JPH0248370B2

JPH0248370B2 -

Info

Publication number: JPH0248370B2
Application number: JP57207922A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Matsunaga
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1982-11-26
Publication date: 1990-10-24
Also published as: JPS5997807A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、外周面を正確に倣うことができ
て、しかもその端部周縁に所望の開先加工を行う
ことができる角鋼管などの開先加工装置に関する
ものである。

従来、各種パイプ材の開先加工はガスカツテイ
ングによることが多かつたが、この手法によると
きはカツト周縁形状が一定しなかつたり、また、
変質したりするので、そのまま溶接するには適し
ていない。そこで、グラインダや電動カンナを用
いて手動によつて加工不良を矯正すると共に、変
質層の除去を行つたものであるが、これでは非能
率的であり、労力が著しく掛かるという問題点が
あつた。

そこで近年、角パイプ加工においては切削ヘツ
ドをＸ軸およびＹ軸方向に移動させて周縁部の開
先加工を行うものが出現したが、この種のものは
辺部すなわち、フラツト面の加工は問題なく行え
るが、四隅部にある小さなアール部分の加工がで
きなかつた。

従つて、この部分については依然としてグライ
ンダ掛けなどの手加工にたよる他はなく、生産性
および加工精度向上の鑑点からは、このアール部
まで自動的に加工することができる開先加工機の
開発が要望されていた。

本発明は係る実情に鑑みてなされたものであつ
て、本発明の第１の目的は、被加工材の外周面に
沿つた倣い切削方式を採用して、その全周の開先
加工を連続自動的に行いうるようにすると共に、
併せて簡単な調整操作で所望の開先加工を高精度
に行わせることにあり、また、第２の目的は如何
なる大きさの被加工材にも対応した順調な開先加
工を行いうる角鋼管などの開先加工機を提供する
ことにある。

以下、この発明の角鋼管などの開先加工装置を
一実施例について詳細に説明する。

本発明に係る開先加工機は、その基本構成とし
て角鋼管などの被加工材料（以下、単に加工材と
いう）を所定位置においてクランプ固定するクラ
ンプ装置と、この加工材の外周端縁部を切削加工
する切削装置を備えるものであつて、まず、前者
のクランプ装置の構成について述べる。

図面第１図〜第３図において、符号１は機台２
は機台１の前側（第１図の右方位置）に配設した
水平ベツドで、この水平ベツド２の上部には第３
図左右方向で示す水平のガイドレール３を配設す
る。そして、このガイドレール３に両側一対から
なるバイス片４ａおよび４ｂを係合するもので、
これらバイス片４ａ，４ｂは、その下部にそれぞ
れ固定したナツト筒５ａおよび５ｂと、これらナ
ツト筒５ａ，５ｂに互いに逆ねじ部を螺合させた
送りねじ軸６によつて求心的に開閉操作される。

前記送りねじ軸６は、ガイドレール３の両端部
に回転だけ自由に支承するもので、その一端側に
開閉操作ハンドル７を固定してある。なお、この
バイス片４ａ，４ｂの開閉操作手段としては、他
に油圧シリンダ、電動モータなどが挙げられるも
ので、これらのものを適宜採用しうる。

次に符号８ａおよび８ｂは、前記バイス装置を
配設した水平ベツド２の両側部に樹立した左右一
対の支柱であつて、この支柱８ａ，８ｂに上下位
置調整自在に横梁９を架設する。そして、この横
梁９の中央部にピストンロツド１０ａを下向きに
して油圧シリンダ１０を固定し、前記ピストンロ
ツド１０ａの下端に押圧板１１を取付ける。な
お、上記において横梁９は、ねじ式の昇降調整手
段１２によつて高さ設定した後、固定ピン１３，
１３によつて支柱８ａ，８ｂに連結し、各種寸法
を有する加工材に押圧板１１を対応させる。

また、符号１４で示すものは水平ベツド２の前
側に配設した加工材の搬送用コロで、この搬送用
コロ１４は、前記したガイドレール３の上面に形
成した受面３ａと一致して配設する。なお、本実
施例においては、上記搬送用コロ１４の前側に遊
転コロからなるコンベヤ装置Ｃを接続する。

而して、前記の両バイス片４ａ，４ｂによつて
加工材をその両側から挟圧し、また、押圧板１１
によつて上側から押圧して、定位置に加工材をク
ランプ固定する。

次に、前記加工材を切削加工するにあたつて、
その加工部位の位置決めを行う定規装置について
説明する。

この定規装置は、加工材の長手方向端面に当接
してその位置を決定すべく、給材時に加工材の前
方位置に突出し、また、クランプが完了さらには
切削加工が開始されたときそこから退避するよう
に構成する。すなわち、符号１５は先端に当接片
１６を取り付けた回動アームで、このものは、そ
の根部端を水平ベツド２に設けた水平軸受メタル
１７に枢支している。

この回動アーム１５の自由端には、ピストンロ
ツド１８ａを上向きにして油圧シリンダ１８を関
連するもので、ピストンロツド１８ａが伸長作動
した場合において、前記当接片１６を上方に突出
して加工材における下辺部の前側に臨むようにし
ている。また、ピストンロツド１８ａが収縮作動
した場合において、前記当接片１６をそこから下
方に没入する。

ここにおいて、前記当接片１６は回動アーム１
５に螺着保持されていて、前後方向の位置調整を
可能としており、後述する回転カツターに対する
加工材の取付位置を微細に調節できるようにし
て、加工時における切削面のルートフエースを所
要に設定する。

以上が加工材を所定位置において押圧固定する
クランプ装置さらには、加工材の取付位置を設定
する定規装置の詳細である。

次に前記クランプ装置に対応して設けた切削装
置について説明する。

符号２１は機台１の後側（第１図の左方位置）
に配設した機枠で、この機枠２１は前記機台１上
に立設した両側一対の竪枠２１ａおよび２１ｂ
と、これら竪枠２１ａ，２１ｂの上端を連結した
横梁２１ｃとによつて構成され門形状をなしてい
る。そして、上記竪枠２１ａ，２１ｂにおける
各々の内側に上下方向のガイド２２，２２を配設
し、このガイド２２，２２にほぼ方形の支持盤２
３を昇降自在に保持する。

また、前記横梁２１ｃには下向きにして一対の
送りねじ軸２４，２４を回転だけ自由に支承する
もので、この送りねじ軸２４，２４を前記支持盤
２３の上端に固設したナツト筒２５，２５に螺合
し、回転操作によつて支持盤２３の上下位置を調
整する。前記送りねじ軸２４，２４には、その
夫々の上端に設けた伝導ギヤ手段２６，２６およ
び連動軸２７を介して、電動モータM₁を連結し、
この電動モータM₁の正逆回転制御によつて前記
昇降調整を行う。

次に、前記支持盤２３の中央部には大きな円形
の凹陥孔２８を穿設し、この凹陥孔２８内に後述
の支承部材と回転駆動機構を介して、円形の回動
盤２９を回動自在に備える。

すなわち、支承部材は前記支持盤２３の隅部４
箇所に配設された転子３０…から構成し、これら
転子３０…を回動盤２９の外周面に当接する。ま
た、回転駆動機構は前記回動盤２９の外周面に刻
設したギヤ３１と、このギヤ３１に中間ギヤ３２
を介して連係したピニオン３３およびこのギヤ３
３を出力軸に固定した減速機付の電動モータM₂
によつて構成するもので、電動モータM₂の駆動
によつて回動盤２９を第２図にＱ矢印で示す方向
に定速周回する。なお、電動モータM₂には電気
的な回転速度可変手段を備えるもので、上記周回
速度を適宜に設定する。

また、回動盤２９の中央部には直状で幅広の凹
孔３４を穿設し、この凹孔３４の内壁部に回動盤
２９の直径線方向と平行に一対の直線ガイド３５
を設ける。この直線ガイド３５には保持体３６を
スライドのみ自在に係合し、さらに、この保持体
３６に切削ヘツドとこの切削ヘツドを回動盤２９
の中心方向へ押圧作動する押圧操作機構を備え
る。

まず、押圧操作機構について説明すると、この
ものは前記凹孔３４内に配設した油圧シリンダ３
７によつて構成され、そのピストンロツド３７ａ
を前記保持体３６に結着し、シリンダ筒３７ｂを
回動盤２９の周縁端に結着する。そして、前記ピ
ストンロツド３７ａの収縮作動時において、保持
体３６を回動盤２９の中心に接近する方向に移動
し、また、ピストンロツド３７ａの伸長作動時に
おいて中心から離反する方向に移動する。

また、前記油圧シリンダ３７には図示省略の給
排油絞り手段を接続するもので、保持体３６の移
動速度を適宜に調整する。

次に切削ヘツドは、まず軸受筒３８を前記移動
体３６に取付固定すると共に、この軸受筒３８に
スピンドル３９を回転自在に支承する。そして、
該スピンドル３９の一端を前方（第１図の右方）
へ突出して先端部に回転カツター４０を取り付け
る。また、他端にはギヤ４１を固定するもので、
このギヤ４１にピニオン４２を介して電動モータ
M₃を連結する。

ここで、前記回転カツター４０は、切刃部形状
が円錐形状のカツターを使用するもので、その勾
配（コーナー角）によつて切削加工しうる開先角
度を決定する。従つて、このフライスカツター
は、削成する開先加工角度に応じて種々用意する
もので、取り替え自在に装着する。

また、前記回転カツター４０の直前部にしてス
ピンドル３９の端部には、回転カツター４０のほ
ぼ最小径の大きさの倣い転子４３を回転自由に取
付ける。この倣い転子４３は、前記切削ヘツドが
中心方向に押圧移動されたとき、加工材の外周面
部に当接して回転カツター４０の切削位置を決定
する。

次に第２図において、符号LS₁は回動盤２９の
ドツク４４に関連させたリミツトスイツチで、こ
のリミツトスイツチLS₁によつて回動盤２９の一
周回運動とその停止位置を制御し、切削開始時に
おける切削ヘツドの切込み位置を設定する。

因みに、この実施例では切削ヘツドが中心方向
に移動するとき、その方向が下向きであるように
設定する。また、符号LS₂は切削機構が退避位置
にあることを検出するリミツトスイツチで、該リ
ミツトスイツチLS₂は切削工程終了を確認し、前
記電動モータ、油圧シリンダなどの各種アクチユ
エータの駆動を停止させる。

符号４５は切削ヘツドの重量に相当する重量を
持つバランスウエイトで、このバランスウエイト
４５と前記切削ヘツドの軸受筒３８とをチエン４
６で連結すると共に、このチエン４６をスプロケ
ツト４７，４７に掛けて両者を均衡させる。

さて、このように構成した開先加工装置を使用
して角鋼管の外周端縁部に所要の開先加工を施す
には、まず、スピンドル３９に所要の開先切削角
をもつ回転カツター４０を装着し、続いて、その
先端に倣い転子４３を軸支する。回転カツター４
０の取付けが済んだならば、次にコンベヤ装置Ｃ
上の加工材をクランプ装置におけるガイドレール
３の受面３ａ上まで送り込み、そして、その先端
部を突出状態の当接片１６に突き当てて位置決め
する。

以上のようにして、加工材の先端加工位置を決
定したならば当接片１６を下方へ没入退避させる
と共に、両側一対のバイス片４ａ，４ｂによつて
加工材を左右から挟圧し、さらに押圧板１１によ
つて上方から押圧して強固にクランプする。

この場合、加工材の左右方向の中心は前記求心
バイス片４ａ，４ｂによつて回動盤２９の中心に
丁度一致する。

また、上記のように加工材をセツトして、その
上方から回転カツター４０を切込んだ場合におい
て、加工材の外周端縁には第４図に示すように所
要のルートフエースＲと開先角度θとが削成され
るように予め各部および当接片１６の位置を設定
しておく。

なお、上記におけるルートフエースＲの調整は
当接片１６の前後調整で行うが、その際の調整量
は加工材の肉厚、開先角度、ルートフエースを諸
元とした換算表に基づいて決定するのが都合がよ
い。また、この換算表を寸法表示目盛として当接
片１６に表示しておくこともできる。

上記の操作が済んだならば、加工材における上
下方向の中心を回動盤２９の中心位置に合わせ
る。

この操作は電動モータM₁の制御によつて支持
盤２３を上方または下方に移動することで行うも
ので、このように設定した場合、回動盤２３の中
心に向つて押圧される回転カツターおよび倣い転
子がこの回動盤２３の回動と共に変位したとき、
その押圧力を加工材の中心へ向けることができ
る。つまり、どの周縁部すなわち上下、左右の辺
部および４つの隅部に対して中心方向に作用す
る。

以上各部のセツトが終了したならば、回転カツ
ター４０を回転させた状態で押圧操作機構を作動
させ、まず、切削ヘツドを回動盤２９の中心に向
けて移動する。こうすると、加工材における上辺
の中央部外端縁に倣い転子４３が当接するまでカ
ツター４０が切込まれるもので、この切込部は所
要の開先形状をなすことになる。

而して、回転カツター４０の切込み動作が終了
したならば、押圧操作機構を作動したままの状態
で回転駆動機構を作動し、回動盤２９を第２図の
Ｑ矢印方向に回転駆動させる。このようにする
と、押圧操作機構によつて、倣い転子４３が常に
加工材の外周縁に圧接して転動し、平坦な辺部は
もとよりアールのついた隅部もこれに的確に倣う
ことができ、この状態で回転カツターによる端縁
の切削加工が行れる。そして、回動盤２９の１周
回によつて加工材の端縁に一様に所要の開先加工
を施すことができる。

また、この開先加工装置では切削ヘツドにかか
る荷重と釣り合うバランスウエイト４５を設けた
ため、例えば、上辺部でも下辺部でも同じ押圧力
で切削加工することができ、安定した状態で高精
度の切削加工が行える。

以上実施例の説明で明らかな通り、本発明の開
先加工装置は、機台に支持盤を装備し、この支持
盤を介して上記機台に回転駆動機構で回転操作さ
れる回動盤を備え、さらに、この回動盤に当該回
動盤における直径線方向の直線ガイドを設けて、
この直線ガイドに切削ヘツドをスライドのみ自在
に係合し、また、この切削ヘツドに、当該切削ヘ
ツドを直線ガイド方向に移動操作する押圧操作機
構を関連させ、さらに、この切削ヘツドに回転カ
ツターと、この回転カツターの回転軸心に一致し
て被加工材の外周面に当接する倣い転子を設けた
もので、ならい切削方式によつて、角鋼管の外周
面に沿つた高精度の開先加工を自動的に能率良く
行うことができるという優れた効果を発揮する。
さらに、本発明では円錐形状の回転カツターを用
いたので、被加工材の長手方向端面位置を定規装
置によつて規制することにより、カツターと加工
材との対応関係を変更することができ、簡単に所
望形状の開先加工を行うことができるという効果
を奏する。

加えて、本発明では切削ヘツドを押圧操作機構
で直接回動中心方向に作動することにより、倣い
転子を直接的に加工材の外周面に当接する構成を
採つたから、倣い動作と切削加工動作が同一系に
まとまり、シンプルな構成を得ることができる。

また本発明は、切削ヘツドを備えた回動盤の高
さを調整する機構をもつことによつて、如何なる
大きさの被加工材料に対しても、その中心に向け
て切削ヘツドを押圧し、均等な切削力で加工を順
調に行うことができるという効果を奏する。

なお、本発明は上記の一実施例に限定されるも
のではなく、次のような態様で具体化することも
できる。

(イ) 被加工材料が丸鋼管である場合において、
クランプ装置の構成をこの材料に対応できるよ
うに適宜変更すること。

(ロ) クランプ装置の全体を前後方向に移動調節
できるように構成して、被加工材料のクランプ
状態で開先量調整を行うようにすること。

(ハ) 搬送用コロ、コンベヤ装置を積極駆動式と
して被加工材料の自動搬入、搬出を図ると共
に、定規装置に対して材料端の自動当接を行う
ようにすること。

(ニ) 切削ヘツドを２基またはそれ以上備え、こ
れら切削ヘツドを同時に作動して加工能率の向
上を図るようにすること。

(ホ) 切削ヘツドを対称位置に２基備え、これら
を同時に作動させる場合、これらを同一の押圧
操作機構で操作し、構成の簡易化を図ること。

(ヘ) 押圧操作機構としてトルクモータ、トルク
リミツタ機構を備えた電動モータなどを使用す
ること。

(ト) 倣い転子の転動部の付近に切屑除去用の流
体（液体、空気）を噴射して、誤つた倣い動作
の防止を図ること。

(チ) 角鋼管を開先加工する場合において、切削
ヘツドが加工材の四隅部付近に接近したとき、
これを検出する検出手段（一例としてリミツト
スイツチ）を備えて、この検出信号に基づいて
一定距離または一定時間だけ回動盤の回転速度
を減速し、加工速度の補正を図ること。

(リ) 被加工材料の大きさに応じて、回動盤の回
転速度を自動的に調整する速度調整手段を設け
ること。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る角鋼管などの開先加工装
置の一実施例を示すもので、第１図は全体構成を
示す一部縦断側面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線
で切断して示す切削装置の正面図、第３図は第１
図のＹ−Ｙ方向から見たクランプ装置の正面図第
４図は開先加工状態の説明図である。１：機台、２：水平ベツド、３：ガイドレー
ル、４ａ，４ｂ：バイス片、８ａ，８ｂ：支柱、
９：横梁、１０：油圧シリンダ、１１：押圧板、
１２：昇降調整手段、１４：搬送用コロ、１５：
回動アーム、１６：当接片、１８：油圧シリン
ダ、２１：機枠、２１ａ，２１ｂ：竪枠、２１
ｃ：横梁、２３：支持盤、２４：送りねじ軸、２
５：ナツト筒、２８：凹陥孔、２９：回動盤、３
０：転子、３４：凹孔、３５：直線ガイド、３
６：保持体、３７：油圧シリンダ、３８：軸受
筒、３９：スピンドル、４０：回転カツター、４
３：倣い転子、４５：バランスウエイト、４６：
チエン、４７：スプロケツト、M₁，M₂，M₃：
電動モータ、LS₁，LS₂：リミツトスイツチ、
Ｃ：コンベヤ装置。

Claims

【特許請求の範囲】１機台に支持盤を装備し、この支持盤を介して
上記機台に回転駆動機構で回転操作される回動盤
を備え、さらに、この回動盤に当該回動盤におけ
る直径線方向の直線ガイドを設けて、この直線ガ
イドに切削ヘツドをスライド自在に係合し、ま
た、この切削ヘツドに、当該切削ヘツドを直線ガ
イド方向に移動操作する押圧操作機構を関連さ
せ、さらに、この切削ヘツドに、円錐形の回転カ
ツターと、この回転カツターの軸心に一致し被加
工材の外周面に当接する倣い転子を設け、また、
被加工材の長手方向端面には、回転カツターに対
する被加工材の対応位置を設定する定規装置を対
設したことを特徴とする角鋼管などの開先加工装
置。２機台の一側に、求心的に被加工材料をクラン
プするクランプ装置を備え、このクランプ装置に
対応して前記の機台の他側に支持盤を上下位置調
整自在に装備すると共に、この支持盤を介して上
記機台に回転駆動機構で回転操作される回動盤を
備え、さらに、この回動盤に当該回動盤における
直径線方向の直線ガイドを設けて、この直線ガイ
ドに切削ヘツドをスライド自在に係合し、また、
この切削ヘツドに、当該切削ヘツドを直線ガイド
方向に移動操作する押圧操作機構を関連させ、さ
らに、この切削ヘツドに、円錐形の回転カツター
と、この回転カツターの軸心に一致し被加工材の
外周面に当接する倣い転子を設け、また、被加工
材の長手方向端面には、回転カツターに対する被
加工材の対応位置を設定する定規装置を対設した
ことを特徴とする角鋼管などの開先加工装置。