ブレード11のシャー角によって長手方向に曲げ変形が生じるが、切断時に板材60にはガススプリング36によって強力な押付圧力が作用しているので、切断によって残された2つの板材60,60の両方に、反りや捩れ、面外曲がり、面内曲がり(切断面の長手方向の真直度)が発生しない。従って、切断された板材60,60を高品質に形成することができ、切断面の高い精度が要求されるテーラードブランクの製造等にも十分に対応することができる。
図11は、板材60の切断状態を示す作用図であり、図11(A)は切断前の状態を示す作用図、図11(B)は切断中の状態を示す作用図、図11(C)は切断後の状態を示す作用図である。
図11(A)に示すように、ブレード11をストリッパプレート34のストリッパスリット34a内で白抜き矢印で示すように下降させる。ストリッパスリット34aは、その内面の幅がブレード11の切れ刃11f,11f間の距離W(図5参照)よりわずかに大きく形成されているので、ブレード11の板厚方向の振れを規制することができる。
図11(B)は、板材60の切断中であって、切断終了直前の状態を示している。ブレード11の切れ刃11f,11fによる板材60のせん断が進行し、切断面60aにせん断面60bが形成された後に、切れ刃11f、11fと板材60の下面との間に微小なクラック60cが発生し、破断が起こる。クラックは微小であるため、クラックにより形成される破断面の面積は微小である。
図11(A)に示すように、ブレード11をストリッパプレート34のストリッパスリット34a内で白抜き矢印で示すように下降させる。ストリッパスリット34aは、その内面の幅がブレード11の切れ刃11f,11f間の距離W(図5参照)よりわずかに大きく形成されているので、ブレード11の板厚方向の振れを規制することができる。
図11(B)は、板材60の切断中であって、切断終了直前の状態を示している。ブレード11の切れ刃11f,11fによる板材60のせん断が進行し、切断面60aにせん断面60bが形成された後に、切れ刃11f、11fと板材60の下面との間に微小なクラック60cが発生し、破断が起こる。クラックは微小であるため、クラックにより形成される破断面の面積は微小である。
ブレード11の切れ刃11f,11fは、切断の開始時及び切断の初期においては、ストリッパスリット34aによってブレード板厚方向の振れが規制されるため、板材60の切断面60aの寸法精度を高めることができる。
図11(C)は、板材60の切断後であって、切断終了直後の状態を示している。ダイ12A,12Bの内側面12e,12eは下広がりに形成されているので、切断後の切断片61は、スムーズに落下して排出される。
図11(C)は、板材60の切断後であって、切断終了直後の状態を示している。ダイ12A,12Bの内側面12e,12eは下広がりに形成されているので、切断後の切断片61は、スムーズに落下して排出される。
以上の図11(B)に示したように、本実施形態のブレード11及びダイ12A,12Bでは、ブレード11の厚さ方向のクリアランスをより小さくしたことで、板材60の切断面60aの大部分に平滑なせん断面60bを形成することができ、クラック60cによる破断面をより少なくすることができる。
また、図11(B),(C)において、ブレード11の側面11kには、板材60のせん断面60bを含む切断面60aから離れる方向に凹む、即ちブレード11の板厚中心側へ凹む逃げ部11cが形成されているため、板材60の切断中及び切断後に、切断面60aがブレード11に接触しにくくなり、板材60の切断時に発生する熱がブレード11に伝わりにくくなるため、ブレード11の摩耗、焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。
また、図11(B),(C)において、ブレード11の側面11kには、板材60のせん断面60bを含む切断面60aから離れる方向に凹む、即ちブレード11の板厚中心側へ凹む逃げ部11cが形成されているため、板材60の切断中及び切断後に、切断面60aがブレード11に接触しにくくなり、板材60の切断時に発生する熱がブレード11に伝わりにくくなるため、ブレード11の摩耗、焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。
以上の図2、図4、図5及び図10に示したように、シャーリング装置10は、材料としての金属製の板材60を切断するブレード11と、ブレード11が貫通するスリット48を有したダイ12A,12Bと、ダイ12A,12B上に板材60を拘束する拘束具としてのストリッパプレート34と、を備え、板材60からブレード11と同幅の狭い部材としての切断片61を打ち抜くことで切断し、ブレード11のダイ12A,12Bに対向する側面11k,11kに切断後の板材60,60から離れる方向に凹む逃げ部11c,11cを備えた。
この構成によれば、ダイ12A,12B側に、ブレード11が貫通するスリット48を設け、材料としての板材60から部材として切断片61を打ち抜くことで切断する分断型構造を採用することによって、切断により二分されてダイ12A,12B側に残される板材60A,60Bを支えることが可能になり、従来のシャーリング装置で切断された板材に発生するねじれ、面外曲がり、面内曲がりを抑制することができる。
また、ブレード11の側面11kに逃げ部11cを設けることで、ブレード11とダイ12A,12Bとのブレード板厚方向のクリアランスを小さくしても、板材60を切断中又は切断後には、ブレード11と板材60A,60Bとの接触が切断刃先のみとなり、通常のシャーリングやせん断のように、切断加工に伴なって発生するせん断変形の発熱がブレード11の側面に伝わりにくいため、ブレード11の温度上昇が非常に少ないので、ブレード11に焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、板材60の切断後における切断面60a(図11(C)参照)の性状及び寸法精度を向上させることができる。
切断面60aの性状及び寸法精度が向上すれば、シャーリング加工後にレーザ切断加工等を行わずに済み、コスト及び加工時間を削減することができる。
また、板材60からブレード11と同幅の狭い部材(切断片61)を打ち抜くことで切断するため、幅の狭い打ち抜かれた切断片61は使用しないので、シャーリング装置10による材料の向きを180°変えて再加工を実施する必要がなく加工工数を削減することができ、また、材料歩留りを向上させることができる。
また、ブレード11の側面11kに逃げ部11cを設けることで、ブレード11とダイ12A,12Bとのブレード板厚方向のクリアランスを小さくしても、板材60を切断中又は切断後には、ブレード11と板材60A,60Bとの接触が切断刃先のみとなり、通常のシャーリングやせん断のように、切断加工に伴なって発生するせん断変形の発熱がブレード11の側面に伝わりにくいため、ブレード11の温度上昇が非常に少ないので、ブレード11に焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、板材60の切断後における切断面60a(図11(C)参照)の性状及び寸法精度を向上させることができる。
切断面60aの性状及び寸法精度が向上すれば、シャーリング加工後にレーザ切断加工等を行わずに済み、コスト及び加工時間を削減することができる。
また、板材60からブレード11と同幅の狭い部材(切断片61)を打ち抜くことで切断するため、幅の狭い打ち抜かれた切断片61は使用しないので、シャーリング装置10による材料の向きを180°変えて再加工を実施する必要がなく加工工数を削減することができ、また、材料歩留りを向上させることができる。
また、一対のダイ12A,12Bによりスリット48を形成し、このスリット48にブレード11を貫通させることにより板材60を2つの板材60A,60Bに切断する構造であるため、板材60の切断中には、ブレード11の両側の切れ刃11f,11f(図11(B)参照)に均等な切断力が発生するため、従来のような、ブレードの片側の切れ刃のみを使用して切断するのに比べて、本実施形態では、ブレード11の板厚方向の変位を抑制することができる。この結果、切断された板材60A,60Bの切断面60a,60aにおける長手方向の真直度の精度を高めることができる。更に、一度に2枚の板材60A,60Bの切断面60a,60aを精度良く且つ平滑に仕上げることができ、生産性を向上させることができる。
また、図4に示したように、ブレード11にシャー角θを設けたので、切断に必要な最高荷重をより小さくすることができる。従って、シャーリング装置10を小型にすることができ、設備コストを抑えることができる。
また、図5に示したように、逃げ部11cをブレード11の両側面11k,11kに備えるので、板材60の切断中又は切断後にブレード11の両側面11k,1kに板材60が接触しにくくなり、ブレード11の両側面11k,11kに焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。
また、図8に示したように、スリット48の長手方向に延びる内壁としての内側面12e,12eを下広がりに形成したので、切断された切断片61をスリット48から排出しやすくすることができる。
また、図5に示したように、逃げ部11cをブレード11の両側面11k,11kに備えるので、板材60の切断中又は切断後にブレード11の両側面11k,1kに板材60が接触しにくくなり、ブレード11の両側面11k,11kに焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。
また、図8に示したように、スリット48の長手方向に延びる内壁としての内側面12e,12eを下広がりに形成したので、切断された切断片61をスリット48から排出しやすくすることができる。
また、図4、図5及び図10に示したように、ブレード11が貫通するスリット48を有したダイ12A,12B上に板材60を拘束し、板材60をブレード11と同幅の板材(切断片61)を打ち抜くことで切断するシャーリング装置10に用いられるブレード11であって、ブレード11のダイ12A,12Bに対向する側面11k,11kに切断後の板材60から離れる方向に凹む逃げ部11c,11cを備えたので、ダイ12A,12B側に、ブレード11が貫通するスリット48を設け、材料としての板材60から部材として切断片61を打ち抜くことで切断する分断型構造を採用することによって、切断により二分されてダイ12A,12B側に残される板材60A,60Bを支えることが可能になり、従来のシャーリング装置で切断された板材に発生するねじれ、面外曲がり、面内曲がりを抑制することができる。
また、ブレード11の側面11kに逃げ部11cを設けることで、ブレード11とダイ12A,12Bとのブレード板厚方向のクリアランスを小さくしても、板材60を切断中又は切断後には、ブレード11と板材60A,60Bとの接触が切断刃先のみとなり、通常のシャーリングやせん断のように、切断加工に伴なって発生するせん断変形の発熱がブレード11の側面に伝わりにくいため、ブレード11の温度上昇が非常に少ないので、ブレード11に焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、板材60の切断後における切断面60a(図11(C)参照)の性状及び寸法精度を向上させることができる。
また、ブレード11の側面11kに逃げ部11cを設けることで、ブレード11とダイ12A,12Bとのブレード板厚方向のクリアランスを小さくしても、板材60を切断中又は切断後には、ブレード11と板材60A,60Bとの接触が切断刃先のみとなり、通常のシャーリングやせん断のように、切断加工に伴なって発生するせん断変形の発熱がブレード11の側面に伝わりにくいため、ブレード11の温度上昇が非常に少ないので、ブレード11に焼付き等の損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、板材60の切断後における切断面60a(図11(C)参照)の性状及び寸法精度を向上させることができる。
切断面60aの性状及び寸法精度が向上すれば、シャーリング加工後にレーザ切断加工等を行わずに済み、コスト及び加工時間を削減することができる。
また、板材60からブレード11と同幅の狭い部材(切断片61)を打ち抜くことで切断するため、幅の狭い打ち抜かれた切断片61は使用しないので、シャーリング装置10による材料の向きを180°変えて再加工を実施する必要がなく加工工数を削減することができ、また、材料歩留りを向上させることができる。
また、板材60からブレード11と同幅の狭い部材(切断片61)を打ち抜くことで切断するため、幅の狭い打ち抜かれた切断片61は使用しないので、シャーリング装置10による材料の向きを180°変えて再加工を実施する必要がなく加工工数を削減することができ、また、材料歩留りを向上させることができる。
<第2実施形態>
図12は、第2実施形態のブレード71を示す正面図である。図4に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
ブレード71は、ブレードプレート32(図3参照)に取付けるためのボルトが通される複数の取付穴11aを有する基部71bと、基部71bに隣接して基部71bよりも薄肉に且つ長手方向の全体に形成された逃げ部71cと、逃げ部71cの先端部に形成された刃部11dとが一体成形された板状の部材である。
図12は、第2実施形態のブレード71を示す正面図である。図4に示した第1実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
ブレード71は、ブレードプレート32(図3参照)に取付けるためのボルトが通される複数の取付穴11aを有する基部71bと、基部71bに隣接して基部71bよりも薄肉に且つ長手方向の全体に形成された逃げ部71cと、逃げ部71cの先端部に形成された刃部11dとが一体成形された板状の部材である。
逃げ部11cは、その上縁71eが、ブレード71の水平となる上端面71fに平行に形成され、上端面71fに対する刃部11dの角度であるシャー角θが設けられている。
従って、逃げ部11cの一端に対して他端は幅が狭く形成されている。
逃げ部11cは、その最小幅(切断方向(上下方向)の最小幅)がB1であり、刃部11dの刃部側面11g,11g(図5参照)からブレード11の板厚中心側へ凹んだ部分である。最小幅B1は、切断される板材の板厚よりも大きく設定されている。
このように、逃げ部71cの上縁71eを水平とすることで、ブレード71の逃げ部71cの面積をより小さくすることができ、ブレード71の剛性を高めることができる。
従って、逃げ部11cの一端に対して他端は幅が狭く形成されている。
逃げ部11cは、その最小幅(切断方向(上下方向)の最小幅)がB1であり、刃部11dの刃部側面11g,11g(図5参照)からブレード11の板厚中心側へ凹んだ部分である。最小幅B1は、切断される板材の板厚よりも大きく設定されている。
このように、逃げ部71cの上縁71eを水平とすることで、ブレード71の逃げ部71cの面積をより小さくすることができ、ブレード71の剛性を高めることができる。
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態において、図5に示したように、ブレード11の両側面に逃げ部11cを設けたが、これに限らず、ブレード11の一方の側面にのみ逃げ部11cを設けても良い。
また、図7に示したように、ダイ12Aの内側面12eを上面12dに対して角度βだけ傾斜させたが、これに限らず、上面12dの端部から外側面12gに平行な平面を形成しても良い。更に、上記外側面12gに平行な平面の下端から外側面12g側へ近づく傾斜面を形成し、他方のダイも同様に形成して、一対のダイの内側面の下部を下広がりとしても良い。
また、図3に示したように、固定部17にダイパッキングプレート26を設け、可動部18にブレードパッキングプレート31を設けたが、これに限らず、ダイパッキングプレート26及びブレードパッキングプレート31を設けなくても良い。
また、図2に示したように、ダイプレート27の両端部にガススプリング43を設けたが、ガススプリング43の代わりにコイルスプリング等の弾性部材を配置して板材を浮かせるようにしても良い。
例えば、上記実施形態において、図5に示したように、ブレード11の両側面に逃げ部11cを設けたが、これに限らず、ブレード11の一方の側面にのみ逃げ部11cを設けても良い。
また、図7に示したように、ダイ12Aの内側面12eを上面12dに対して角度βだけ傾斜させたが、これに限らず、上面12dの端部から外側面12gに平行な平面を形成しても良い。更に、上記外側面12gに平行な平面の下端から外側面12g側へ近づく傾斜面を形成し、他方のダイも同様に形成して、一対のダイの内側面の下部を下広がりとしても良い。
また、図3に示したように、固定部17にダイパッキングプレート26を設け、可動部18にブレードパッキングプレート31を設けたが、これに限らず、ダイパッキングプレート26及びブレードパッキングプレート31を設けなくても良い。
また、図2に示したように、ダイプレート27の両端部にガススプリング43を設けたが、ガススプリング43の代わりにコイルスプリング等の弾性部材を配置して板材を浮かせるようにしても良い。
10 シャーリング装置
11,71 ブレード
11c,71c 逃げ部
11k 側面
12A,12B ダイ
12e 内側面(内壁)
34 ストリッパプレート(拘束具)
48 スリット
60 板材(材料)
61 切断片(狭い部材)
11,71 ブレード
11c,71c 逃げ部
11k 側面
12A,12B ダイ
12e 内側面(内壁)
34 ストリッパプレート(拘束具)
48 スリット
60 板材(材料)
61 切断片(狭い部材)
Claims (5)
- 材料を切断するブレードと、前記ブレードが貫通するスリットを有したダイと、前記ダイ上に材料を拘束する拘束具と、を備え、前記材料を前記ブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断し、前記ブレードの前記ダイに対向する側面に切断後の材料から離れる方向に凹む逃げ部を備えたことを特徴とするシャーリング装置。
- 前記ブレードにシャー角を設けたことを特徴とする請求項1に記載のシャーリング装置。
- 前記逃げ部を前記ブレードの両側面に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のシャーリング装置。
- 前記スリットの長手方向に延びる内壁を下広がりに形成したことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のシャーリング装置。
- ブレードが貫通するスリットを有したダイ上に材料を拘束し、前記材料を前記ブレードと同幅の狭い部材を打ち抜くことで切断するシャーリング装置に用いられるブレードであって、
前記ブレードの前記ダイに対向する側面に切断後の材料から離れる方向に凹む逃げ部を備えたことを特徴とするブレード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2013/081802 WO2015079500A1 (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | シャーリング装置及びブレード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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PCT/JP2013/081802 WO2015079500A1 (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | シャーリング装置及びブレード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2015079500A1 true WO2015079500A1 (ja) | 2015-06-04 |
Family
ID=53198491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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PCT/JP2013/081802 WO2015079500A1 (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | シャーリング装置及びブレード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2015079500A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106270729A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-04 | 江苏科技大学 | 一种用于加工梯形钉的自动滚剪装置及加工方法 |
CN113293597A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-24 | 德州联合拓普复合材料科技有限公司 | 一种等分结构及自动裁剪布料的裁剪装置 |
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JPS57184617A (en) * | 1981-05-01 | 1982-11-13 | Nissan Motor Co Ltd | Shearing machine |
JPS63162195A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-05 | 富士電機株式会社 | 箔板の打ち抜き方法 |
JP2007273729A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nec Electronics Corp | リードカット装置および半導体装置の製造方法 |
-
2013
- 2013-11-26 WO PCT/JP2013/081802 patent/WO2015079500A1/ja active Application Filing
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