JPH0529648U - 形鋼加工機のフランジ縁のクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形鋼加工機におけるワーク（形鋼）のクラン
プ装置に関するもので、一動作によって形鋼のフランジ
の上縁を上下方向と左右方向とに同時に固定することが
でき、クランプ具に作用する力を上記両方向に効率良く
変換することができる構造のクランプ装置を得ることで
ある。 【構成】 上下方向（形鋼４１のフランジ４１の幅方
向）に進退するスライド台２３に形鋼の長手方向のピン
２６で枢支されたクランプ具２７を備え、このクランプ
具２７は、上記ピン２６の軸心より外側の位置で形鋼の
フランジの縁面４３に当接する押え爪２８と、押え爪２
８より内側の位置においてフランジ４１の縁近傍のフラ
ンジ内面４４に当接する横爪２９とを備えている。横爪
２９は、形鋼のフランジ４１を挟んで固定板２１と対向
しており、固定板２１は、形鋼４０を載置する加工基準
台２のテーブル面４と直交する面を有している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、Ｈ形鋼や溝形鋼などの形鋼に孔明け加工、スカラップ加工、開先 加工などを行う加工機におけるワーク（形鋼）のクランプ装置に関するもので、 形鋼の形状誤差を調整した状態でそのフランジの縁部分を固定するクランプ装置 に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

開先加工等に際して形鋼に重切削加工を施す際には、加工反力によってフラン ジが変位したり振動したりするのを避けるために、形鋼のフランジ縁を固定する 必要がある。形鋼には、たとえばＨ形鋼について図５および図６で誇張して示す ように、往々にしてウエブ４２とフランジ４１との間の直角度やフランジ４１の 平面度などに形状誤差が生じている。このような形状誤差のある形鋼を加工基準 台２に載置してそのテーブル面と直交する方向に移動する刃物でフランジ４１に 開先加工を行った場合、テーブル面に対するフランジの傾きによって開先形状、 特に開先の深さに大きな誤差を生じ、溶接強度に悪影響を及ぼす結果となる。

【０００３】 そこで従来は図７に示すように、外側を向いた傾斜面５１を備えたクランプ爪 ５２をクランプしようとする形鋼４０のフランジ４１の縁に向けてフランジ幅方 向に進出させ、クランプ爪５２の進出方向（図の下方）の力で加工基準台２との 間でフランジ４１を幅方向に挟持するとともに、傾斜面５１をフランジ縁の内側 角に当接させてその楔作用によってフランジ４１の縁を外側へ押圧し、テーブル 面に対して垂直に設けた固定板２１にフランジ４１を押圧することにより、フラ ンジ４１の傾きを矯正していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

図７に示すような従来の構造では、クランプ具の傾斜面５１がフランジ縁の内 側角と１点で当接するため、フランジ４１の傾きを矯正するのに必要なクランプ 力を作用させようとすると、この当接部の面圧が非常に高くなり、傾斜面５１に 凹みや傷つきが生じるという問題があった。

【０００５】 このような凹みや傷つきが生じると、傾斜面５１とフランジ縁の内側角との間 の滑りが悪くなるため、クランプ爪５２の進出方向の力がフランジ４１を固定板 ２１側に押接する方向の力に変換されにくくなり、フランジ４１の傾きを矯正す るために、さらに大きなクランプ力を必要とするという悪循環が生じていた。

【０００６】 さらにこのような傾斜面５１と形鋼４０との滑り接触によってフランジ４１の 幅方向のクランプ力をフランジ４１の厚さ方向の傾き矯正力に変換する構造は、 力の変換効率が悪く、クランプ爪５２を駆動するアクチュエータが大型になると いう欠点がある。

【０００７】 この考案は一動作によって形鋼のフランジの縁をフランジ幅方向とフランジの 肉厚方向とに同時に固定することができ、クランプ具に作用する駆動力が上記両 方向に効率良く変換され、かつ上記両方向の力をそれぞれその力の作用方向と直 交する面によって付与することができる構造のクランプ装置を得ることを課題と している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案のクランプ装置は、加工しようとする形鋼４０のフランジ４１の幅方 向に進退するスライド台２３に形鋼の長手方向と平行な方向のピン２６で枢支さ れたクランプ具２７を備えている。クランプ具２７は、上記ピン２６の軸心より 外側の位置で形鋼のフランジの縁面４３に当接する押え爪２８と、押え爪２８よ り内側の位置においてフランジ４１の縁近傍のフランジ内面４４に当接する横爪 ２９とを備えている。

【０００９】 横爪２９は、形鋼のフランジ４１を挟んで固定板２１と対向しており、固定板 ２１は、形鋼４０を載置する加工基準台２のテーブル面４と直交する面を有して いる。形鋼の両側のフランジ４１をガイドするべく配置された対向する２個の固 定板２１の一方は、他方に対して近接離隔自在なコラム５ｂに装着され、該コラ ムの近接動作によって形鋼の両フランジ面を挟持する。

【００１０】

【作用】

スライド台２３をフランジ４１の縁に向けて進出させると、押え爪２８がフラ ンジ４１を幅方向にクランプするとともに、この押え爪に掛かるクランプ反力に よるクランプ具２７のピン２６まわりの回動が横爪２９をフランジ４１の肉厚方 向に押動させる。

【００１１】 従って、形鋼４０を加工基準台２に載置し、対向する固定板２１でフランジ４ １を挟持した後、スライド台２３をフランジ４１に向かって進出させると、最初 にクランプ具２７の押え爪２８がフランジ４１の縁面４３に当接し、その当接反 力によりクランプ具２７がピン２６まわりに回動して横爪２９がフランジ４１の 内側面に当接する。そしてスライド台２３に与えられるクランプ力は、押え爪２ ８に与えられてフランジ４１を幅方向に挟持する力となり、そのクランプ力と等 しい反力がクランプ具２７を回動させるモーメントとなって横爪２９を固定板２ １に向けて付勢し、フランジ４１の縁を固定板２１との間でその厚さ方向に挟持 するとともに、フランジの縁を固定板２１に押し付けて、フランジ４１の傾きを 矯正する。

【００１２】 この考案の構造によれば、フランジ４１を幅方向にクランプする力は、押え爪 ２８からフランジの縁面４３に直角に作用し、フランジ４１を肉厚方向に押圧す る力は、横爪２９からフランジ４１の内側面に直角方向に作用する。従ってフラ ンジ４１の縁部分は、互いに直角方向から作用する２方向の力で確実に固定でき 、重切削加工時においても、フランジの位置ずれや振動が生じず、より精度の高 い加工が可能になる。

【００１３】

【実施例】 図２および図３は、この考案のクランプ具を備えた形鋼加工機の一例を示した 図である。この加工機は、形鋼４０を載置する加工基準台２の両側に立設したコ ラム５ａ、５ｂに沿って昇降する工具ヘッド１１に追い込み加工用の円筒フライ ス１５ａ、スカラップ加工用の円弧フライス１５ｂおよび開先加工用の円錐フラ イス１５ｃを装着し、これらのフライスを工具モータ１４で同時駆動して工具ヘ ッド１１をフランジ４１の幅方向に移動させ、図４に示すフランジ４１の端部の 追い込み加工ａと、ウエブ４２のスカラップ加工ｂと、開先加工ｃとを行う。

【００１４】 加工基準台２は、コラム５ａ、５ｂに互いに対向させて軸支した短い基準ロー ラによって形成されており、その頂部がテーブル面４を形成している。基準ロー ラ２は、ベース１に水平に軸支した材料搬入搬出用のローラ３・・・群と略同高 さに位置している。第１コラム５ａと第２コラム５ｂとの２本のコラムは、基準 ローラ２の両側に位置し、第１コラム５ａはベース１上に形鋼４０の長手方向に 移動自在に設けられ、第２コラム５ｂは形鋼４０の長手直角方向に移動自在に設 けられ、これらを駆動するシフトモータ６およびクランプシリンダ７が設けられ ている。

【００１５】 コラム５ａおよび５ｂには、ガイドレール１０に沿って昇降自在にそれぞれの 工具ヘッド１１が装着され、この工具ヘッド１１は、各コラム５ａ、５ｂの上端 に下方を向けて装着した減速機付きの昇降モータ１２で駆動される送りネジ１３ に螺合して昇降駆動される。

【００１６】 各工具ヘッド１１には、工具モータ１４によって同時駆動される３本の水平方 向の工具軸が上下方向に並べて配置されており、上端の工具軸にはフランジ４１ の端部を削り落とす追い込み加工用の円筒フライス１５ａが装着され、中間の工 具軸にはウエブ４２とフランジ４１との接続部にスカラップを加工する円弧フラ イス１５ｂが装着され、下端の工具軸にはフランジの端面を斜めに削り落とす開 先加工用の円錐フライス１５ｃが装着されている。またこれらの工具ヘッド１１ の上端には、加工に先立って形鋼４０の端面に当接して形鋼４０の位置決めを行 うための進退可能なストッパ１８ａ、１８ｂを備えた位置決め装置１９が設けら れている。

【００１７】 一方コラム５ａ、５ｂの対向面には、形鋼４０のフランジ面を両側から挟持す る固定板２１を兼ねたガイドプレート２２が固定され、このガイドプレートにス ライド台２３が上下方向摺動自在に装着されている。スライド台２３は、各コラ ム５ａ、５ｂの内側上端に設けた上縁固定シリンダ２４のピストンロッド２５に 連結されて昇降駆動される。スライド台２３には、形鋼４０の長手方向と平行な 方向のピン２６でクランプ具２７が回動自在に懸吊されており、このクランプ具 ２７は、図１に示すように、ピン２６より外側（コラム側）に位置する押え爪２ ８と、これより内側で下方に延びる横爪２９との２つの爪が突出形成されている 。クランプ具２７は、その自由懸吊状態において押え爪２８が若干内側に回動し た位置で懸吊されるように、押え爪２８側を少し重くしてあり、かつその内側へ の揺動端を規制するストッパピン３０が植立され、このストッパピン３０は自由 懸吊状態でスライド台２３に下面に当接している。

【００１８】 コラム５ａ、５ｂには、上記上縁固定シリンダ２４の他に、下縁固定シリンダ ３３が設けられており、この下縁固定シリンダのピストンロッドは、図１に示す ように、基準ローラ２の横を通って形鋼４０のフランジ４１の下縁内側に延びる Ｌ形爪３４に連結されている。

【００１９】 コラム５ａ、５ｂの上端には、これらを連結するビーム３６が設けられている 。第１コラム５ａとビーム３６とは、形鋼４０の長手方向に摺動可能であり、第 ２コラム５ｂとビーム３６は、形鋼４０の長手直角方向に摺動可能であり、かつ これらの摺動部には、その摺動方向を規制するレール３７ａおよび３７ｂの他に ロック装置３８が設けられており、このロック装置を締結することによって、ビ ーム３６と第１コラム５ａの上端および第２コラム５ｂの上端とが固定され、剛 性の高い門型のフレームが形成されるようになっている。

【００２０】 次に上述した形鋼加工機における形鋼４０の固定と加工動作について説明する 。形鋼４０の供給に先立ち、第２コラム５ｂを後退させて対向する固定板２１相 互の間隔が加工しようとする形鋼４０のフランジ間隔よりも広くなるように設定 するとともに、第１コラム５ａを図２の手前側（材料の送り方向）に若干移動さ せておく。ストッパ１８ａ、１８ｂは、追い込み加工量により左右別々に位置設 定される。このとき形鋼４０の端部が斜めに切断されているときには、両側のフ ランジ４１の段違い量に合わせて、第１コラム５ａの位置を決定する。

【００２１】 この状態で加工しようとする形鋼４０をテーブル２に載置し、その端部の一端 が第２コラム５ｂ側のストッパ１８ｂに当接するまで形鋼４０を進出させる。こ の状態で第２コラム５ｂを進出させて対向する固定板２１相互で形鋼４０を一旦 挟持した後、その挟持力を開放し、第１コラム５ａをそのストッパ１８ａが形鋼 ４０の端部に当接するまで形鋼４０側に移動させる。この状態で第２コラム５ｂ を再度進出方向に付勢して形鋼４０を挟持するとともに、ビーム３６と第１およ び第２コラム５ａ、５ｂの上端を締結してコラム５ａ、５ｂの剛性を確保する。

【００２２】 次に上縁固定シリンダ２４および下縁固定シリンダ３３を作動させ、フランジ ４１の下縁をＬ形爪３４で外側に引いて固定板２１に密着させるとともに、前記 作用の項で詳述した動作により、クランプ具２７の押え爪２８でフランジ４１を 幅方向に挟持し、且つ横爪２９でフランジ４１の上縁を固定板２１に密着させる 。この動作により、形鋼４０の両側のフランジ４１は、それぞれのコラム５ａ、 ５ｂの固定板２１に沿わされた状態で固定される。

【００２３】 次いで工具モータ１４を駆動して３個のフライス１５ａ、１５ｂ、１５ｃを回 転させ、昇降モータ１２により工具ヘッド１１を上昇させる。工具ヘッド１１の 上昇に伴い、フランジ４１の端部にまず円筒フライス１５ａが当接して、図４に ａで示す領域が切除され、次いで円弧フライス１５ｂによってウエブ４２が図４ にｂで示すようにスカラップ加工され、次いで円錐フライス１５ｃによって図４ にｃで示す開先部分が切除される。

【００２４】 このとき工具ヘッド１１の上昇速度を制御することにより、円筒フライス１５ ａが所定の送り速度で加工を開始したあと、円筒フライス１５ａがウエブ４２の 位置を加工するときに第１の減速送りが行われ、ウエブ４２の加工が終わると元 の速度に戻り、次いで円弧フライス１５ｂがウエブ４２を加工するときに第２の 減速送りが行われ、ウエブ４２のスカラップ加工が終わると、円錐フライス１５ ｃによる開先加工速度で上昇し、円錐フライス１５ｃがフランジ４１の上縁から 離れた位置で早送りが行われる。

【００２５】 このようにして図４に示す形鋼４０の端部の開先加工が行われ、円錐フライス １５ｃが形鋼４０から離れた後、フライスの回転を停止し、上記と逆の順序で形 鋼４０の固定を解いた後、工具ヘッド１１を下方のホームポジションに復帰させ て、一加工サイクルを終了する。

【００２６】

【考案の効果】

この考案のクランプ装置によれば、一動作でフランジの幅方向の固定と、肉厚 方向の挟持によるフランジの傾きの矯正とを同時に行うことができ、かつその２ 方向に働く力がフランジの縁面および内側面から面直角方向に作用するので、フ ランジ縁部の確実な固定が実現され、位置ずれのない精度の高い加工が可能にな る。さらにクランプ具の爪の当接面の変形や損傷によってクランプ力が低下する ことがなく、横方向への力の変換が効率良く行われるので、大きくかつ経年変化 のない安定したクランプ力が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のクランプ装置を示す正面図

【図２】形鋼加工機の一例を示す正面図

【図３】形鋼加工機の一例を示す平面図

【図４】形鋼の端部の加工状態を示す平面図

【図５】形鋼の形状誤差の一例を示す説明図

【図６】形鋼の形状誤差の他の例を示す説明図

【図７】従来のクランプ構造の一例を示す模式図

【符号の説明】

23 スライド台 26 ピン 27 クランプ具 28 押え爪 29 横爪 40 形鋼 41 フランジ 43 縁面 44 フランジ内面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工しようとする形鋼(40)のフランジ(4
   1)の幅方向に進退するスライド台(23)に形鋼の長手方向
   と平行な方向のピン(26)でクランプ具(27)が枢着されて
   おり、このクランプ具(27)はピン(26)の軸心より外側の
   位置で形鋼のフランジの縁面(43)に当接する押え爪(28)
   と、押え爪(28)より内側の位置においてフランジ(41)の
   縁近傍のフランジ内面(44)に当接する横爪(29)とを備え
   ており、スライド台(23)をフランジ(41)の縁に向けて進
   出させたときに、押え爪(28)がフランジ(41)を幅方向に
   クランプするとともに、この押え爪に掛かるクランプ反
   力によるクランプ具(27)のピン(26)まわりの回動が横爪
   (29)をフランジ(41)の肉厚方向に押圧させることを特徴
   とする、形鋼加工機のフランジ縁のクランプ装置。