(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺棒材の周面に接し前記長尺棒材を囲む環状刃材で形成された固定刃（１４）と、
固定刃固定用ホルダ（１２）に固定され、前記長尺棒材の周面に接し前記長尺棒材を囲む環状拘束材で形成された固定側ワーク拘束用環状体（１９）と
からなる拘束せん断機用固定側切断刃において、
前記固定刃（１４）と前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）とは分離可能であり、
前記固定刃（１４）の内面は第１円筒面（１５）であり、
前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）の内面は第２円筒面（１９ａ）であり、
前記第１円筒面（１５）と前記第２円筒面（１９ａ）とを連続的に接続させるための位置決め用部材（２４）が前記固定刃（１４）と前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）とに設けられており、
前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）と前記固定刃固定用ホルダ（１２）とは、前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）と前記固定刃固定用ホルダ（１２）に分有される複数のねじ穴（２１）が軸方向に通されており、
前記ねじ穴（２１）に結合用ボルト（２２）がねじ込まれて、前記ねじ穴（２１）は前記固定刃（１４）の中まで届いており、
前記結合用ボルト（２２）により前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）と前記固定刃固定用ホルダ（１２）と前記固定刃（１４）とが１体に結合される
ことを特徴とする拘束せん断機用固定側切断刃。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、拘束せん断機用固定側切断刃に関する。さらに詳しくは、拘束した長尺棒材をせん断力により定寸に切断して鍛造用素材取りを行う拘束せん断機に用いる固定側切断刃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍛造用素材取りは、長尺棒材を短寸に切断することにより行われる。鍛造用素材の量産のための切断は、せん断機により長尺棒材にせん断力を作用させせん断により短寸に切断する。このように切断された鍛造用素材に発生する残留応力が時効割れの原因になると考えられている。
【０００３】
このような残留応力は、切断される長尺棒材の先頭部に曲げ応力が働くために生ずるベンディング（以下、この明細書においてトップベンディングという）と切断時に長尺棒材を後方へ後退させる後退力の発生（以下、この明細書においてバックリングという）が主因である。
【０００４】
自由切断の場合には、このようなベンディングとバックリングを回避できない。このような現象を回避するためのせん断機は、拘束せん断機として知られている。拘束せん断機として、軸方向に加圧し長尺棒材の先端面をストッパに押圧しベンディングを回避するせん断機が知られている。
【０００５】
また、筒状に形成し筒の内周円筒面で棒材を拘束するための固定側せん断刃を用いるせん断機が知られている。さらにまた、筒状に形成し筒の内周円筒面で棒材を拘束するための固定側せん断刃を用いるせん断機が知られている。精密せん断機として知られ拘束せん断機と称されるこのような切断機は、精密鍛造品の大量生産のために不可欠の加工機である。
【０００６】
このような拘束高速切断機の固定側せん断刃は、高価な刃物鋼で作られ体積が大きい単体の刃物である。このような刃物は、１基の拘束高速切断機に例えば５０組が用いられている。材料径をＤ1〜Ｄ50で表し切断刃の内径をｄ1〜ｄ50で表すと、Ｄn＝ｄn＋ａで表され、精密切断のためには、ａ＝０．２ｍｍ〜０．８ｍｍであることが要請される。このような数十組の刃物の製作費は、切断機本体価格の１／４〜１／３にも達している。
【０００７】
このような事情に鑑みてコストダウンが図られた切断刃も知られている。この切断刃は、小さい寸法の切断刃部分とこの部分を焼き嵌め等で母体に固定した複合体である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように材料費の高騰を抑えてコストダウンを図ってもコストダウンを不満足なものにしているもう１つの問題点が残存している。切断機には、刃物は刃物ケースに収容されて取り付けられる。刃物交換時には、刃物ケースをクレーンなどにより、台車に載せて切断機と刃物収容場所との間で往復搬送させている。刃物収容場所で刃物ケース内の複合体である刃物を交換する。この交換作業で作業者は、重い刃物複合体を持ち上げたり降ろしたりする重労働を強いられる。このような重労働が、人件費その他の経営上の問題によってコストダウンを阻んでいる。
【０００９】
一方において、鍛造品の量産性、加工精度の向上、部品寿命の延長が益々要求される昨今、ベンディングをさらに回避し拘束性能を向上しなければ技術進歩に追随できない。この要求に応えて精密な拘束切断を行うためには、切断刃の単価が高騰するという問題点が逆にある。
【００１０】
本発明はこのような技術的背景に基づいてなされたものであり、下記目的を達成するものである。
【００１１】
本発明は、拘束性能を高めることにより寿命が長く精度が高い鍛造用素材を量産するための拘束せん断機用固定側切断刃を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明は、拘束性能を高めても単価が高騰しない拘束せん断機用固定側切断刃を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明は、刃物の取替え作業の重労働から作業者を開放し且つ低廉な拘束せん断機用固定側切断刃を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために次のような手段を採る。
【００１８】
本発明の拘束せん断機用固定側切断刃は、
長尺棒材の周面に接し前記長尺棒材を囲む環状刃材で形成された固定刃（１４）と、
固定刃固定用ホルダ（１２）に固定され、前記長尺棒材の周面に接し前記長尺棒材を囲む環状拘束材で形成された固定側ワーク拘束用環状体（１９）とからなる拘束せん断機用固定側切断刃において、
前記固定刃（１４）と前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）とは分離可能であり、
前記固定刃（１４）の内面は第１円筒面（１５）であり、
前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）の内面は第２円筒面（１９ａ）であり、
前記第１円筒面（１５）と前記第２円筒面（１９ａ）とを連続的に接続させるための位置決め用部材（２４）が前記固定刃（１４）と前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）とに設けられており、
前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）と前記固定刃固定用ホルダ（１２）とは、前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）と前記固定刃固定用ホルダ（１２）に分有される複数のねじ穴（２１）が軸方向に通されており、
前記ねじ穴（２１）に結合用ボルト（２２）がねじ込まれて、前記ねじ穴（２１）は前記固定刃（１４）の中まで届いており、
前記結合用ボルト（２２）により前記固定側ワーク拘束用環状体（１９）と前記固定刃固定用ホルダ（１２）と前記固定刃（１４）とが１体に結合されることを特徴とする。
【００１９】
【作用】
本発明の拘束せん断機用固定側切断刃は、固定刃側の棒材は、拘束部材により精密に全周的に拘束される。拘束長さが長い。拘束部材は固定刃と独立に交換される。
【００２０】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。図１，２，３は、本発明の実施例１を示す断面図、図４，５，６は可動刃を示す断面図である。図７，８は図１，４に示す固定刃及び可動刃を含む拘束切断型を備えるレバープレス１の要部を示し、正面図、側面図である。後述する機構を備えるレバープレス１のベッド２が機体３の機台３の上面に固定されている。
【００２１】
ベッド２の上方には、機体３に昇降駆動され支持されているラム５が設けられている。ラム５には押し型である上型６が取り付けられている。ベッド２の上面に下型組立用治具７がセットされている。下型組立用治具７は、ベッド２の上面に固定されている治具本体８と治具本体８に固定されているハードライナ９とハードライナー９に案内され左右に位置変更できる下型取付用本体１０とから構成されている。
【００２２】
下型取付用本体１０には、下型取付用本体１０の下端面が軌道面に一致する複数体の移動用ローラ１１が設けられている。下型取付用本体１０は、複数の油圧式クランプ手段４１により治具本体８に把持固定される。油圧式クランプ手段４１による把持固定が解消された下型取付用本体１０は移動用ローラ１１により軽便に前後動して、図８に示すように、後述する型交換移送用台車に走行自在に転載される。
【００２３】
図９，１０に示すように、治具本体８に固定されている下型取付用本体１０に、円筒状の固定刃固定用ホルダ１２が取り付けられ固定されている。固定刃固定用ホルダ１２の一方の端面側に軸方向に窪む円柱形穴１３が設けられている。この円柱形穴１３に環状の固定刃１４が軸方向にはめ込まれている。
【００２４】
図１０に示すように、固定刃１４には、外周面である円筒面の中心軸線を中心とする円筒面１５を備える中心穴１６が開けられている。中心穴１６の外端の円周が刃縁１７として形成されている。固定刃固定用ホルダ１２に、中心穴１６に届く中心穴１８が貫通している。中心穴１８に固定側ワーク拘束用環状体１９が挿入されている。
【００２５】
固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内周面は、断面が円の棒材をせん断するこの実施例において、円筒面１９ａである。この円筒面と固定刃１４の円筒面１５とは同一軸方向に連続している。固定刃１４と固定側ワーク拘束用環状体１９は、切断刃用の高硬度の鋼材が用いられているが、固定側ワーク拘束用環状体１９は固定刃１４より低廉な鋼材を用いることができる。固定側ワーク拘束用環状体１９のワーク導入部２０は僅かに拡径処理がなされている。
【００２６】
図１に示すように、固定側ワーク拘束用環状体１９と固定刃固定用ホルダ１２とは、拘束環状体としての固定側ワーク拘束用環状体１９と固定刃固定用ホルダ１２に分有される複数のねじ穴２１が軸方向に通されている。ねじ穴２１に結合用ボルト２２がねじ込まれる。ねじ穴２１は固定刃１４の中まで届いている。結合用ボルト２２により固定側ワーク拘束用環状体１９と固定刃固定用ホルダ１２と固定刃１４とが１体に結合される。固定刃１４の端面の１８０度異なる２箇所から軸方向に２つのピン穴２３が固定刃固定用ホルダ１２の中まで届くように開けられている。
【００２７】
ピン穴２３に固定刃側位置決めピン２４が通されている。固定刃固定用ホルダ１２の端面から固定刃１４の端面まで共通の中心軸を共有する蹴り出しピン挿入用穴２５が軸方向に開けられている。蹴り出しピン挿入用穴２５は、固定刃固定用ホルダ１２において大径で固定刃１４において小径である。蹴り出しピン挿入用穴２５に蹴出ピン２６が挿入されている。蹴出ピン２６の一端に鍔２７が設けられている。
【００２８】
鍔２７と蹴り出しピン挿入用穴２５の段差壁との間に圧縮コイルスプリング２８が介設されている。蹴り出しピン挿入用穴２５の後端が位置する固定刃固定用ホルダ１２の後端面に穴あきストッパ２９が取り付けられている。このストッパ２９により蹴出ピン２６の前端面が固定刃１４の端面から僅かにでも突出しないように規制されている。図示しない蹴り出し手段が、ストッパ２９の穴に出没する。
【００２９】
図１０に示すように、下型取付用本体１０の天頂部３０から固定側ワーク拘束用環状体１９を径方向に貫通するクランピング用穴３１が開けられている。クランピング用穴３１に摺動するクランピング用ピン３２がはめられている。クランピング用ピン３２は、天頂部３０の上面に固定された空気圧クランパ３４の駆動部（図示せず）に結合している。
【００３０】
図１０，１１に示すように、可動刃案内体４０が下型取付用本体１０の１部を構成している。可動刃案内体４０にガイドライナ４２が設けられている。ガイドライナ４２に案内され可動刃用ホルダ４３が案内され昇降する。図４，５，６に示すように、可動刃用ホルダ４３に固定刃１４側から円柱状穴４４が開けられている。円柱状穴４４に環状の可動刃４５がはめ込まれている。可動刃４５には、外周面である円筒面の中心軸線を中心とする円筒面４６を備える中心穴４７が開けられている。中心穴４７の外端の円周が刃縁４８として形成されている。
【００３１】
ワークの送り方向に突出する部分環状拘束体４９が可動刃４５に設けられている。可動刃４５と部分環状拘束体４９は分離可能である。部分環状拘束体４９は、図５のXII−XII線断面として示す図１２に示すように、部分環５０を形成し、内面は刃縁４８の１部を軸方向に延長した部分円筒面５１である。
【００３２】
可動刃４５と部分環状拘束体４９に連続する複数のねじ穴５２が開けられている。ねじ穴５２に、結合用ボルト５３がねじ込まれている。可動刃４５と部分環状拘束体４９に連続する複数のピン穴５４が開けられている。ピン穴５４に、可動刃側位置決めピン５５がはめ込まれている。部分環５０が設けられる角度範囲は自由であるが、可動刃４５の可動方向（図１２に矢Ｄで示す）であり後述する可動刃の初期位置から切断完了位置に向かう方向には必ずある。図１２に示すように、可動刃４５の中心線Ｏのまわりの１２０度ほどの範囲に部分環状拘束体４９が設けられている。部分環状拘束体４９の中心は前記矢線Ｄに一致していることが好ましい。
【００３３】
図８に示すように、レバープレス１の前方側（手前側、図で右方側）にレバープレス１に対して前進後退する台車６０が軌道上に案内されている。台車６０に支持されるコラム６１の上面に案内台６２が取り付けられている。案内台６２の上面と治具本体８、ハードライナ９の上面は１平面を形成している。台車６０に交換用下型組立用治具７が載せられている。
【００３４】
交換用下型組立用治具７の固定刃１４の円筒面１５及び固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内周面の直径は、動作中下型組立用治具７の固定刃１４の円筒面１５及び固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内周面の直径と異なる場合がある。交換用下型組立用治具７の固定刃１４の円筒面１５及び固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内周面の直径が、動作中下型組立用治具７の固定刃１４の円筒面１５及び固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内周面の直径と同じである場合がある。
【００３５】
同様に、交換用可動刃４５の可動刃４５の円筒面４６及び部分環状拘束体４９の部分円筒面５１の直径は、動作中下型組立用治具７の可動刃４５の円筒面４６及び部分環状拘束体４９の部分円筒面５１の直径と異なる場合がある。交換用下型組立用治具７の可動刃４５の円筒面４６及び部分環状拘束体４９の部分円筒面５１の直径が、動作中下型組立用治具７の可動刃４５の部分円筒面５１及び部分環状拘束体４９の部分円筒面５１の直径と同じである場合がある。
【００３６】
図１３，１４は、ワークの送り方向に対向して設けられているストッパ装置７０を示している。ストッパ装置７０はレバープレス１に併設されるストッパ台７１に載置されている。図１３に示すように、ストッパ台７１の１部の上面に棒材であるワークの送り量を定めるための定寸送りモータ７２が設けられている。定寸送りモータ７２の回転軸に結合している減速装置に付随する回転体の回転角度が定寸パルスカウンタ７３により計数される。
【００３７】
定寸パルスカウンタ７３の出力回転軸に歯車７５が同軸に取り付けられている。図１３に示すように、歯車７５に噛み合う歯車７６の回転により、ストッパ押しねじ７７が定寸前進後退する。ストッパブロック７８がストッパ押しねじ７７により前進方向に押圧される。ストッパブロック７８にストッパ８０が軸方向に支持されている。
【００３８】
ストッパ台７１に複数箇所で油圧クランパー７９が設けられている。油圧クランパー７９によりストッパ８０はストッパ押しねじ７７に押圧された状態で油圧クランパー７９により強固に固定される。ストッパ８０の前端にストッパヘッド８１が取り付けられている。ストッパヘッド８１の前端面の１部は、固定刃１４の中心穴１６に対向している。
【００３９】
図１５は、拘束切断機用の公知のレバープレスを示す。簡単に説明すると、レバープレスは、駆動モーター９０を回転駆動源として駆動されるフライホイール９１に噛み合い回転する大ギア９２に偏心して設けられているクランク９３、角メタル９４を介しキングピン９５を中心に揺動するレバー９６の出力端９７に摺動して昇降するラムを備えている。このラム５の降下時のパワーが、可動刃４５に与えられる。
【００４０】
次に、実施例の動作を説明する。本切断機に適した図１５に示すレバープレス１に対して図８に示す台車６０を前進させる。ローラ１１により軽便に走行する下型取付用本体１０を把手９９により押してベッド２上の治具本体８に移載する。下型取付用本体１０を油圧クランパ４１により定位置にクランプする。
【００４１】
図７に示すように、下型取付用本体１０はハードライナ９により案内して横方向に移動させることができる。その移動位置でもクランプすることができる。２体の下型取付用本体１０を治具本体８上に載置しておき、交換使用することができる。
【００４２】
図１０は、下型組立用治具７がベッド２上の治具本体８にクランプされたクランプ状態を示している。レバープレス１が駆動される。レバープレス１の大ギア９２の１回転周期の間に、以下に述べる１工程動作が行われる。図１０は、可動刃４５が動作前の状態を示している。
【００４３】
即ち、図１６にこの状態を示すように、固定刃１４と可動刃４５は同軸上にあり、可動刃４５の中心穴４７の円筒面４６と固定刃１４の中心穴１６の円筒面１５とは同一円筒面を形成している。また、この同一円筒面と固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内周面とも同一円筒面を形成している。
【００４４】
このような動作前の状態で、図１８に示すように、ピンチローラ１００により棒材Ｗが供給される。ピンチローラ１００により直進する棒材Ｗは、固定側ワーク拘束用環状体１９、固定刃１４、可動刃４５の中心穴を通過してストッパ８０のストッパヘッド８１に突き当たり停止する。棒材Ｗは、ピンチローラ１００により前進方向に圧力をかけられているが、油圧クランパー７９によりクランプされているストッパ８０は後退しない。棒材の前端面は、ストッパヘッド８１の前端面に圧接している。
【００４５】
レバープレス１の大ギア９２の１回転が開始される。レバー９６が揺動し出力端９７が降下する。レバー９６の梃子作用により、出力端９７の降下方向の力が最大になり始める位置で、ラム５に取り付けられている上型６が可動刃用ホルダ４３を押し下げ始める。固定刃１４より前方にある棒材Ｗの部分が固定刃１４の中にある部分に対して断層化される。
【００４６】
この断層化状態では、図２１に示すように、本体部Ｗａは固定刃１４の内周面である円筒面１５及び固定側ワーク拘束用環状体１９の環状体内周面に拘束されている。この拘束により、本体部Ｗａに曲げ力が作用しない。断層部Ｗｂは可動刃４５の円筒面４６及び部分環状拘束体４９の部分円筒面５１に拘束されている。この拘束により断層部Ｗｂに曲げ力が作用しない。さらに、ストッパヘッド８１により断層部Ｗｂの前端面が拘束されている。
【００４７】
ストッパヘッド８１が曲げ力に抵抗する。本体部Ｗａと断層部Ｗｂとの間に作用するせん断力は、曲げ応力として本体部Ｗａと断層部Ｗｂに作用する。この曲げ応力が大きく面上に集中すると、後日の時効割れを惹起する。本体部Ｗａは固定側ワーク拘束用環状体１９によっても拘束され集中曲げ応力を受けにくい。断層部Ｗｂは、延長部である部分環状拘束体４９の部分円筒面５１によっても拘束され集中曲げ応力を受けにくい。せん断中、棒材Ｗには前進力が働くが、前進力はストッパ８０により拘束されている。
【００４８】
図１７，１９は、切断完了状態を示している。可動刃４５は、ラム５とともに下死点にある。蹴出ピン２６により切断されたビレットが蹴り出される。図２０はビレットが落下し、ストッパ８０が後退し、ラム５が上死点に復帰し、図１７に示す押上げロッド１０２により上昇位置に上昇し、棒材Ｗがピンチローラ１００により一定量送り出された状態を示している。次にストッパ８０が前進して棒材Ｗの前端を押し戻し棒材突出量を一定量にする。
【００４９】
このような拘束切断は高速に行われ、固定刃１４、可動刃４５の刃縁が痛み、全体に摩耗が進む。また、固定側ワーク拘束用環状体１９の内周面及び部分環状拘束体４９の部分円筒面５１の前端部の摩耗が進む。待機中の下型取付用本体１０と交換する。交換された下型取付用本体１０の固定刃１４、固定側ワーク拘束用環状体１９、可動刃４５、部分環状拘束体４９を交換する。
【００５０】
固定刃１４と固定側ワーク拘束用環状体１９は独立に交換できる。可動刃４５と部分環状拘束体４９とは独立に交換できる。結合用ボルト２２を外せば固定刃１４と固定側ワーク拘束用環状体１９とは分離する。固定刃１４と固定側ワーク拘束用環状体１９の両方または一方を取り換える。
【００５１】
ピン穴２３により組み替え後の固定刃１４と固定側ワーク拘束用環状体１９との位置合わせが行われる。結合用ボルト５３を外せば可動刃４５と部分環状拘束体４９とは分離する。可動刃４５と部分環状拘束体４９の両方または一方を取り換える。ピン５５により組み替え後の可動刃４５と部分環状拘束体４９との位置合わせが行われる。
【００５２】
【発明の効果】
この発明の拘束せん断機用固定側切断刃は、固定刃側の棒材が拘束部材により精密に拘束される。有効な拘束長さが長い。拘束部材は固定刃と独立に交換可能であるので、トータルコストを低下することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の拘束せん断機用固定側切断刃の実施例を示す正面断面図である。
【図２】図２は、図１の左側面図である。
【図３】図３は、図１の右側面図である。
【図４】図４は、本発明に関する拘束せん断機の可動側切断刃を示す正面図である。
【図５】図５は、図４の右側面図である。
【図６】図６は、図５の底面図である。
【図７】図７は、本発明に関する拘束せん断機を示す正面図である。
【図８】図８は、図７の左側面図である。
【図９】図９は、固定側切断刃を含む治具を示す左側面図である。
【図１０】図１０は、図９の正面断面図である。
【図１１】図１１は、図１０の右側面図である。
【図１２】図１２は、図５の１部の正面断面図である。
【図１３】図１３は、ストッパを示す平面図である。
【図１４】図１４は、図１３の正面図である。
【図１５】図１５は、公知のレバープレスを示す正面図である。
【図１６】図１６は、切断態様を示す断面図である。
【図１７】図１７は、他の切断態様を示す断面図である。
【図１８】図１８は、第１切断工程を示す断面図である。
【図１９】図１９は、第２切断工程を示す断面図である。
【図２０】図２０は、第３切断工程を示す断面図である。
【図２１】図２１は、切断中の両刃の切断作用を示す断面図である。
【符号の説明】
１４…固定刃
１５…円筒面（第１）
１９…環状拘束体
１９ａ…円筒面（第２）
２３…ピン穴（位置決め用部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003683007.tif 000017
【図１７】
0003683007.tif 000018
【図１８】
0003683007.tif 000019
【図１９】
0003683007.tif 000020
【図２０】
0003683007.tif 000021
【図２１】
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