(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削刃を、前記切削刃の逃げ面がバリの存在する鋼片の面にほぼ平行で、前記切削刃の切削エッジと前記バリが交わる前記鋼片端部とのなす角が45°以上となるように配置し、前記バリの長手方向に沿って前記鋼片の外側に向かうように相対移動させて前記鋼片端部にあるバリを切削する工程を有するバリ取り方法。
【請求項２】
多角形切削エッジを有する切削刃を用いる請求の範囲１に記載された方法。
【請求項３】
円形切削エッジを有する切削刃を、前記切削刃の逃げ面がバリの存在する鋼片の面にほぼ平行で、かつ前記バリに対して下記の式（1）を満足するように配置し、前記バリの長手方向に沿って前記鋼片の外側に向かうように相対移動させて前記鋼片端部にあるバリを切削する工程を有するバリ取り方法；
R/2+W/2<Δ<R-W/2  …（1）、
ここで、Ｗはバリの幅、Ｒは切削刃の半径、Δは切削刃の中心からバリの幅中心までの最短距離である。
【請求項４】
回転自在な円形切削エッジを有する切削刃を用いる請求の範囲３に記載の方法。
【請求項５】
切削刃を、前記切削刃の逃げ面がバリの存在する鋼片の面にほぼ平行で、前記切削刃の切削エッジと前記バリが交わる前記鋼片端部とのなす角が90°以下となるように配置し、前記バリの長手方向に直交するように相対移動させて前記鋼片端部にあるバリを切削する工程を有するバリ取り方法。
【請求項６】
多角形切削エッジを有する切削刃を用いる請求の範囲５に記載の方法。
【請求項７】
円形切削エッジを有する切削刃を、前記切削刃の逃げ面がバリの存在する鋼片の面にほぼ平行で、前記切削刃の中心が前記バリが交わる前記鋼片端部の外側にくるように配置し、前記バリの長手方向に直交するように相対移動させて前記鋼片端部にあるバリを切削する工程を有するバリ取り方法。
【請求項８】
回転自在な円形切削エッジを有する切削刃を用いる請求の範囲７の方法。
【請求項９】
バリ検出器と、円形切削エッジを有する２個の切削刃と、バリ検出器によるバリ検出信号に応じて前記切削刃をバリに接近させ、前記バリに対して下記の式（1）を満足するように配置させた後、前記バリの長手方向に沿って移動させる駆動制御機構とを有し、かつ２個の切削刃が鋼片を挟むように対向して配置されたバリ取り装置；
R/2+W/2<Δ<R-W/2  …（1）、
ここで、Ｗはバリの幅、Ｒは切削刃の半径、Δは切削刃の中心からバリの幅中心までの最短距離である。
【請求項１０】
バリ検出器と、２以上の複数個の切削刃と、前記バリ検出器によるバリ検出信号に応じて前記切削刃をバリに接近させる駆動機構とを有し、かつ前記複数個の切削刃のうち２個の切削刃が円形切削エッジを有する切削刃であって、前記２個の円形切削エッジを有する切削刃の中心が前記バリが交わる前記鋼片両端部の外側に別々にくるように配置されたバリ取り装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、例えば棒鋼等の連続圧延時においてビレットを突合わせ溶接する際に形成される溶接バリ等のバリを除去するためのバリ取り方法およびその装置に関する。
背景技術
従来の鋼材の圧延ラインにおいては、ビレット、ブルーム等の鋼片が一本一本圧延されて製品化されている。近年、鋼片の先後端クロップ部の切除による歩留まり低下を防止するとともに、生産性の向上を図るために、例えば特開昭52-43754号公報、特開昭58-151971号公報、特開昭61-30287号公報等には、加熱炉から抽出した複数のビレット等の鋼片をフラッシュバット溶接して連続圧延する方法が提案されている。
フラッシュバット溶接によって接合された鋼片の溶接部には、フラッシュや加圧によって溶接バリが形成される。この溶接バリは、比較的大きいためにその後の圧延時に疵となり、歩留まりの低下を招いたり、線材等の圧延では圧延中の破断を引き起こす場合もある。そのため、こうした溶接バリは圧延前に完全に除去される必要がある。
特開昭51-42040号公報、特開昭53-147649号公報、特開平4-178273号公報等には、フラッシュバット溶接機用バリ取り装置が開示されているが、いずれも、溶接バリを切削抵抗の小さい溶接直後に切削できるように、溶接機本体と鋼片の移動台車との間に固定された切削刃で切削する固定刃方式によるバリ取り装置が組み込まれている。
また、実開昭59-176711号公報や実開昭61-199312号公報等には、鋼片端部のバリを除去する際、回転する円形切削エッジをバリに押し当てて切削する回転刃方式が開示されている。
しかしながら、こうした固定刃方式、回転刃方式のいずれのバリ取り方法においても、図１に示すように、鋼片１に形成された筋状のバリを切削刃５を用いてバリに沿って切削すると、切削されたバリ３は切削屑として鋼片１の外へ除かれるが、鋼片１の端部ではかえり４が発生し、その後の圧延時に上記したような歩留まり低下などの問題を引き起こす。
発明の開示
本発明の目的は、鋼片のバリ切削端部にかえりが発生しないバリ取り方法およびその装置を提供することである。
上記目的は、切削刃を、切削刃の逃げ面がバリの存在する鋼片の面にほぼ平行で、切削刃の切削エッジとバリが交わる鋼片端部とのなす角が45°以上となるように配置し、バリの長手方向に沿って鋼片の外側に向かうように相対移動させて鋼片端部にあるバリを切削する工程を有するバリ取り方法により達成される。
切削刃として多角形切削エッジを有する切削刃を用いれば、複数の切削エッジで切削でき、切削刃の寿命を長くできる。
多角形切削エッジの辺数を無限に増加させた場合に相当する円形切削エッジを有する切削刃を用いる場合には、円形切削エッジを有する切削刃を、切削刃の逃げ面がバリの存在する鋼片の面にほぼ平行で、かつバリに対して下記の式（1）を満足するように配置し、バリの長手方向に沿って鋼片の外側に向かうように相対移動させて鋼片端部にあるバリを切削すればよい。
R/2+W/2<Δ<R-W/2  …（1）、
ここで、Ｗはバリの幅、Ｒは切削刃の半径、Δは切削刃の中心からバリの幅中心までの最短距離である。
回転自在な円形切削エッジを有する切削刃を用いると、駆動力を必要とせずに自然に円形切削エッジの異なる部分で切削でき、切削刃の寿命を長くできる。
以上述べた方法では、切削刃をバリの長手方向に沿ってバリと相対移動させるが、以下に示す方法のようにバリの長手方向に直交するようにバリと相対移動させても、本発明の目的を達成できる。
すなわち、切削刃を、切削刃の逃げ面がバリの存在する鋼片の面のほぼ平行で、切削刃の切削エッジとバリが交わる鋼片端部とのなす角が90°以下となるように配置し、バリの長手方向に直交するように相対移動させて鋼片端部にあるバリを切削する工程を有するバリ取り方法によっても、かえりの発生がなくバリ取りを行える。
上述したように、切削刃として多角形切削エッジを有する切削刃を用いると、切削刃の寿命を長くできる。
また、円形切削エッジを有する切削刃を用いる場合には、円形切削エッジを有する切削刃を、切削刃の逃げ面がバリの存在する鋼片の面にほぼ平行で、切削刃の中心がバリが交わる鋼片端部の外側にくるように配置し、バリの長手方向に直交するように相対移動させて鋼片端部にあるバリを切削すればよい。
上述したように、回転自在な円形切削エッジを有する切削刃を用いると、切削刃の寿命を長くできる。
本発明である切削刃をバリの長手方向に沿って移動させるバリ取り方法は、バリ検出器と、円形切削エッジを有する２個の切削刃と、バリ検出器によるバリ検出信号に応じて切削刃をバリに接近させ、バリに対して下記の式（1）を満足するように配置させた後、バリの長手方向に沿って移動させる駆動制御機構とを有し、かつ２個の切削刃が鋼片を挟むように対向して配置されたバリ取り装置により実現できる。
R/2+W/2<Δ<R-W/2  …（1）、
ここで、Ｗはバリの幅、Ｒは切削刃の半径、Δは切削刃の中心からバリの幅中心までの最短距離である。
また、切削刃をバリの長手方向に直交するように移動させるバリ取り方法は、バリ検出器と、２以上の複数個の切削刃と、バリ検出器によるバリ検出信号に応じて切削刃をバリに接近させる駆動制御機構とを有し、かつ複数個の切削刃のうち２個の切削刃が円形切削エッジを有する切削刃であって、２個の円形切削エッジを有する切削刃の中心がバリが交わる鋼片両端部の外側に別々にくるように配置されたバリ取り装置により実現できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来のバリ取り方法の模式図である。
図２は、本発明の一例である多角形切削エッジを有する切削刃を用いたバリ取り方法の模式図である。
図３は、切削刃と鋼片面の位置関係を示す図である。
図4A〜4Eは、本発明の一例である円形切削エッジを有する切削刃を用いたバリ取り方法の模式図（側面図）である。
図5A〜図5Eは、それぞれ図3A〜図4Eの平面図である。
図6A、図6Bは、それぞれ図4C、図4Eを詳細に説明する図である。
図7A、図7Bは、円形切削エッジを有する切削刃とバリの位置関係を説明する図である。
図８は、本発明の別の例である多角形切削エッジを有する切削刃を用いたバリ取り方法の模式図である。
図9A〜図9Eは、本発明の別の例である円形切削エッジを有する切削刃を用いたバリ取り方法の模式図（平面図）である。
図10は、図9A〜図9Eにおける２個の切削刃のバリの長手方向に沿った配置を示す図である。
図11A〜図11Gは、本発明のさらに別の例である円形切削エッジを有する切削刃を用いたバリ取り方法の模式図（平面図）である。
図12は、本発明の一例であるバリ取り装置の模式図である。
図13は、本発明の別の例であるバリ取り装置の模式図である。
発明を実施するための最良の形態
上述したように、バリ切削時におけるかえりは、切削刃の切削エッジが鋼片端部にあるバリに鋼片端部から外側へ押し出すような力を加えてバリを切削する場合に発生する。したがって、バリに鋼片端部から外側へ押し出すような力ではなく、鋼片内部へ向かう力を加えるようにしてバリを切削すれば、かえりの発生を防止できることになる。
本発明のバリ取り方法は、いずれもこの基本原理に基づいている。したがって、本発明は鋼片端部にあるバリの切削方法である。鋼片内部にあるバリについては、本発明法を適用はできるが、他の方法で切削しても本発明の効果が損なわれることはない。
実施の形態１
図２に、本発明の一例である多角形切削エッジを有する切削刃を用いたバリ取り方法を模式的に示す。
この方法は、多角形切削エッジ42を有する切削刃41を、切削刃41の逃げ面（図では、切削刃の下面）がバリの存在する鋼片１の面にほぼ平行で、バリ２を切削している多角形切削エッジ42とバリ２が交わる鋼片１端部とのなす角αが45°以上となるように配置して、バリ２の長手方向に沿って鋼片１の外側に向かうように移動させて鋼片１端部にあるバリ２を切削する方法である。
バリ２を切削している多角形切削エッジ42とバリ２が交わる鋼片１端部とのなす角αが45°以上となるようにして切削しているので、多角形切削エッジ42にかかる切削反力Fの分力である鋼片１端部の外側に向かう押圧荷重Faを鋼片１端部に並行な垂直反力Fbより小さくできる。そのため、切削されたバリ３は、鋼片１端部の外側ではなく鋼片１内部へ押し出されることになり、かえりが発生することはない。
なお、切削刃41の逃げ面をバリ２の存在する鋼片１面にほぼ平行にするときは、図３に示すように、切削刃41の逃げ面と鋼片１面との角β（以後、逃げ角と呼ぶ）を1〜5°に設定すればよい。また、切削面と鋼片１面の垂線との角γ（以後、すくい角と呼ぶ）は、切削抵抗や刃先角θに依存する切削刃の寿命を考慮して適宜選択される。
また、多角形切削エッジの形状は完全な多角形である必要はなく、角が丸くなっていたり、切削エッジが多少円弧状になっていても、本発明の効果は得られる。円弧状切削エッジの場合は、円の接線とバリが交わる鋼片端部とのなす角を45°以上にすればよい。
実施の形態２
図4A〜図4E、図5A〜図5Eに、本発明の一例である円形切削エッジを有する切削刃を用いたバリ取り方法を模式的に示す。
この方法は、円形切削エッジを有する切削刃11を、切削刃11の逃げ面がバリ２の存在する鋼片１面にほぼ平行になるようにし、バリ２の長手方向に沿って鋼片１の外側に向かうように移動させて鋼片１端部にあるバリ２を切削する方法である。
このとき、上記の式（1）を満足するようにすれば、図6Aに示すように、切削刃11の中心を通るバリ２との平行線からR/2以上の距離にある円形切削エッジで切削することになり、鋼片１端部の外側に向かう押圧荷重Faを鋼片１端部に並行な垂直反力Fbより小さくできる。したがって、図5Bに示すように、バリ２が切削刃11の進行速度Vaで押し切られるとき、切削されたバリ３は自由空間ではなく、鋼片１面上のVb方向に向けて押し出されるため、かえりが発生することはない。
上記の式（1）は、図7A、図7Bに示す円形切削エッジを有する切削刃11とバリ２の位置関係から、次のように導かれる。すなわち、切削刃11の中心からバリ２の幅中心までの最短距離Δは、バリ２を完全に切削するためには（R-W/2）未満である必要があり（図7A）、中心を通るバリ２との平行線からR/2以上の距離にある切削エッジで切削するためには（R/2+W/2）を超える必要がある（図7B）。したがって、R/2+W/2<Δ<R-W/2となり、式（1）が導かれる。
実施の形態３
図８に、本発明の別の例である多角形切削エッジを有する切削刃を用いたバリ取り方法を模式的に示す。
この方法は、多角形切削エッジ42を有する切削刃41を、切削刃41の逃げ面がバリの存在する鋼片１の面にほぼ平行で、バリ２を切削している多角形切削エッジ42とバリ２が交わる鋼片１端部とのなす角δが90°以下となるように配置して、バリ２の長手方向に直交するように移動させて鋼片１端部にあるバリ２を切削する方法である。
バリ２を切削している多角形切削エッジ42とバリ２が交わる鋼片１端部とのなす角δが90°以下となるようにして切削しているので、鋼片１端部にあるバリ２は鋼片１内部へ向けて押し出されることになり、かえりが発生することはない。
なお、切削刃と鋼片面との位置関係や多角形切削エッジの形状は、実施の形態１の場合と同様である。
実施の形態４
図9A〜図9Eに、本発明の別の例である円形切削エッジを有する切削刃を用いたバリ取り方法を模式的に示す。
この方法は、円形切削エッジを有する２個の切削刃11a、11bを、切削刃11a、11bの逃げ面がバリ２の存在する鋼片１の面にほぼ平行で、切削刃11a、11bの中心がバリ２が交わる鋼片１両端部の外側にそれぞれ別々にくるように配置し、鋼片１の方をバリ２の長手方向に直交するように移動させて鋼片１両端部にあるバリ２を切削する方法である。
２個の切削刃11a、11bの中心がバリ２が交わる鋼片１両端部の外側にそれぞれ別々にくるように配置されているので、鋼片１両端部にあるバリ２は鋼片１内部へ向けて押し出されることになり、かえりが発生することはない。
このとき、図10に示すように、２個の切削刃11a、11bを、バリ２の長手方向に沿って重なり部σができるように配置すれば、この２個の切削刃11a、11bのみでバリ２を完全に除去することができる。
図11A〜図11Gは、円形切削エッジを有する３個の切削刃11a、11b、11cを用いた方法でる。図9A〜図9Eの場合と同様に、中心がバリ２が交わる鋼片１両端部の外側にそれぞれ別々にくるように配置された２個の切削刃11a、11cにより、鋼片１両端部にあるバリ２がかえりの発生がなく除去される。そして、切削刃11aと切削刃11cの間にそれぞれの切削刃と重なるように配置した切削刃11bを用いて、鋼片１の幅方向中心近辺にあるバリ２が除去されるので、バリ２は完全に除去される。
実施の形態５
図12に、本発明の一例であるバリ取り装置を模式的に示す。
この装置は、円形切削エッジを有する２個の切削刃11a、11bを、鋼片１の対向する面上にあるバリ２に対して上記の式（1）を満足するように配置し、バリ２の長手方向に沿って相対移動させて鋼片１のバリ２を切削する装置である。
切削刃11a、11bのバリ２に対する上記の式（1）を満足する配置は、鋼片１の移動を調整することにより行われる。バリ切削時には、鋼片１は静止しており、切削刃11a、11bが同時に鋼片１の対向する面上にあるバリ２の長手方向に沿って鋼片１の一端から他端まで移動する。したがって、鋼片１端部のバリ２のみならず、全てのバリ２が完全に除去される。
バリ検出器50で移動する鋼片１面上のバリ２が検出されると、バリ検出信号が駆動制御機構60に入力され、鋼片１に直交するように配置されたベースプレート22にフランジ27aと27bによって横設されている液圧シリンダまたは電動ボールネジなどで構成された直動形アクチュエータ26が作動し、直動形アクチュエータ26の先端に取り付けられたＹ字状のベースフレーム25がベースプレート22の上に設けた切削用ガイドレール21a、21bに沿って鋼片１の方向へスライドする。それに伴い、Ｙ字状のベースフレーム25の先端に切削刃ホルダ17a、17b、ベアリングケース16a、16bを介して取りつけられた切削刃11a、11bがバリ２に接近する。このとき、切削刃11a、11bがバリ２に対して上記の式（1）を満足するような位置に、鋼片１は停止する。その後、直動形アクチュエータ26により切削刃11a、11bがバリ２の長手方向に沿って移動し、バリ２を切削する。切削刃11a、11bがバリ２に対して上記の式（1）を満足するように配置されているので、鋼片１端部にあるバリ２はかえりが発生することなく切削される。
ここで、２個の切削刃11a、11bはベアリングを介して回転できるようにベアリングケース16a、16bに固定されており、ベアリングケース16a、16b上のストッパ15a、15bは、ベアリングがベアリングケース16a、16bから抜け出ることを防いでいる。また、ベアリングケース16a、16bは、切削刃ホルダ17a、17bに所望の逃げ角βを有するように固定されおり、切削刃ホルダ17a、17bには、切削刃11a、11bの周面にほとんど接するような状態で切削屑除去板18a、18bが取り付けられている。切削刃11a、11bはベアリングにより回転自在となっているので、駆動力を必要とせずに自然に円形切削エッジの異なる部分で切削でき、切削刃の寿命を長くできる。
ビレットの連続圧延などで溶接バリを除去するには、本装置を２台連続的に設置し、各装置をビレットの移動に同期して移動させる機構を設ければ、ビレットの４面に形成された全ての溶接バリを、ビレットを移動させたままで切削できる。
実施の形態６
図13に、本発明の別の例であるバリ取り装置を模式的に示す。
この装置は、円形切削エッジを有する２個の切削刃11a、11bを、切削刃11a、11bの中心がバリ２が交わる鋼片１両端部の外側に別々にくるように配置し、２個の切削刃11a、11bがバリ２の長手方向に直交するように相対移動させて鋼片１のバリ２を切削する装置である。
２個の切削刃11a、11bは、予めその中心がバリ２が交わる鋼片１両端部の外側に別々にくるように設定されており、鋼片１の幅方向に対する位置が固定されている。したがって、バリの切削される鋼片１の幅は常に一定である。バリ切削時には、切削刃11a、11bが下降し、鋼片１面上で停止し、移動している鋼片１のバリ２を、バリ２の長手方向に直交する方向から切削する。また、２個の切削刃11a、11bは、バリ２の長手方向に沿って重なり部ができるように配置されており、鋼片１端部のバリ２のみならず、全てのバリ２が完全に除去される。
バリ検出器50で搬送ローラー80上を移動する鋼片１面上のバリ２が検出されると、バリ検出信号が駆動制御機構60に入力され、鋼片１の上部に設置された油圧シリンダ70が作動し、油圧シリンダ70の先端に切削刃ホルダ17a、17bを介して取りつけられた切削刃11a、11bが下降し、バリ切削に好ましい鋼片１面上の位置に停止する。鋼片１は移動しているので、鋼片１上のバリ２は切削刃11a、11bにより、バリ２の長手方向に直交する方向から切削される。切削刃11a、11bが、その中心がバリ２が交わる鋼片１両端部の外側に別々にくるように配置されているので、鋼片１端部にあるバリ２はかえりが発生することなく切削される。
ここで、油圧シリンダ70への油供給は、油タンク73から油圧ポンプ72で油を汲み取り、油圧配管71を経て行われる。
ビレットの連続圧延などで溶接バリを除去するには、本装置４台を、それぞれの切削刃がビレットの４面に対向するように連続的に設ければ、ビレットの４面に形成された全ての溶接バリを連続的に切削できる。
【図１】
0003721507.tif 000002
【図２】
0003721507.tif 000003
【図３】
0003721507.tif 000004
【図４Ａ】
0003721507.tif 000005
【図４Ｂ】
0003721507.tif 000006
【図４Ｃ】
0003721507.tif 000007
【図４Ｄ】
0003721507.tif 000008
【図４Ｅ】
0003721507.tif 000009
【図５Ａ】
0003721507.tif 000010
【図５Ｂ】
0003721507.tif 000011
【図５Ｃ】
0003721507.tif 000012
【図５Ｄ】
0003721507.tif 000013
【図５Ｅ】
0003721507.tif 000014
【図６Ａ】
0003721507.tif 000015
【図６Ｂ】
0003721507.tif 000016
【図７Ａ】
0003721507.tif 000017
【図７Ａ】
0003721507.tif 000018
【図８】
0003721507.tif 000019
【図９Ａ】
0003721507.tif 000020
【図９Ｂ】
0003721507.tif 000021
【図９Ｃ】
0003721507.tif 000022
【図９Ｄ】
0003721507.tif 000023
【図９Ｅ】
0003721507.tif 000024
【図１０】
0003721507.tif 000025
【図１１Ａ】
0003721507.tif 000026
【図１１Ｂ】
0003721507.tif 000027
【図１１Ｃ】
0003721507.tif 000028
【図１１Ｄ】
0003721507.tif 000029
【図１１Ｅ】
0003721507.tif 000030
【図１１Ｆ】
0003721507.tif 000031
【図１１Ｇ】
0003721507.tif 000032
【図１２】
0003721507.tif 000033
【図１３】
0003721507.tif 000034