(57)【要約】【課題】バリを打ち抜く際のスカート部に亀裂が発生することを防止できるとともに、打抜屑としてのバリ屑を小片化することにより、バリ取り装置を自動化させた場合にも、工程通過性の良好なバリ取り装置を提供すること。【解決手段】環状台金の内周縁にバリ取りのための環状打抜刃（３６，３８）を備えた打抜工具１７を鋳物の外周に相対移動させて、鋳物Ｗの外周囲に発生したバリを打抜除去するためのバリ取り装置である。この環状打抜刃は、刃先が打抜方向に高低差を有する高刃３８と低刃３６とから構成されている。【選択図】　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状台金の内周縁にバリ取りのための環状打抜刃を備えた打抜工具を鋳物の外周に相対移動させて、前記鋳物の外周囲に発生したバリを打抜除去するためのバリ取り装置であって、
前記環状打抜刃は、刃先が打抜方向に高低差を有することを特徴とするバリ取り装置。
【請求項２】
前記環状打抜刃は、刃先が所定間隔で離間されて配置された高平刃と該高平刃間に配置されて該高平刃に対して経時的に遅れて前記バリと接触される刃先を備えた低刃とから構成されることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り装置。
【請求項３】
前記環状打抜刃は、刃先が所定間隔で離間されて配置された高平刃と該高平刃間に配置されて該高平刃の刃先端縁を連続的に結び前記高平刃に対して経時的に遅れて前記バリと接触される刃先を備えた低刃とから構成され、かつ、前記低刃刃先の最低部は側面形状が円弧状であることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り装置。
【請求項４】
前記低刃の刃先形状は、前記高平刃の刃先両端に対して対称であることを特徴とする請求項３に記載のバリ取り装置。
【請求項５】
請求項１に用いるバリ打抜工具であって、
前記環状打抜刃は、刃先が所定間隔で離間されて配置された高平刃と該高平刃間に配置されて該高平刃の刃先端縁を連続的に結び前記高平刃に対して経時的に遅れて前記バリと接触される刃先を備えた低刃とから構成され、かつ、前記低刃刃先の最低部は側面形状が円弧状であることを特徴とするバリ打抜工具。
【請求項６】
前記低刃の形状は、前記高平刃の両端に対して対称であり、かつ、前記低刃の前記高平刃と接する両側縁は互いに平行であることを特徴とする請求項５に記載のバリ打抜工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、がいしキャップなどの鋳造品の周縁に発生するバリを切り落として鋳造品の周縁の仕上げを行うためのバリ取り装置及びそれに用いるバリ打抜工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
割型鋳造品であるがいしキャップは、溶湯を鋳型に注型して製造されている。その鋳型としては割型が用いられるが、その割型により鋳造された鋳型の合わせ面の隙間に溶湯が入り込み薄い鋳ばり（以下、単にバリという。）が発生する。型割面としてのパーティングラインＰＬが最大外周径を形成する周縁（スカート部）に形成されている割型鋳造品では、環状の台金の内周縁に環状打抜刃を備えたバリ取り装置を用いることにより、環状打抜刃の内周にがいしキャップを挿通させてプレス切断により外周縁のバリを一度に打ち抜くことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のバリ取り装置では、バリを打ち抜く際に、バリ周縁のスカート部に剪断応力の不均衡に起因すると思われる亀裂（クラック）が発生することがあった。また、このようにして打ち抜かれた打抜屑としてのバリ屑が環状又は円弧状の大片として形成されるため、このバリ屑の後始末に多大の労力を必要としていた。
【０００４】
特に、このバリ取り装置を自動化する際に、ワークとしてのがいしキャップを自動バリ取り装置に供給し、打ち抜かれたワークを連続的に取り出しできる自動バリ打ち抜き装置では、装置が入り組んでいるので、大片のバリ屑は工程通過性を不良とする。
【０００５】
そこで、この発明は、バリを打ち抜く際のスカート部に亀裂が発生することを防止できるとともに、打抜屑としてのバリ屑を小片化することにより、バリ取り装置を自動化させた場合にも、工程通過性の良好なバリ取り装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、環状台金の内周縁にバリ取りのための環状打抜刃を備えた打抜工具を前記鋳物の外周に相対移動させて、前記鋳物の外周囲に発生したバリを打抜除去するためのバリ取り装置であって、
前記環状打抜刃は、刃先が打抜方向に高低差を有することを特徴とするバリ取り装置である。
【０００７】
このように構成すれば、剪断荷重が分散されているので、バリを打ち抜く際の最大剪断荷重を低減できる。これにより、バリ周縁に亀裂を発生させることなくバリを取り除くことができる。また、最大剪断荷重を低下させることにより、工具寿命（装置寿命）を増大させることができる。さらに、この打ち抜きにより発生する打抜屑としてのバリ屑は小片化される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記環状打抜刃は、刃先が所定間隔で離間されて配置された高平刃と該高平刃間に配置されて該高平刃に対して経時的に遅れて前記バリと接触される低刃とから構成されることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り装置である。
【０００９】
このように構成すれば、高平刃は全周に亘っておらずに離間されているので、環状打抜刃がバリに衝突した際の最大剪断荷重は少なくてよい。また、高平刃により切断されなかった部位のバリは、経時的に遅れて作用する低刃により切断される。これにより、環状切断刃に掛かる最大剪断荷重を低減することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記環状打抜刃は、刃先が所定間隔で離間されて配置された高平刃と該高平刃間に配置されて該高平刃の刃先端縁を連続的に結び前記高平刃に対して経時的に遅れて前記バリと接触される刃先を備えた低刃とから構成され、かつ、前記低刃刃先の最低部は側面形状が円弧状であることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り装置である。
【００１１】
このように構成すれば、低刃は、この高平刃を連続的に結んでおり、この低刃では刃先が高平刃の両端から最低部に向けて傾斜されているので、刀で切るようにバリを順次切断することができ、これにより切り取られたバリは一層細粉化される。また、刃先の最低部が円弧状であると、切断完了時に剪断応力が集中しないので、亀裂が一層起こりにくい。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記低刃の形状は、前記高平刃の両端に対して対称であることを特徴とする請求項３に記載のバリ取り装置である。
【００１３】
このように構成すれば、このとき、低刃が前記高平刃の両端に対して対称であれば、円弧状の低刃が受ける円周方向の推力を互いに打ち消し合うので、一層スムーズにバリを切断することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１に用いるバリ打抜工具であって、
前記環状打抜刃は、刃先が所定間隔で離間されて配置された高平刃と該高平刃間に配置されて該高平刃の刃先端縁を連続的に結び前記高平刃に対して経時的に遅れて前記バリと接触される刃先を備えた低刃とから構成され、かつ、前記低刃刃先の最低部は側面形状が円弧状であることを特徴とするバリ打抜工具である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記低刃の形状は、前記高平刃の両端に対して対称であり、かつ、前記低刃の前記高平刃と接する両側縁は互いに平行であることを特徴とする請求項５に記載のバリ打抜工具である。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、内周縁に切断刃を備えた環状台金に対して、該環状台金の中心から放射線状に回転軸を設定した回転切削装置により前記低刃を切削することを特徴とする請求項６に記載のバリ打抜工具の製法である。
【００１７】
低刃の高平刃と接する両側縁、すなわち、高平刃と低刃とで形成される稜線が互いに平行であれば、低刃はこの稜線に対して対称となるので、切削加工などにより低刃を形成するのが容易となる。また、剪断荷重が最も掛かる高平刃の平面形状は、切断刃側が短辺を形成する略台形形状となるので、環状切断刃の耐久性が向上される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について自動スカート部バリ取り機につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
まず、この発明の装置により取り除かれるべきワークＷとしては、たとえば、割型鋳造品であるがいしキャップ１が例示される。そのガイシキャップ１は溶湯を鋳型に注型して製造されているので、図１に示すように、割型の隙間から溶湯がはみ出して形成される薄い鋳ばり２（以下、単にバリという。）が発生している。このバリ２は、型割面としてのパーティングラインＰＬに沿って釣り鐘状キャップ部３のスカート部である最大外周径を形成する外周縁４に形成されている。
【００２０】
また、この実施の形態でのがいしキャップ１は、鋳造時に４個のガイシキャップを同時に鋳造するために生じた堰の切断縁５が残っている。これらの堰切断縁５やバリなどの余肉が製品に残っていると商品価値がないので、これらの余肉はこの発明のバリ取り装置により取り除かれる。
【００２１】
その自動バリ取り機１０は、図２〜図４に示すように、打ち抜くべきワークＷを一対の把持具１１により把持してバリ取り装置１２まで搬送するワーク供給装置１４と、ワーク供給装置１４により供給されたワークＷのバリを打ち抜くためのバリ取り装置１２と、打ち抜きが終了したワークＷを一対の把持具１５により把持して取り出すワーク取出装置１６とから大略構成される。
【００２２】
このバリ取り装置１２は、打抜工具１７を固定した上板１８と、その上板１８を支持する支持柱１９と、その支持柱１９をナット２０により固定するとともに油圧シリンダ２１を取付金具２１ａにて固定するシリンダ取付用プレート２２と、その油圧シリンダ２１のピストンロッド２３の先端に固定されたワークＷを載置する載置台２４とより大略構成される。
【００２３】
この載置台２４の上面２４ａには、図５に示すように、高さ１５ｍｍの円錐台状のワーク芯決め部２５が設けられている。また、ピストンロッド２３はピストン回り止めブラケット２６に固定され、このブラケット２６はドグ、ドグシャフト２７、リニアブシュ２８に固定されている。また、このリニアブッシュ２８はシリンダ取付用プレート２２に固定され、このシリンダ取付用プレート２２は自動バリ取り機１０の全体を支持する支持枠（フレーム）２９を含む支持体に固定されている。
【００２４】
この打抜工具１７は、図６〜図９に示すようなＨＲＣ硬さが６０〜６２程度に真空焼き入れされた環状鋼板製の台金３０から形成され、内径はワークＷのバリ取り部の外形寸法とは微大にした打抜径として、このワークの場合には１１５．２ｍｍ、外径は１７７ｍｍ程度とした。また、この工具の表面３０ａ側には、外周に沿った環状段落ち部３１と、内周に沿って突出された環状凸部３２を備えている。この環状段落ち部３１には、ザグリ３３ａを備えたボルト孔３３及びジャッキアップ用の突き通し３４がそれぞれ３カ所設けられている。
【００２５】
また、図７に示すように、環状凸部３２の内周面３２ａには、打ち抜き方向を接線として、その接線と内周面３２ａとのなす角度θが１゜±０．５゜で逃げ角が設けられている。また、環状凸部３２の表面側には、図８、図９に示すように、円周方向に所定のピッチＰを開けて１５個の円弧状溝が形成されている。この円弧状溝は環状凸部３２の中心から放射状に等角度で延びる中心線（一点鎖線）３７に左右対称に平行幅で設けられており、その深さｄ３６は約５ｍｍ、その曲率半径Ｒ３６は約１０ｍｍである。
【００２６】
これにより側面形状が円弧状の刃先３６ａを備えた弧状刃３６が形成され、凸面３２ｂと内周面３２ａとで形成される稜線刃先３８ａを備えた平凸刃（高平刃）３８が形成される。この平凸刃３８は、平面形状が刃先３８ａを短辺、外周縁３８ｂを長辺、エッジ３８ｃ、３８ｃを円錐辺とする略台形状に形成されることになる。また、前記実施例のワークでは、この平凸刃３８の刃幅ｗ３８は約６．７ｍｍであり、弧状刃３６の刃幅ｗ３６は直線距離で刃幅ｗ３８の略２倍よりも僅かに広い。
【００２７】
この打抜工具１７は、図１０に示すように、刃先を鉛直方向下向に配置して、突き通し３４を利用してジャッキアップなどにより保持された状態で、ボルト３５等により上板１８に固定される。この打抜工具（環状刃）１７の中心は、ピストンロッド２３及びワーク芯決め部２５の中心位置の延長上に正確に位置される。
【００２８】
なお、この自動バリ取り機１０には、可動部である把持具１１，１５の移動範囲を機械的に制限する制限装置及びワークＷの有無を確認するワーク有無確認装置等が装備されているが、その詳細な説明は省略されている。
【００２９】
次に、このような構成の自動バリ取り機１０の作用について、自動バリ取り工程に沿って説明する。
【００３０】
図２において、打ち抜くべきワークＷ（がいしキャップ）は、ワーク供給装置１４の把持具１１に把持されて矢印Ａ方向に向かって、載置台２４の上方まで搬送される。ワークＷが載置台２４まで搬送されると、把持具１１は、ワークＷの把持を解除し、把持具１１は矢印Ａと反対側に搬送されて元の位置に戻る。
【００３１】
載置台２４上で把持を解除されたワークＷは、ワーク芯決め部２５上に載置され、ワークＷの下縁付近内周が円錐状外周面２５ａに滑らかに嵌合される。これにより、ワークが位置決めされて、この載置台２４からワークＷが落下するのが防止される。
【００３２】
ワークＷが載置台２４にセットされると、光電センサー（不図示）などによりワークの有無が確認されて油圧シリンダ２３のスイッチがオンされてピストンロッド２３は勢いよく上昇して、載置台２４上のワークＷを押し上げる。これにより、ワークＷは、打抜工具１７の内周を勢いよく挿通されて、その外周縁４に突出されたバリ２や堰切断縁５などの余肉が打抜工具１７により打ち抜かれる。
【００３３】
このとき、図１１に示すように、打抜工具１７は、平凸刃３８の刃先３８ａがバリ２と最初に衝突する。この平凸刃３８と接触した部分のバリ２は、図１１において想像線で示したバリ２に符号２ａを付して斜線で示している。ここで、初期の時点ではこの平凸刃３８は全周に亘っておらずに離間されているので、バリ２ａとバリ２ａとの間のバリ（以下、符号２ｂを付す。）はこの平凸刃３８によっては切断されない。
【００３４】
ついで、この平凸刃３８間には、この平凸刃３８と連続して円弧状の刃先３６ａを備えた弧状刃３６が形成されているので、この平凸刃３８により切断されなかった部分のバリ２ｂは、順次、弧状刃３６に連続的に接触されることになる。この弧状刃３６は、刃先３６ａが平凸刃３８の両端から湾低部（最低部）に向けて傾斜された円弧状となっているので、刀で切るようにバリを切断することができる。これにより切り取られたバリ２は小片化される。ここで、この刃先３６ａの円弧を打抜方向に深くすれば深くするほど（すなわち、図９の深さｄ３６を深くすれば深くするほど）打抜方向と直交する円周方向の剪断応力が増大され、バリは一層小片化される。
【００３５】
これにより、この打抜工具１７によれば、刃先が全周のバリ２を一度に切断しないので、従来の環状切断刃を備えた打抜工具に比較してバリ２に衝突した際の最大剪断荷重は少なくてよい。この実施の形態の打抜工具１７では、刃先に高低差を設けない従来の場合に比較して最大切断荷重は３０％程度減少できる。
【００３６】
また、この刃先３６ａは、平凸刃３８のエッジ３８ｃに対して対称であるので、円弧状の弧状刃３６が円周方向に応力を発生させても、この剪断により発生する円周方向への応力は互いに対称となる。これにより、弧状刃３６が受ける円周方向の推力は互いに打ち消し合いワークズレもなくスムーズにバリを切断することができる。
【００３７】
また、この弧状刃の刃先３６ａの湾低部が円弧状であると、切断完了時に剪断応力が集中しないので、ワークＷに亀裂を発生させることが一層少なくなる。
【００３８】
以上の実施の形態では、ピッチが定まっていたが、このピッチは、裁断されるバリの程度により適宜に設定できる。
【００３９】
また、打抜工具１７は環状台金の周縁を硬質チップなどの切断刃をろう付けしてこれを切断刃としてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、バリを打ち抜く際のスカート部に亀裂が発生することを防止できるとともに、打抜屑としてのバリ屑を小片化することにより、バリ取り装置を自動化させた場合にも、工程通過性の良好なバリ取り装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のワークＷとしてのガイシキャップを説明する図であり、図１（ａ）は部分拡大図を含む側面図、図１（ｂ）は平面図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る自動バリ取り装置組図の概要を説明する正面図である。
【図３】図２のバリ取り装置の側面図である。
【図４】図２のバリ取り装置の平面図である。
【図５】図２のバリ取り装置の載置台２４付近を拡大した図である。
【図６】図２の切断工具を説明する底面図である。
【図７】図６の切断工具を側面より説明する部分切断断面図である。
【図８】図６の切断工具の部分拡大図である。
【図９】図８の端面図である。
【図１０】図２の切断工具の上板１８への取り付け状況を説明する部分切断断面図である。
【図１１】鋳バリ２と切断刃との接触状況を説明する図である。
【符号の説明】
Ｗ　ワーク
１　　ガイシキャップ
２　鋳バリ
４　最大外周縁
１２　バリ取り装置
１４　ワーク供給装置
１６　ワーク取出装置
１７　打抜工具（切断刃）
３６　弧状刃（低刃）
３８　平凸刃（高平刃）
【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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